利用帷幕注漿技術(shù)保證重點延深工程

高飛

摘要：為保證林南倉礦井田南翼順利開發(fā)，而延深的兩條石門工程，在施工過程中，受軟巖及砂巖裂隙水綜合因素影響，巷道難以為繼，因此采用地面帷幕注漿的方式，對巷道周邊圍巖進行大范圍加固處理，利用粘土及水泥漿液流動性強、粘聚性好、固化后強度高的特點，對軟巖及原巖裂隙進行填充，與此同時對砂巖裂隙水進行局部封堵，解決兩項不利因素影響之后，井巷工程有序開展，為公司南翼開發(fā)奠定堅實基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：南翼開發(fā)；石門工程；軟巖；砂巖裂隙水；帷幕注漿

引言

林南倉礦生產(chǎn)區(qū)域主要集中在井田向斜軸北翼，但現(xiàn)在北翼煤炭儲量告罄，而對南翼開發(fā)就凸顯勢在必行，由此而來的-650軌道石門和回風(fēng)石門便應(yīng)運而生。工程施工近半后，由于軟巖及砂巖裂隙水雙重不利因素影響，巷道掘進受阻，本文主要研究巷道治理。

一、治理工程概況

-650雙石門在施工過程中前方突然坍塌，矸石堆積填充迎頭25m范圍，預(yù)計總矸石量300m³左右，涌水量為0.8m³/min。

根據(jù)現(xiàn)狀，決定對突水點位置的周圍進行帷幕注漿封堵，形成一定范圍的有效隔水帷幕，井下采用超前探測的方式對地面帷幕效果驗證。

二、治理工程施工

（一）治理工程總體介紹

地面注漿止水工程設(shè)計鉆孔10個，設(shè)計單孔進尺637m，注漿終壓值為13.4～20.1MPa。根據(jù)設(shè)計，先施52H3、G3兩鉆孔，后來由于巷道工程方案調(diào)整，對H3進行封孔，G3注漿鉆孔繼續(xù)注漿施工并且取芯，以查明地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育情況。巷道更改后根據(jù)井下探查情況重新確定注漿靶域，依據(jù)其探查情況再布置地面鉆孔，之后布置施52XH1、XG1兩個鉆孔，達(dá)到設(shè)計結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后，地面帷幕注漿工程停止施工。

（二）治理工程詳述

1、施工工藝

（1）造孔：采用牙輪鉆頭回轉(zhuǎn)鉆進，沖積層采用Φ168mm套管固結(jié)；注漿段以上基巖段采用Φ133mm或Φ127mm套管固結(jié)；注漿段采用Φ110mm孔徑鉆進。

（2）注漿：注漿段高60m，采用多次復(fù)注方式，達(dá)到注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)井下檢查孔情況判斷是否繼續(xù)注漿。

2、帷幕注漿

（1）工程量：嚴(yán)格按照施工方案的要求，分別施工了G3孔、H3孔、XH1孔和XG1孔，累計進尺3047.00m，下入Φ168mm套管1279.95m，Φ133mm（中127mm）套管1244.06m，累計完成注漿量13105m3。

（2）工程質(zhì)量：所有鉆孔深度均達(dá)到設(shè)計要求。鉆孔施工過程中鉆孔偏斜率<5‰，達(dá)到設(shè)計要求。其中G3孔向下延伸至1036m以查明地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育情況。

本工程漿液有效擴散半徑設(shè)計為16m，根據(jù)實際情況分析，實際漿液有效擴散半徑大于16m，每孔注漿范圍內(nèi)都形成了有效帷幕。注漿過程中采用先稀后濃的原則，根據(jù)現(xiàn)場注漿情況，分析其效果明顯。

三、治理工程效果分析

（一）地層特征

集合地面帷幕注漿孔施工資料、井下超前孔施工資料及地面鉆孔資料，進行綜合分析，得到關(guān)于地層特征如下：

1_A層埋深：本工程注漿治理主要層位為A層以下100m范圍。施工的四個帷幕注漿孔見A層位置分別為H3（592.50m）、G3（598 m）、XH1（577.90m）、XG1（578.90m）。

2.A層頂?shù)装逄卣鳎篈層直接頂板為中、粗砂巖，該段砂巖為灰白色，成分為長石及石英，富含粘土類礦物，膠結(jié)性能差。A層間接頂板砂巖以上巖石以紫紅色粉、細(xì)砂巖為主，性較脆，易碎。A層直接底板為紫紅色中、細(xì)砂巖，均夾雜黃褐色斑塊。A層間接底板為灰綠色中、粗砂巖，以石英為主。

3.軟巖賦存層段：結(jié)合井下實際情況，認(rèn)為650軌道石門平38點前方約30m范圍內(nèi)存在一軟巖段，此段巷道巖層多為灰白色泥巖及灰色中砂巖，特點是巖性極軟，泥質(zhì)含量較高。

（二）構(gòu)造特征

帷幕注漿工程施工前，根據(jù)資料判定-650原軌道石門前方存在一較大斷層，初步估計落差為135m，編制斷層編號為F23。

施工此次帷幕注漿工程對F23斷層情況，進行再次分析，最終認(rèn)為F23斷層為傾向于北的正斷層，與原認(rèn)定的傾向相反且相對位置向南偏移。

（三）注漿效果分析

地面注漿對井下-650石門巷道治理起到關(guān)鍵作用、效果明顯，使迎頭出水量得到有效控制，同時巷道迎頭由于冒落塌方造成的巖體松散得到明顯改善。

四、建議

綜合地面注漿與井下超前探測、巷道掘進情況比對分析，地面注漿止水工程取得效果明顯，證明其最初采用地面注漿與井下超前探測相結(jié)合方案正確性，其成功經(jīng)驗為我們此類工程再次施工提供價值高、指導(dǎo)意義強的范本。

（一）提高泥巖段及泥質(zhì)砂巖段治理，因注漿工程其漿液擴散形態(tài)沿煤巖層裂隙發(fā)育呈不均勻散射，尤其泥巖段及泥質(zhì)砂巖段，其質(zhì)軟的特征，施加給巷道支護的壓力較大，所以應(yīng)另辟蹊徑解決含泥量較高巖石的加固；

（二）由于地面帷幕注漿過程多形成高壓源，壓力傳導(dǎo)較迅速，所以如何控制注漿施工壓力也是今后此類工作的重點；

（三）地面注漿工程在大的區(qū)域內(nèi)對砂巖裂隙含水進行控制，但還需井下小鉆距注漿工程進行細(xì)致處理，保證注漿工程效果整體提升。