Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．５３９ 现代矿业 Ｍａｒｃｈ．２０１４ Ｍ０ＤＥＲＮ ＭＩＮＩＮＧ 总第５３９期 ２０１４年３月第３期 预注浆治水技术在巷道掘进中的应用 姜建丰 章 林 远 洋 代碧波 （１．中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；２．金属矿山安全与健康国家重点实验室； ３．金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心） 摘要龙塘沿铁矿属于水文地质条件复杂类的矿山，在巷道掘进时采用了两种预注浆技术， 用定性定量的方法，根据注浆效果分析了两种预注浆施工方案的优劣，提出了中深孔注浆技术与短 探短注相结合的施工方法，可取得更好的治水效果。 关键词 中深孔探水注浆短探短注涌水量 １ 前言 （１）钻孔。开孔直径１３０ １／１１５，１，钻进４．５ １ＴＩ后，采 龙塘沿铁矿于２００８年基建，随着基建工程的逐 步深人，总涌水量不断增大，原有的排水系统不能满 足生产要求，需要在副井．２８０ １ＴＩ ５１４弯道口处设临 时水仓（见图１）。从现场勘查及揭露的岩性来看， 用直径７５ ｍｍ钻头钻进直至终孔。 （２）埋管。采用直径１０８ ｍｍ无缝钢管作孔口 管，管壁厚度大于３ ｍｍ，孔口管长度不小于４ ＩＴＩ，埋 深不小于３．５ ｍ，孔口管上端部焊接法兰盘，与高压 阀门相接。 （３）钻孔布置。一般在平巷中布置６个超前探 临时水仓和５１４弯道是典型的三叠系中统黄马青组 下段Ｔ２ｈｌ，主要岩性为灰绿色钙质泥岩、含粉砂泥 岩、钠长石角岩、角砾岩化粉砂岩和角岩化泥岩，岩 水钻孔，其中ｉ 、５ 孔水平向外倾斜３。，垂直方向向 下夹角３。；２ 、４ 孔水平向外夹角３。，垂直方向向上 仰角３。；３ 孔垂直方向向上仰角３。；６ 孑Ｌ为水平钻 性硬而脆，张裂隙发育，该岩层的平均厚度达 １２０ ｍ，属中等富水的裂隙含水层，涌水量为２０—６０ ｍ ／ｈ，水压小于５ ＭＰａ。为此，采用中深孔探水注浆 孔。施工顺序Ｉ 、３ 、５ 孔先施工，２ 、４ 孔后施工， 最后施工６ 检查孔。实际施工过程中，可根据作业 面前方含水层的位置、止浆岩帽的完整性及掘进循 环作适当相应的调整，钻孔布置见图２。 技术完成了水仓的防治水工作，短探短注的施工方 法完成了５ｌ４弯道的防治水工作。 图１水仓及５１４弯道位置 ２ 中深孔探水注浆施工技术 ２．１注浆钻孔 图２钻孔布置 （４）钻孔深度根据现场情况做相应的调整，为 ４０～７０ ｎｑ。 在巷道掘进前打钻孔，超前探水、预注浆，达到 防治水的目的。其施工顺序：钻孔一上孔口管一钻 ２．２注浆效果 探水注浆后进行爆破掘进，在９ ｍ内治水达到 效果，涌水量较少，总涌水量不到５ ｍ ／ｈ，当继续掘 孔一注浆一扫孔一钻孔一注浆。 姜建丰（１９８６一），男，硕士研究生，２４３０００安徽省马鞍山市经济 技术开发区西塘路６６６号。 进时，发现后方顶板淋水越来越严重，边帮也出现淋 水，掘至２０ ｍ位置时，累计涌水量达３５ ｍ ／ｈ，采用 １ ６３ 总第５３９期 现代矿业 ２０１４年３月第３期 短注修补顶板及边帮的淋水继续推进，临时水仓 ４６．６ ｍ的施工完成后，总涌水量不到１０ ｍ ／ｈ。 务，涌水量约８ １ＴＩ。／ｈ，注浆堵水取得了良好的效果。 （２）效率分析。平均每米用时１５ ｈ，用时较长 的主要原因是掘进与注浆治水两道工序不能连续作 业，工序衔接上占用较多时间，造成效率低下。 ３短探短注治水施工技术 ３．１短探短注施工工艺 短探注浆孔深度４～１５ １ＴＩ，孔径２４～５０／１１１３１。在 探孔迅速安上与孔径匹配的鱼鳞管，装上高压球阀， ４综合分析 两种预注浆治水技术的主要施工数据见表１。 表１预注浆治水施工数据 接通管路进行注浆，其施工顺序为钻孔一上注浆管一 注浆一钻探水孔（检查孔）。施工过程：①清除工作 面迎头的浮石，按施工图纸及迎头岩性情况找孔位， 以一定角度的较大孑Ｌ径短钎钻进，最后再换上较小孔 径的长钎钻进直至终孔；②在出水的钻孔中打入缠绕 麻丝的鱼鳞管，安上高压球阀并连接注浆管路进行注 浆；③找合适的开孔位置按步骤①施工探水孔（检查 孔），若是出水过大再重复步骤②，继续找合适的开孔 位置钻探水孑Ｌ，直到满足施工要求为止。 ３．２短探短注治水参数 通过地质资料的分析，５１４弯道岩层主要为三 叠系中统黄马青组下段，涌水量在２Ｏ～６０ ｍ ／ｈ，水 压小于５ ＭＰａ，属中等富水的裂隙含水层，因此该弯 短探短注施工技术具有灵活、实施方便、施工费 用低等特点。但对于涌水量大、水压大于５ ＭＰａ的 出水点，该技术具有一定的局限性，而且在施工时各 道工序相互穿插，管理衔接存在一定的难度；中深孔 注浆治水技术能够实现各道工序连续作业，机械化 程度高，效率高，为工程赢取了时间，但钻孔时未必 所有的破碎带都被穿过，特别是一些大角度裂隙的 破碎带钻孔没有穿过，浆液渗透不到，注浆孔的扩散 半径受到影响。 道使用短探的施工方案在技术上是可行的，选用的 注浆机压力为５ ＭＰａ。 在５１４弯道中，要求每茬炮施工前必须在巷道四 周均匀向外布置９个钻孑Ｌ，根据工作面涌水的实际情 况可适当增减钻孔数量，孔深４ １ＴＩ。先用长１．８ ＩＴＩ、钻 头为 ３４ ＩｎｌＴｌ的钎杆开孔，后换用担６ ＩＴＩＩＴＩ钻头、４ ｍ 长的钎杆，钻孔施工完毕后立即实施注浆。 注浆完毕后，再施工６个探水孔，深３．８～４ ｍ，孔 径２６ ｍｍ，若是单孔出水大于５ ｍ ／ｈ时，将探水孔变 ５建议 将中深孔注浆技术与短探短注治水技术结合应 用，相互取长补短，将会取得更好的效果。例如在应 用中深孔注浆技术的同时辅佐短探短注治水技术， 可以减少中深孔的数目，提高效率，掘进时迎头出 水，可以采用短注的施工方法来弥补，使水文地质条 件复杂的矿山，能够取得更好的治水效果。 参考文献 成注浆孔实施注浆，然后在附近合适的位置再造探水 孔，直到单孔出水小于５ ｍ ／ｈ，或者整个迎头合计出 水小于１０ ｍ ／ｈ时，才可以进行钻眼爆破掘进。 ３．３效果及效率分析 ［１］ 董连初．短探短注治水方法在刘东煤矿的应用［Ｊ］．煤炭科技， ２００６（２）：１３－１５． （１）效果分析。采用短探短注短掘的施工方 【２］ 中国矿业学院．露天采矿手册：第五册［Ｍ］．北京：煤炭工业出 版社．１９８６． 法，注浆设备紧跟着作业面，出水后便立即注浆，一 掘一注反复，最后完成了５１４弯道２１．５ｍ施工任 （收稿日期２０１３－１０—３０） ［７］杨德传．煤巷锚杆支护应用现状研究理论及当前研究重点 ［Ｊ］．煤矿开采，２００５，１０（６）：１６２．１６７． （上接第１５３页） ［３］ 毛光宁．美国锚杆支护综述［Ｊ］．中国煤炭，２００１，２７（１１）：３１． ４１． ［８］康红普，王金华，林健．煤矿巷道支护技术的研究与应用 ［４］修作量，王兴库．浅谈煤巷锚杆支护技术的现状与发展［Ｊ］．煤 矿开采，１９９６（２）：５・８． ［Ｊ］．煤炭学报，２０１０，３５（１１）：１２１—１２４． ［９］ 梁志傻，乔志扬．煤巷锚杆支护原理及工程应用［Ｊ］．煤矿开 采，２００３，８（４）：１１９—１２０． ［５］侯琴．大宁煤矿大跨度煤巷锚索支护研究与应用［Ｄ］．太 原：太原理工大学，２００５． ［１０］ 李克龙，赵４０－．４４． 武．锚杆支护理论浅析［Ｊ］．化工之友，２００６（１）： ［６］ 邹德龙．南阳坡煤矿煤巷锚杆支护技术研究与应用［Ｄ］．阜 新：辽宁工程技术大学，２０１１． １６４ （收稿日期２０１３一ｌ１—１２）
