中央胶带大巷DF29断层破碎带预注浆加固施工措施.docx

1、中央胶带大巷DF29断层破碎带预注浆加固施工措施 陕西彬长孟村矿业有限公司中央带式输送机大巷DF29断层破碎带预注浆加固施工安全技术措施工作面名称：中央带式输送机大巷编 制 单 位：中煤第31工程处孟村项目部编 制 人：施工负责人：批 准 人：批 准 日 期：2015年 月 日执 行 日 期：2015年 月 日一、工程概况（一）工程概况孟村煤矿中央带式输送机大巷位于四煤煤层中，沿四号煤层掘进，地面标高+869.650m；工作面标高+301.0+375.0m。巷道采用锚网索喷联合支护，掘进宽度为5640mm，掘进高度为4570mm，直墙半圆拱形断面，设计喷厚120mm，掘进断面积为22.3m2，

2、净断面积为20.1m2。该掘进工作面已施工长度为1071m，距离DF29正断层剩余15m，DF29（H=038m，正断层，SE55，控制程度可靠，由于断层未揭露，以上为推断数据，具体见图：中央带式输送机大巷过断层带巷道剖面示意图。（二）水文地质情况及断层构造情况根据矿方下达的矿井地质及水文地质预测预报结合近期地质钻孔施工情况，初步判断该施工区域位于DF29断层东侧约1517m，探测断距为不小于40m，且存在3540m断层破碎带。巷道施工前方与断层应力方向斜交，受断层影响较大；煤层总厚度为2326m，局部地段煤层倾角可能会有一定的起伏。煤层顶板以砂质泥岩、细砂岩为主，预计厚度为3.411.2m，

3、底板以铝质泥岩为主，厚度为78m。过断层严格执行“预测预报，先探后掘”原则，经甲方地测部超前地质孔钻探情况分析，钻探过程中未探到含水层。在揭露DF29断层掘进过程中，预计巷道正常涌水量在1015m3/h。主要充水水源为裂隙水和断层水，可能会通过顶板裂隙以及锚杆、锚索孔出水。当巷道穿越断层期间，巷道内部围岩裂隙将二次发育并重新分布，不排除断层导通煤层顶板直接含水层的可能性，以煤层上覆延安组、直罗组砂岩裂隙含水层和洛河组砂岩含水层为主，涌水量可能会急剧增大，预计涌水量达300m3/h以上。（见矿发水文地质图）（三）掘进工作面现状现工作面已施工至里程1071m，距断层15m，全煤巷，顶煤厚度为4.5

4、m；底煤厚度16m ,破碎带施工期间增加架设29#U型钢棚及进行预注浆加固加强支护，巷道顶板冒落、炸帮现象较为严重。二、预注浆加固方案设计（一）砼止浆墙：砼止浆墙砌筑厚度2m，强度等级C30，浇筑砼前对止浆墙内的顶底和两帮进行开槽，深度500mm，开槽部分顶、帮及时进行锚网支护。C30配合比=水泥：砂：石子=1：1.53 ：2.60。（详见砼止浆墙开槽断面施工图）（二）孔口管：孔口管采用108mm，长度4m无缝钢管制作，端头焊接法兰盘，钢管外壁使用8#铁丝缠绕焊牢防滑，孔口管采用预埋法，预埋在止浆墙中，孔口管埋深3700mm，外露止浆墙300mm。（三）钻孔布置：注浆钻孔沿巷道轴向布置，设计钻

5、孔5个，钻孔长度60m。（详见注浆钻孔布置图）参数孔号方位角()倾角()预计孔深(m)终孔位置孔径(mm)1270+960穿过DF29断层 113852273+960穿过DF29断层113853267+960穿过DF29断层113854273水平60穿过DF29断层113855267水平60穿过DF29断层11385（四）钻孔结构：孔口管孔径113mm，深度4.5m；注浆孔孔径85mm。深度60m。（五）注浆材料及浆液浓度：工作面正常注浆以水泥单液浆为主。注浆水泥选用P.C32.5R复合硅酸盐水泥, 单液水泥浆水灰比在2:10.75:1之间。水玻璃选用浓度为3542波美度、模数为2.43.0的

6、水玻璃，水泥浆与水玻璃体积比为1:1。（六）钻注设备：钻孔设备采用ZDY-3200LP型钻机，配113mm钻头（用于开孔）、85mm钻头和73mm钻杆。采用ZBY2.1/21/22型电动注浆泵进行注浆。搅拌桶、清水桶、储浆桶各一个。（七）注浆压力：止浆墙注浆加固终压2MPa，断层带注浆终压为5MPa。（八）一次注浆段长30m，加固段长60m。（九）浆液注入量： Q=A（R+r）2HnB/m式中：A-浆液消耗系数，取1.21.5； R-浆液有效扩散距离（m）； r-注浆孔布置圈半径（m）； H-注浆段高（m） n-岩层平均裂隙率； B-浆液充填系数，取0.90.95； m-浆液结石率，取0.85

7、。单孔浆液量 Q=1.53.14（5+2.45）2100.030.95/0.85=87.6m3现场共布置5孔，所需浆液量为87.65=438m3。三、钻注施工（一）施工准备1、施工前，应组织相关作业人员培训学习，贯彻措施并签字记录。2、注浆泵及搅拌桶应检修完好，并在地面试运转，保证设备完好。3、利用胶轮车将注浆设备及材料自副井入井运至工作面。4、迎头支护到位，综掘机退机至工作面10m外，清理巷道浮煤，平整底板。5、钻机、注浆泵及配套设施提前到位，检修完好，物料码放整齐。6、打钻前供水管路及排水管路必须形成且完善。（二）止浆墙施工1、开槽由技术人员确定止浆墙施工位置，清理止浆墙位置内的杂物，采用

8、EBZ-200综掘机对迎头2m范围进行开槽，开槽后断面尺寸为：荒宽6.64m，荒高5.57m。开槽后，及时按原设计对该段进行锚网索加固支护。2、立模根据止浆墙设计位置和厚度，采用48mm钢管作为支撑及工作台支架，模板选用20#槽钢，长度1500mm。钢管采用222500mm锚杆固定在巷道两帮，按间距1200mm依次布置钢管竖撑和横撑（采用扣件联接），确保立模牢固，不变形。3、浇筑砼严格按照C30配合比拌制混凝土，自下而上依次浇筑，分层捣实，最后于顶板合茬处采用C25喷射混凝土喷设密实。浇筑砼时要保持连续不得中断，且要振捣密实，确保混凝土施工质量。4、加固止浆墙预埋管及预埋孔口管按照止浆墙加固布

9、孔及孔口管预埋位置要求，利用浇筑止浆墙期间预埋加固管及孔口管，首先由测量人员在工作面给出预埋管设计方位及角度，工作面指定位置采用钻机打预埋孔，插入预埋管并固定后浇筑混凝土。外露预埋管与槽钢模板接缝处，使用木楔进行封堵。注意浇筑砼时应防止加固管与孔口管位移或偏斜。加固管规格为25mm2500mm，预埋管呈扇形布置，外露300mm。预埋管外露处车丝50mm，用于连接阀门。（见孔口管断面、剖面图）（三）止浆墙加固注浆止浆墙凝固48小时后，利用预埋的加固管对止浆墙进行加固。采用水泥-水玻璃双液浆进行加固注浆，水泥浆与水玻璃体积比为1:1。工作面止浆墙跑浆时用棉纱或木楔封死堵牢跑浆处，然后采取加大浆液浓

10、度或间歇注浆等方法进行封堵，注浆终压为2MPa。（四）注浆孔施工孔口管埋设浇筑完毕及止浆墙加固后，钻机根据孔口管位置调整好方位倾角后固定钻机，钻机使用自身地锚和液压支柱固定牢靠，4根液压支柱顶牢巷道顶板。使用85mm钻头配73mm钻杆套孔钻进，设计终孔深度为60m，要求钻至30m处，停钻注浆，共分两次钻注。每孔终孔停钻后，应加大水量冲孔，冲孔时间一般为30min左右，直到孔内煤粉基本排净为止。带阀清水钻进，井下连续供水，一旦水量变小或中断应立即停钻或提钻，检查原因，恢复正常供水后，再继续钻进。（五）注浆1、注浆孔的布置布置5个注浆孔。（见注浆孔布置图）2、注浆孔施工顺序注浆孔施工顺序为：1#2

11、#3#4#5#。3、浆液制作注浆泵设在钻机后方10m处，敷设25mm高压注浆胶管，工作面正常注浆以水泥单液浆为主。注浆水泥选用P.C32.5R复合硅酸盐水泥, 单液水泥浆水灰比在2:10.75:1级配之间。水玻璃选用浓度为3542波美度、模数为2.43.0的水玻璃，水泥浆与水玻璃体积比为1:1。单液水泥浆现场配制表水灰比水泥（袋）水（kg）制成浆量（3）2：199001.0001：1157501.0000.75:1207501.0005、注浆施工（1) 每次钻注施工前，先打开孔口压盖，对将钻注的孔口管安装孔口阀门，连接牢固，钻一孔，注一孔，采用对称注浆，每孔均达到设计终压5MPa。各钻孔施工完

12、毕后，再分别选择钻孔进行效果检查钻注。（2）注浆前对注浆设备、混合器和管路系统进行试运转和压力试验，看其能否满足最大压力，最大流量，调节装置是否灵活，以保证浆液按比例正常注浆。（3）注浆程序：工作面注浆前，将清水笼头打开，启动注浆泵电机，调节注浆泵档位，看压力是否正常后，打开孔口管后端进浆阀门，关闭混合器前端放浆阀门，开始压注清水，1020分钟内无异常现象，可将吸浆笼头移至泥浆桶，吸注双液浆，当浆液在裂隙中沉析，充填阶段连续注浆一定时间（3050分钟），压力不升，进浆量不减时，应逐级加大浆液浓度或是添加外加剂，（并逐步调整其配比，加快凝固时间）。注浆升压过程应为循序渐进过程，从低压到高压，若压

13、力突然升高应采取卸压或泻浆措施，保证安全和注浆质量。注浆结束后，先关闭吸浆笼头打开清水池笼头，吸注适量清水，然后打开混合器前端放浆阀门，关闭孔口管后端进浆阀门，继续压入清水，冲洗管路，直至混合器放浆阀门喷出清水，方可关闭电机，停止注浆。（4）注浆工艺流程水泥+水水泥浆（水泥、水玻璃双液浆）储浆桶注浆泵输浆管注浆孔（六）注浆结束标准每孔每段注浆压力均达到设计终压值5MPa，且孔深达到设计深度时，注浆量接近预算量时，加固注浆完成。四、掘进施工1、注浆加固完毕后，用综掘机将止浆墙切割清除后及时进行架棚支护，并将金属棚背实，喷砼封闭。超前锚杆施工：自现迎头位置（里程1071m）注浆加固后在巷道拱部以上

14、按间距700mm，打设222500mm超前锚杆，超前锚杆角度超出巷道掘进坡度+3。掘进前，每2100m打设一排超前锚杆，间距700mm，每排13根，依次顺序通过断层破碎带。（见超前锚杆断面、剖面图）2、巷道掘进：采用综掘机械化施工，短掘短支，断层带掘进期间及时进行架设29U 型钢棚支护。第三部分、安全技术措施一、注浆施工安全技术措施1、当注浆机压力达到设计压力或出现注浆压力不正常后，及时调整注浆泵的转速并与工作面进行联系，了解现场实际情况。2、井下工作面人员随时观察注浆压力表压力情况，当出现注浆压力达到设计注浆压力、止浆墙与巷帮出现跑浆、注浆压力不正常等情况，应立即停止注浆，对其进行卸压，并通

15、知注浆人员。3、注浆时必须设专人观察巷帮有无涨裂跑浆，发现问题及时汇报处理 。4、注浆泵等设备必须在使用前进行检修、试运转，保证无问题后方开机使用。5、注浆管在注浆机逆止阀处、孔口管处用板卡固定牢固。6、注浆管路要连接牢固、可靠。7、注浆开泵前要检查机泵是否正常，周围是否有障碍，人员是否都站在安全地点，认为无问题后方可开泵注浆 。8、注浆期间，泵工及维修工要监守岗位，认真负责，不得脱岗 。9、压力表使用前必须检验，合格后方可使用。10、井上下所有人员都认真负责，观察周围动态，发现问题及时汇报处理。11、司泵、司钻人员应严格按照泵、钻操作规程进行作业。12、所有人员必须执行现场交接班制度。13、

16、司钻、司泵人员在开机前必须确认其他人员已离开机器转动部分，否则，不得开机。14、在钻注工作全过程中，必须保证排水系统正常运转，随时排出井下涌水。15、注浆时，管路必须连接牢固，压力表必须反应灵敏。且要备足易损物件和检修工具。注浆压力应严格控制，不得超过设计值。处理堵管时，管口不得对人。16、注浆过程中需换档时，必须先停电，待泵停第一阶段：对巷道进行清淤、排水工作。17、注浆压力应严格控制，不得超过设计值。处理堵管时，管口不得对人。18、注浆时，要设专人观察止浆墙情况，若发现止浆墙开裂、漏浆等问题时应及时处理。19、注浆司机注意事项开泵后要思想集中，时刻注意压力表的升降变化情况，及时调整档位，发

17、现异常马上停泵处理。听到观察人员停机信号，要马上停泵，待处理后方能开机注浆。如果停泵时间过长，特别是注双液浆时，停泵后立即冲洗管路，特别是混合器前端部分不得凝固。在处理堵管停泵时，要特别注意带压力的管路不能对人，打开时人员要站在开口的侧面，避免压力浆液喷出伤人。20、注浆人员必须严格遵守本措施施工，不得擅自施工。21、注浆泵等设备必须在下井前进行检修，试运转，保证无问题后方能下井，尤其是保证卸压阀的灵敏可靠。压力表使用前必须检验，合格后方可使用22、注浆开泵前要检查机泵是否有问题，周围是否有障碍，人员是否都站在安全地点，认为都无问题后方可注浆。23、注浆管路连结要认真，丝扣上满不留后患，高压管

18、路按规定来连接。24、注浆开始时，要先吸注清水，认为无问题后方能吸注浆液。25、施工人员应戴护眼镜，防止浆液溅入眼中，若浆液不慎溅入眼中时，应立即用清水冲洗。26、注浆期间，井下所有人员都要认真负责，观察周围动态，发现问题后及时汇报处理。二、掘进施工安全技术措施1、断层带带掘进施工坚持先注浆加固再掘进的原则，确保顶板完整。2、施工棚梁上要用背板接顶背实。3、U型钢棚之间的拉杆及附件必须齐全。4、为了防止支架钻底，每个钢棚柱腿下必须按规定焊接柱鞋（150*150*100钢板）。5、过断层期间，严格执行开工前和工作中的敲帮问顶制度，及时找掉顶帮危岩、活矸，以免掉落伤人。6、敲帮问顶制度必须一人进行

19、、一人监护，并坚持由外向内的顺序进行。7、锚网支护要严格按要求进行，不得擅自扩大锚杆间排距、更改支护参数。8、人工搬运支架等重物时应有专人统一指挥，动作一致。9、架棚过程中，所有施工人员必须做好自主保安，避开棚子倒落可能波及的范围。10、如果出现倒棚，必须按照由外向里的顺序逐架扶设。三、过断层安全防护预案1、预防冒顶安全预案（1）、制定注浆作业专项设计，保证注浆加固效果，及时有效加固控制顶板，避免断层面失稳。（2）、在掘进支护过程中坚持短掘短砌的原则，确保顶板完整稳定。（3）、要保持支架的稳定性，底板松软时，支架（支柱）必须穿鞋或浇注混凝土底。（4）、U”型钢棚背帮背顶要严实，除拉杆连锁外，还

20、要用锚杆将支架固定到巷帮。（5）、作业过程中要严格执行“敲帮问顶”制度，及时清理危岩活石。（6）、所有作业人员要熟知冒顶预兆，发现有掉渣、响声、顶板出新的裂缝，并有不断扩大的趋势、脱层、漏顶，顶板淋水增大，锚杆拉断、锚索受力变形，支架变形，顶板下沉等异常情况，要及时向班组长和跟班人员反映，有冒顶危险时要及时撤离至安全区域。（7）、所有施工人员必须熟悉避灾路线，一旦发生事故，要迅速就近撤至安全区域。避水路线如下：中央带式输送机大巷（工作面）一辅运2#联络巷一辅运副井底车场七号交岔点副井地面其他未尽事宜按照煤矿安全规程、中央带式输送机大巷掘进作业规程及中央带式输送机大巷过断层施工安全技术措施有关规定执行。