xx礦井回風斜井498m段過含水層
施工安全技術措施
第一章水患防治措施
一、概況
（一）工程概況
xx礦井回風斜井設計井筒全長1181m，井口座標為x=3000267.877；y=35608554.078m；標高h=+1271.
00mm（底板）；巷道方位角為3400，巷道坡度為-200，設計斷面為直牆半圓拱形，淨寬5m，淨高4.2m，淨斷面積為18.6m2。
井口表土段鋼筋混凝土支護，基岩段錨網噴支護。
（二）水文地質概況
根據井田地質報告和施工的井筒檢查孔所提供的地質資料，三條井筒穿過的主要含水層有九級灘中亞段t1y2、玉龍山段t1y2-2、長興組p2c及f5斷層，水文地質情況分述如下：
1、九級灘中亞段（ t1y2）：為灰色中厚層狀灰岩，平均厚度19m。屬岩溶裂隙含水層，富水性較強,湧水量5-8m3/h。
主、副斜井井筒已穿過該地層，湧水量為0.5-1m3/h；回風斜井在190-199m穿過地層，下覆為九級級灘下亞段 t1y3-1為泥質粉砂岩，鈣質泥岩夾泥灰巖，平均厚46m，該亞段泉點很少，含風化裂隙asad水，富水性弱，為相對隔水層。
2、玉龍山段（t1y2-2）為石灰岩，厚約126m，該亞段屬非飽和的岩溶裂隙含水層，富水性較強，湧水量30～60m3/h。主斜井在297～784m玉龍山段（t1y2-2）為石灰岩；副斜井在256～695m為玉龍山段（t1y2-2）為石灰岩；回風斜井在323～681m為玉龍山段（t1y2-2）石灰岩。下覆為玉龍山段（t1y2-1）泥質灰岩、泥灰巖、鈣質泥岩互層，間夾2層灰岩，厚13m。
見灰岩蜂窩狀溶孔和裂隙，屬層間裂隙含水層，富水性較弱。
3、長興組（p2c）為長興灰岩，約厚34m，檢4孔抽水結果：q=0.006322l/s·m，k=0.
0003787m/d，湧水量5～10m2/h；漏水鑽孔（503、601）集中在井田東北部，漏水水位標高為1199～1174m，即南高北低；富水性中等，為層間裂隙含水層。上伏為沙堡灣段（t1y1）鈣質泥岩，中下部夾石灰岩薄層，平均厚19m，富水性較弱，為相對隔水層。下覆為龍潭組（p2l）煤岩係地層，厚131m，含水性弱，為裂隙含水層。
主斜井約在1222～1293m穿過該層，副斜井約在1109～12149m穿過該層，回風斜井約在1032～1082m穿過該層。
4、f5斷層長約3.2km，落差30～50m，出露地表，由井筒檢查3#、b3＃孔控制，該斷層切割九級灘中段、玉龍山、龍潭級長興灰岩、茅口灰岩強含水層。主斜井約在1124m遇到該斷層，副斜井約在1142m遇到該斷層，回風斜井約在963m遇該斷層。
（三）井筒遇岩溶含水層情況
xx礦井回風斜井井筒目前已施工到498公尺，迎頭標高1106.00m（頂板），為玉龍山段砂質灰岩，岩溶裂隙發育。5月19日18點班在打好炮眼後，先進行拉底放炮。
拉底放炮後，炮眼及迎頭岩石層間有少量湧水湧出，並立即匯報了礦井建設方，5月20日9點經xx礦井專案部、監理單位及施工單位相關人員現場觀測並測得湧水量為6.01m3/h。經初步分析水源來自工作面上方為岩溶裂隙水，決定先採取了用風動潛孔鑽機沿巷道水平方向施工乙個探孔，以進一步觀察其湧水情況及其**。
5月21日0點班施工單位開始施工探孔，施工到4.4公尺時遇破碎帶,並流黃水，但鑽機停止鑽進後，立即恢復清水，一施工又是黃水，直至施工到8公尺時湧水量明顯增大，立即停止了施工，並向xx礦井專案部做了匯報。5月21日9：
00xx礦井專案部、監理單位及施工單位相關人員趕至現場，經現場測定湧水量達25.8m3/h,初步制定了向巷道前方探岩溶、裂隙發育狀況及水量**的探放水方案。
二、先期探水工程的實施方案及結論
（一）、探孔施工目的及設計
根據工作面出水情況，為探清巷道前方岩溶發育情況及水源的**、水量變化情況、水位標高等。xx專案部首先邀請物探勘測單位採用物探，對工作面前方的地質異常區進行了**勘探，並初步確定溶洞在工作面迎頭前方的空間分布情況，再根據物探結果有針對性的施工驗證鑽孔，本次共設計了六個探孔，控制了巷道前方20m，巷道頂底板、左右兩幫輪廓線外5m以內範圍的岩溶及水文地質情況。（附探孔布置圖）
（二）、探明情況簡介
1、物探探明結果
2023年5月25日，福州華虹智慧型科技開發****採用可攜式礦井地質探測儀對工作面進行了超前探測：採用反射共偏移探測方法，探測方向從左幫向右幫佈線，因目前迎頭前方岩層破碎，根據**勘探中岩層風化破碎對**波在岩層中傳播速度的影響，綜合考慮目前迎頭地質構造變化和岩層物理性質的變化，根據經驗，迎頭岩層波速採用1400m/s，根據波形分析，迎頭前方3m、15m附近存在異常介面，推斷為構造或岩層裂隙發育帶，另結合目前迎頭已經鑽探結果具體，0-4m範圍內岩層，4-15m範圍內波形變形非常嚴重，為破碎帶和溶洞。
2、鑽探探明結果
根據方案設計在工作面布置六個探孔，以探明溶洞、裂隙的空間分布關係。各探孔施工情況如下表：
（三）、結論
經過以上鑽探及物探情況，綜合分析得出以下結論：
1、巷道工作面前方4-5m以外發育為一不規則的溶洞，內充填為黃泥、鵝卵石組成的鬆散體，其走向為ne550，溶洞延伸到巷道底板以下，在巷道兩幫的寬度約為6-9m；
2、巷道工作面水源主要**於上方裂隙補給，水量約為6~30 m3/h左右，水溫為140，水壓0.25mpa。
（附鑽探及物探成果圖）
三、下一步所採取的施工方案
（一）方案比較
按該巷道的設計目的，根據回風斜井在498m處探孔的施工情況，可採取的方案有預注漿、巷道變坡、巷道改向等三種方案，為達到經濟合理、安全可靠、快好省的施工目的，經以下方案對比：
巷道改向：從所施工的探鑽情況分析，該溶洞以nw550斜交井筒，向北東、南西方向延伸，無論巷道如何改道均須穿過該溶洞，將同樣遇到該問題。
巷道變坡：從所施工的探鑽情況分析，該溶洞以sn800傾向延伸至巷道頂底板以外，無論巷道如何改變坡度均須穿過該溶洞，將同樣遇到該問題。
預注漿：從所施工的探鑽情況分析，該溶洞發育寬度為6-9m不規則的，內充填為黃泥、鵝卵石組成的鬆散體，以nw550斜交井筒，向北東、南西方向延伸，以sn800傾向延伸至巷道頂底板以外，結合巷道改向、變坡均須要注漿通過該溶洞。
通過以上方案比較分析，首選預注漿按原設計通過該溶洞。
（二）、擬採取注漿的方案設計
通過方案比較選擇，擬採取打眼注漿的方式對巷道輪廓線外5m範圍內、巷道掘進長度18m進行注漿加固。通過鑽孔對井筒待掘巷道四周進行封堵注漿達到在井筒四周形成帷幕狀態，從而實現封閉巷道周邊5m範圍內岩溶裂隙的目的，阻止湧水對安全施工的威脅和影響。
在注漿實施過程中擬採用注漿材料為水泥和水玻璃雙液漿注漿方案，當注漿孔內注漿終壓達到設計壓力（經計算壓力為0.625mpa）後進行封孔，經凝固期後，先實施物探超前驗證，然後根據物探結果進行重點打孔驗證，驗證孔設計為三個，乙個布置在巷道頂部，終孔點位於巷道頂部輪廓線外5m處，乙個布置在巷道中部，沿著巷道坡度施工至預注漿位置，另乙個布置在巷道底部，終孔位於巷道底板輪廓線外5m處，如單孔湧水量不超過1m3/h，工作面湧水量不超過3m3/h時，可視為此次注漿效果顯著，達到設計要求，否則，將補充鑽孔注漿，直到檢驗好為止。
根據施工的探鑽情況，在工作面設計16個注漿孔（其中已包含了已施工的6個探孔），為避免工作面有積水，使用打乙個孔注乙個孔的方法迴圈施工，注漿時從巷道底部開始，然後到兩幫，最後至頂部（注漿順序同注漿孔編號順序，注漿孔設計見附圖）。
四、施工準備
1、組織相關人員學習本措施。
2、鑽機及注漿機在地面進行維修，確保正常執行。
3、對鑽機、注漿機操作工進行培訓，使之熟練掌握操作規程及故障排除方法。
4、要備好配套的閥門、壓力表等。
5、提前準備水泥、水玻璃、漿液桶等其它材料。
五、排水系統
為減小湧水對施工的影響，採用兩級排水。在現施工工作面底板開挖一小型水倉，用於兩台18.5kw水幫浦集水之用，該級排水量為72m3/h，工作面排水至井筒420m水倉後，由兩台90kw水幫浦直接排至地面。
六、注漿施工
1、注漿裝置
注漿幫浦：2tgz-60/210可調注漿幫浦
2、注漿材料
此次注漿漿液選擇水泥—水玻璃雙液漿液，在水泥漿液中摻入水泥重量的4~5%的玻璃水。
注漿材料選擇如下：
水泥：p.c32.5復合矽酸鹽水泥
水玻璃：30~45be、，m=2.4~2.8之間的玻璃水
3、注漿引數
①漿液配比：
水泥漿液水灰比可控制在1.5：1~0.5：1。
水玻璃濃度：濃度be′=40
水泥漿—水玻璃體積比可控制在1：0.6。
膠凝時間為27秒
②注漿壓力
此次注漿取工作面水壓力2.5倍作為注漿終壓，工作面水壓力為0.25mpa。所以終孔壓力為：0.25×2.5=0.625mpa。
漿液擴散半徑
根據探鑽溶洞發育及內充填情況分析，預計本次注漿漿液有效擴散半徑為4公尺，具體將根據現場實際注漿後確定。
七、注漿作業
1、造孔及注漿管安裝
埋設注漿孔口管選用ф38mm×3mm的無縫鋼管製作，長度為2400mm。注漿孔口管用破布纏好，用長道釘固定牢靠並安裝好閘閥，並採用錨楔固定在工作面岩壁上。
2、注漿工藝
本次注漿採用箕鬥運送注漿材料，工作面人工攪拌的方法，然後由注漿幫浦吸入幫浦內，通過輸漿管壓注到圍岩內。
（1）注漿工藝
①注漿前必須將插管用破布纏好，用道釘固定牢固可靠，並上好閘門後方可進行注漿作業。
②注漿系統試運**注漿系統形成後必須進行以下試運傳檢查工作：а籠頭吸漿是否正常。
b注漿幫浦運轉是否正常。c各部件連線是否牢靠。d壓力表是否靈敏及同步。
e注漿管是否漏水，埋設是否牢固。
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