１５李．煎查 境 煤矿井下注浆堵水墙设计与施工 吴钦昌 （福建煤电股份有限公司龙潭煤矿 福建永定３６４１２０） 摘要 为防止周边小煤窑积水突入矿井，调查分析积水情况、充水条件，提出防治水害“防、堵、疏、排、截”的综合治理措 施．合理确定注浆堵水方法与步骤 关键词 煤矿 水害 堵水墙设计 中图分类号：ＴＤ７４４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—９０６４（２０１３）０６—１１７—０２ 的采空区、积水区情况及现有开采小煤窑的开采动态。当接 近老空积水区、小煤窑巷道时，应做好探放水及防止有害气 体突出等工作．以防事故发生 矿区受小煤窑入侵严重且历史悠久，开采范围宽、时间 长、开采深度深，留下了许多小煤窑采空区积水。给矿井的今 后生产带来巨大的安全隐患和排水负担 为防止小煤窑积水 突人．必须加强煤矿水害综合防治技术措施的应用．做到万 无一失。 ３注浆堵水墙设计 ３．１设计要求 １ 矿井概况 某煤矿包括中、西两个井田，Ｆ９断层以西为西井田．Ｆ９ 断层以东为中井田。矿井采用平峒暗斜井开采．分为三个水 （１）注浆堵水墙应设于坚硬、稳定、完整致密的岩层中， 并避开岩溶、断层、节理、裂隙发育的破碎地带，不宜设在煤 层中。水闸墙硐室四周必须留有保护煤、岩柱，严禁受采动影 响．硐室应尽量设在小断面和直线巷道中 （２）注浆堵水墙前、后一段巷道，必须用混凝土砌碹，其 各段长度一般不得小于５ｍ 防水闸门硐室及巷道应采用强 度等级不低于Ｃ２５混凝土砌碹 注浆堵水墙与巷道进行混凝 平 为防止该煤矿２０４采区的＋２４５ｍ以上小煤窑突发水从 ２０４采区＋２４５—２９＂东石门涌入．确保安全生产．拟在２０４采 区＋２４５—２９＂东石门采用注浆堵水墙封闭 １．１ 采区位置范围和相邻情况 ２０４采区位于矿井中井田东部．北以Ｆ０断层为界．南以 Ｆ３断层为界．西以＋２４５ｍ为界，东至＋５０ｍ。采区地表有第 ２３、２４、２５勘探线通过，区内布有２３—２、２３—４、２３—５、２３—６、２４— ２ ２４—３ ２４—４ ２４—５ ２４—６ ２４—７ ２５—３ ２５—４ ２５—５ ２５—６ ２５— 土砌筑时，应连续浇注并预埋注浆管．砌筑完毕，应对其壁前 后反复进行注浆，不得少于３次。其最终注浆压力大于设计 水压的１．５倍．以保证围岩抗压强度不低于混凝土抗压强 度。当注浆堵水墙承受水压值为高、中压时．应在注浆堵水墙 的迎水面、背水面及注浆堵水墙与巷道的接触传递段等属局 部受力段配置一定数量钢筋 （３）注浆堵水墙竣工后，应进行注水耐压试验，注浆堵水 墙内巷道的长度不得大于１５ｍ．注水压力应达到注浆堵水墙 ７等１５个钻孑Ｌ 钻孑Ｌ按地质队报告都已进行封孔 １．２采区煤层 ２０４采区主要可采煤层为２ 、２９＂煤层。２０＂煤层：顶板 灰尘黑色，水平层理发育的细粉砂岩，厚度可达７．５ｍ，裂隙 不发育．顶板呈大块大片性垮落．老顶为细砂岩或粗粉砂岩． 底板为粗粉砂岩厚约１．５ｍ。２９＂煤层：顶板为１０ｍ厚的黑灰 色泥岩．层理由下而上，由混浊渐变为水平层理．含较多的蛋 的设计压力．稳定时问应连续保持２４ｈ以上 其漏水量应小 于１０ｍ７２４ｈ。试验全过程的各种数据。必须有详细记录 （４）注浆堵水墙所承受最大水压值．应根据矿井的水文 地质资料和巷道的防水条件确定 ３．２注浆堵水墙设计 状黄铁矿结核，裂隙不发育．底板为块状粗粉岩，富含结核。 ２地质条件 ２．１采区构造 根据现场实际及注浆堵水墙设计要求．注浆堵水墙设置 位置，拟设在２０４采区＋２４５—２９＃东石门５ 测点附近。 ３Ｉ２．１设计资料 （１）注浆堵水墙所处位置为２９＃底板，岩性为块状粗粉 岩，富含结核，普氏系数ｆ－５～６ （２）上部积水标高为＋３２５ｍ，则： 水压Ｐ（＋３２５～２４５）＝８０ｍＨ２０＝９．８０７ｘ８０ｘ１０３ｐａ ＝２０４采区煤岩区总体为单斜构造．区内无大的褶皱出 现，煤层总体走向南北向，倾角４５￣左右。从现有资料看．区 内边界断层ＦＯ、Ｆ３对其附近的煤层影响较大．造成岩性破 碎，煤层厚薄变化大，出现一些小断层、小褶皱。除此之外，区 内将会出现一些小断层、小褶皱等，尚未发现有火成岩。 ２．２水文地质 本区地层为弱含水岩组．无强含水层存在 主要补给来 ０．７８ｘ １０Ｓｐａ ０．７８Ｎ／ｍｍ 。 源为大气降水，由于大气降水量呈季节性变化．春夏较多．秋 冬较小。由于地表小煤窑的乱采乱掘产生的冒落区、裂隙带、 老塘、采空区积水和有害气体的聚积．加大了大气降水通过 小煤窑直接渗入矿井。因此，开采前应深入查清以往老煤窑 ＝（３）注浆堵水墙迎水端巷道净宽２．４ｍ，净高２．６ｍ，墙高 １．６ｍ，拱壁厚０．５０ｍ，硐室前后巷道净断面为６．０ｍ２ （４）涌水量５０ｄｍｉｎ （下转第１１９页 作者简介：吴钦昌（１９７５－），男，１９９６年毕业于原福建煤炭工业学校采矿专业现任福建煤电股份有限公司龙潭煤矿副矿长。 ，２ｏ１３．Ｎｏ．６ 现低缓、微弱 初步推断：线性异常大部分位于地质构造软弱 附近．磁性矿物较富集。 蚀变流纹岩磁化率和幅频率远远大于其他正常岩石，是 区内主要的磁异常源和激电异常源 物化探异常的分布规律 性强．层次结构清晰，相互之间套合良好。中心部位为正值高 磁区．向外依次为负值低磁区及以Ｍｏ为主的土壤异常、正 值低磁区及激电高极化异常、正常磁场区。物化探异常对含 矿岩体范围、钼矿体赋存地段、岩体外接触带强黄铁矿化流 纹岩的分布位置等均有良好的反映。 矿取得了较好的效果 ５ 结论 （１）在地质找矿过程中，利用土壤测量可缩小找矿靶区。 本区化探次生晕测量所圈定的Ｍｏ异常直接显示蚀变矿化 所在部位．一般钼矿区次生晕均有明显的水平分晕．即Ｍｏ 异常在中心外围为Ｐｂ、ｚｎ、Ｃｕ、Ａｇ异常，是良好的找矿依据 和靶区 （２）高极化率、低电祖率异常是寻找该类钼矿床的重要 地球物理找矿标志 与钼矿有关的蚀变岩石具有弱磁异常特 ４物化探异常验证 勘查期间共施工钻孔７１个孔．总进尺２６００６．３３ｍ，钻孔 位置主要集中在Ｍｏ异常的浓集中心 截至目前．共探求大 林山矿区钼多金属矿（３３２＋３３３）类型总矿石量７８０．５３万ｔ． 征．应用高精度磁测方法可圈定与成矿密切相关的蚀变岩石 的分布范围 参考文献 １任天祥．伍宗华．羌荣生．区域化探异常筛选与查证的方法技术．北 京：地质出版社．１９９８ 总金属量１．０２１１万ｔ．ＭＯ平均品位０．１３１％．已达中型矿床规 模。钻探结果充分证明结合地质、物探、化探等方法在该区找 （上接第１ｌ７页） （５）注浆堵水墙设ｄｌＯ８ｍｍ放水管３趟。在注浆堵水墙 … ”…¨ ‘ ｍ－ ‘’……・’‘｜ｌＩ… “…・－一‘。……－。”… ’”…・－ ”… ‘… －。’．１｜…ｒ。。．１｜… …… 。’ ¨’”…ｌ。 。……一。 ¨・。。‘＿ｌｌｌ ‘。…… 。’ ¨ ０， … －”¨ ： 中间上、中、下均匀分部。 （６）采用强度等级为Ｃ２５的混凝土。 ３．２．２注浆堵水墙墙体长度计算 ｛√１ ４Ｔ 圳ＴＴＨＢ２Ｐ －１｝ 式中：Ｌ一注浆堵水墙墙体长度／ｍ；Ｈ一注浆堵水墙墙体前、后 巷道净高／ｍ；Ｂ一注浆堵水墙墙体前、后巷道净高／ｍ：ｄ一凸缘 （１）按倒截锥形公式计算 Ｌｉ＝［Ｉｎ（Ｙｏ Ｌ＝Ｌｉ＋￡０ 基座支承面与注浆堵水墙中心线夹角，取ａ＝２０￣； 。一结构的 重要性系数，取１．１；＾ｙ广作用的分项系数，取１．３；＾ｙ 结构系 数，取１．７５；Ｐ一注浆堵水墙设计承受的水）￣－／（Ｎ／ｍｍｚ）； 一素 Ｐ）一ｌｎ（Ａ）］／０．３９８６ Ｓ２＝（ｙ０ ， ｙ。ｄＰ十 ）Ｓ 一—混凝土的轴心抗压强度设计值．其值由混凝土轴心抗压强度 设计值ｆｃ值乘以系数０．９５确定／（Ｎ／ｍｍ：） 代入公式：Ｌ＝１．３７ｍ ——————一 （祁＋ ＋４＾３）＋￣／（ ＋２Ｂ＋４ｈ３）２－４（４＋Ｔｒ）（２Ｂｈ３＋ｎ ２５柏 ２Ｓ２） ————————式中：Ｌ一注浆堵水墙体应力衰减段计算长度／ｍ；Ｉｎ一自然对数 符号；．ｙ 结构的重要性系数，取１．１；＾ｙｒ－作用的分项系数，取 ｌ＿３； 取２．０；Ｐ一注浆堵水墙设计承受的水￣－／（Ｎ／ｍｍ ）；‘一混 根据以上计算．采用楔形注浆堵水墙．取Ｌ：４．０ｍ．Ｅ＝ ０．５ｍ。 注浆堵水墙平剖面图参见图１ 凝土轴心抗拉强度设计值／（Ｎ／ｍｍｚ）：Ｌ一注浆堵水墙墙体长 度，ｍ；Ｉ矿注浆堵水墙墙体应力回升段长度，取１．５ｍ；￥２－注浆 堵水墙最大断面积／ｍ ； 一作用不定性系数，取２．０； 一素混 凝土的轴心抗压强度设计值．其值为混凝土轴心抗压强度设 计值ｆｃ值乘以系数０．９５确定／（Ｎ／ｍｍ：）：Ｓ－注浆堵水墙墙体 前、后巷道净断面积／ｍｚ：Ｅ一注浆堵水墙墙体嵌入围岩深度 ｌ 广 Ｉ 鼍 、７，一 ～翳 毒磷 繇 Ｊ鲁 一ｔ，／Ｌ７ ’～ ～～殍熏 麓 乏辩 游 而 ———：＿，ｌ ： ： ： ’； ｒ：ｈ． Ｊ盏Ｚ ＿ ４０∞ 鲁 ｌ （含砌壁厚），ｍ；Ｂ一注浆堵水墙墙体前、后巷道净宽／ｍ；ｈｓ－注 浆堵水墙墙体前、后巷道净高，ｍ。 代入公式 Ｌｉ＝［Ｉｎ（１．１×１．３×２．０ Ｘ０．７８）一ｌｎ（１．３）］／０．３９８６ ＝２．２５ｍ Ｌ＝２．２５＋１．５＝３．７５ｍ Ｓ２＝（１．１ Ｘ１．３ Ｘ２．０ Ｘ２．０ Ｘ０．７８＋ｌ２．５ Ｘ０．９５）６．０／（１２．５ ×０．９５ ＝８．２５ｍ Ｌ忙 ． 参考文献 社．２００９ ３ ＱＱ 一 图１ 注浆堵水墙平剖厦图 Ｅ＝ Ｚ【 ／４ ＋ ：Ｊ ０．４５９ｍ ｌ 国家煤矿安全监察局．《煤矿防治水规定释义》．中国矿业大学出版 ２ 中国矿业大学．《井巷工程》．煤炭工业出版社，１９８９ ３ 国家安全生产监督管理总局．《煤矿安全规程》，２０１０ 根据以上计算．取Ｌ＝４．００ｍ．Ｅ＝０．５ｍ （２）按楔形公式计算 ２０１３．Ｎ０．６．＠