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1、11011工作面底板注浆加固施工组织设计、概况义马某煤矿首采区11011工作面位于二1煤-300m水平。二1煤层底板L7灰岩为直接 充水含水层，水位标高+330. 22+336. 13m,距二1煤层底板砂岩底界间距为5. 8221. 00m, 平均11.93m。其下部奥陶系灰岩含水层总厚度为273m,水位标高+291. 14+375. 75m,距 二1煤层底界44. 3079. 68m, 一般58m,属具有突水威胁的间接充水含水层。在首采区开 采一水平条件下，底板最大承压为6. 75MPa,突水系数为0.0850.15。当开采二水平时， 最大水压高达8. 75MPa,突水系数为0. 11-0.
2、 20 0二、工作面水文地质条件（一）物探结果分析根据物探结果（参照11011工作面瞬变电磁勘探低阻异常区平面图）,通过探查，初 步查明了该工作面底板60m范围内的隐伏水文异常区及富水异常区。（1）11011工作面煤层底板岩层存在低阻异常区，煤层底板下方20 m处为容易发生底 板渗、突水区域，40 m处为存在发生底板渗、突水可能性区域和60 m处为深部相对富水区 域岩层低阻区。（2）对11011工作面回采存在水患影响的低阻异常区主要有三个：一是位于轨道顺槽 切眼往外13135 m段与胶带顺槽切眼往外25197 m段连线所圈贯穿工作面的最大范围低 阻区；二是位于轨道顺槽切眼往外330360 m段
3、与胶带顺槽切眼往外360399 m段连线所 圈贯穿工作面的次大范围低阻区；三是位于轨道顺槽780800 m段附近向工作面内部延伸 的中等范围低阻区。上述三个低阻区导高相对较大，工作面回采时假设煤层底板岩层受应力 破坏严重引起裂隙向深部发育较远、加上高水压影响，可能引起附近区域发生底板渗、突 水，是noil工作面底板水患预防和治理的重点目标区。其它低阻区域发生底板渗、突水 的可能性较小，但应加强水情观测。高阻区域岩层赋水性相对较弱，一般对工作面平安回采无影响。三、底板注浆改造方案及要求（一）注浆布孔设计根据已经施工的物探及钻探验证结果，义马某煤矿11011工作面存在较大富水异常区， 考虑到该工作
4、面底板20m、40m、60m处岩石较为破碎、工作面存在较大富水异常区，提出 本注浆布孔方案，拟定通过注浆孔再不断进行富水异常区验证并实施注浆改造的方案。（1）方案设计目的采用一孔多用的原那么，通过注浆改造底板L7灰岩和奥陶系灰岩富水异常区，封堵原有 导水通道，加固煤层底板，增加有效隔水层厚度及煤层底板抗压强度；同时利用注浆孔前 期施工再对物探结果进行进一步探查和验证。（2）方案设计原那么首先利用注浆孔前期施工对物探结果再进行验证，然后进行底板有序注浆改造。设计 的基本原那么如下：注浆层位确定底板20m以下至奥灰顶界，存在较为破碎且存在一定出水的灰岩段，因此，本次注浆 工程的层位确定为煤底板下2
5、060nl层段灰岩破碎段。注浆孔终孔间距根据对注浆浆液扩散半径的一般经验，半径2040m不等，从偏平安的角度出发，本 次设计暂时取较为保守的20m计算。考虑到各注浆孔浆液扩散的相互影响，临近的3个注 浆孔采用三角形布置将到达更好的效果以消除“盲区”，一般应不大于35m的间距；富水异 常区、构造发育处以及向斜轴部区域钻孔位置相对较密，正常地层块段处钻孔布置相对较稀; 对于富水异常区必须打钻进行探查，钻孔也应布置的相应密一些。钻孔布置要求钻孔在平面上呈放射状展布，长短结合；钻孔尽量揭穿富水异常区，保证浆液尽可能 把裂隙充填完全。在具体施工过程中，可根据实际揭露的灰岩水原始导高及钻孔出水量、水压及注
6、浆量 情况对钻孔数量进行增减以及适当调整设计钻孔的方位、角度和落底深度等技术参数，以 到达既加固好底板保证工作面平安回采，又降低防治水本钱，增加经济效益的目的。（二） 钻探工程量预计本工程共设计钻场6个，编号依次为1#、2#、3#、4#、5#、6#o每个钻场设计1-3个 钻孔不等。（三）注浆工程量单孔平均注浆量为38m3,固料13t比较计算，得到的注浆量：W=NXd=12X13 = 156t（固料：包括粘土、水泥），折合浆液456m3 （浆液）。根据该处水文地质条件，综合分析11011工作面底板注浆改造预计12个孔总注浆量预 算为456m3,固料1561。四、施工准备本工程在施工设备进场之前需
7、要提前做好钻场、泵窝和进行注浆管路和水沟铺设，以 及其它相关的准备工作。1、钻窝每个钻窝的断面均为宽X高X深。钻窝施工均靠近工作面的内帮，除 应按照有关规范进行支护外，还应按要求在顶板施工特殊起吊锚杆，供起吊钻机使用，钻 窝底板要求实底或浇铸混凝土地坪，底板标高不得低于巷道底板标高，以保证水能自流。2、泵窝泵窝的作用是安装注浆泵，以供固管及孔内注浆使用。按要求在钻场一侧施工泵窝， 每个泵窝的断面为宽X高X深=4mX3mX3m。泵窝要求按照有关规范进行支护。泵窝底板标 高不得低于巷道底板标高，以保证水能自流。3、排水两巷均要施工排水沟，尺寸：宽X深=300 X 300mm,施工前要对排水系统按设
8、计要求整 改，确保排水通畅。4、地面建立注浆系统地面注浆站及从地面到11011工作面安装一趟高压2寸注浆管路(要对注浆管路进行 悬吊固定)，确保底板注浆钻孔形成后能够正常使用。5、钻探、注浆设备的选型井下钻场ZLJ-2350钻机两台。(1) HYB80/90型泥浆泵，TGZ-60/210双液注浆泵各一台。(2) QBZ83-80矿用真空防爆开关三台。(4)50mm的地质钻杆，钻头选用 108mm、91mm、0 75mm(5)套管 108、89mm,50mm高压注浆管及U型卡子。(6) 2寸、4寸高压闸阀。螺丝、毡口垫子、生料带等。(7) PO32.5#矿用普通硅酸盐水泥,粘土、粉煤灰、棉纱、锯
9、末等。地面注浆站系统：(1)简易制浆机2台。(2) YD60型皮带输送机2台。(3) NBB250/7型注浆泵1台，清水泵1台。(4)粘土破碎机一台，2mm振动筛一台。(5)配套开关及电缆6、其他准备工作为了平安高效、保质保量地完成注浆，开工前还需要做好以下准备工作：(1)钻窝和泵窝的施工和支护到达要求。(2)工作面必须有150 m3/h以上的排水能力。（3）施工现场必须有90 KW以上的供电能力。（4）施工现场必须有排渣排污能力。（5）在钻场和地面注浆站各安装一部 ，井下 要随钻机移动，以便及时联系。 五、施工步骤注浆孔的施工顺序为：定位一开孔口一下一路孔口管一下二路保护管一注浆一压力达 到
10、注浆标准或孔内不进浆一结束。六、钻探（一）、施工前的准备1、矿施工队要提前做好钻场（规格：4niX3.8mX3.5m）,要支护完好，按要求打好专 用起吊锚索（杆）。2、施工前，要对钻场内支护情况进行验收，发现问题及时处理，确认平安后才能施工。3、打钻前由矿施工队将负压水管路及水沟施工至钻场位置，并保障供、排水通畅。4、加强对钻孔出水情况观测和作业人员的避灾知识教育。打钻施工期间，严禁交叉作 业，非施工人员未经同意不得进入施工现场。5、在施工地点安设 ，以便遇到异常情况，及时向矿调度及相关科室汇报。6、钻机入井前必须经过全面检修，所有仪器完好，手把齐全，开关、控制按钮灵敏可 靠，机械部位防护栏、
11、保护罩齐全。钻机电源及其它用电设备与瓦斯传感器实现瓦斯电闭 锁。7、钻机电机、远控按钮和开关必须经矿机电科检查合格后，贴上防爆合格证方可入井， 钻机及其配套设备装车必须牢固可靠。8、接电源前必须递交接电申请，经矿方相关部门批准后，方可接通电源。9、现场要悬挂钻机工操作规程牌板、钻孔设计参数牌板、避灾路线图牌板。10、钻机安装地点应无浮煤、浮砰，底梁木平稳卧入巷道底板，并见实底。钻机底座 牢固。11、每班在接班施工前应检查高压管接头是否按规定连接牢固，钻机各紧固件和油管 接头是否正常，检查合格后，方可试机开钻。（二）钻孔的施工1、施工工艺（1）施工采用ZLJ-2350型钻机及其配套钻具压力水排渣
12、钻进。（2）倾角采用度尺确定，方位角采用方位尺及皮尺确定。（3）钻杆施工平直，钻杆、钻孔中心线在一条轴上，倾角、方位角误差不得超过+1度。(三)、钻机操作钻机操作人员能熟练掌握钻机操作技能，严格按使用说明书操作，做到持证上岗。施工人员穿戴整齐，袖口扎紧，戴好防尘用品(不准戴手套、毛巾)。先开水后才钻进，先停机后再停水。启动后，操作人员精力集中，动作准确，与接卸钻杆人员配合一致。 开始钻进时，轻压慢钻，待钻头下到孔底工作平稳后，压力再逐渐增大。(6)钻机调速时必须先停电，待变速箱停止运转后再变速。接卸钻杆前，钻头退离孔底至少一个行程。停钻2小时以上时，停钻前施工人员应 根据孔内情况决定是否将钻杆
13、拉出。(8)控制钻进速度。排屑不畅、进尺缓慢时不宜强行拉出。(9)钻机系统压力不宜随意调整，特殊情况下需调整时应有记录。(10)安装的钻杆应不堵塞、不弯曲、丝扣无磨损。(11)连接钻杆时，接头间缠绕油线或盘根线，对准丝扣，做到不歪斜、不漏水(风)。(12)安装钻杆时，一次安装1根钻杆。(13)接卸钻杆时，人工轻敲慢转。(六)钻孔高压防喷措施为防止钻孔孔内压力过高应在孔口加装高压防喷装置，防喷装置应与孔口管法兰盘连 接，连接必须牢固可靠，确保在钻进和注浆过程中出现压力较大时，不会危及施工人员的 平安。(七)、取芯验证孔的施工取芯验证钻孔按矿方要求施工，应选择在完整底板和水文地质条件异常的底板处施
14、工。(八”钻孔出水应急准备钻探前必须准备应急用品，如麻绳、黄油、长、短圆木楔数根、榔头、铁丝、手钳、 纱布、手斧等备用。施工过程中，如孔内水量突然增大或流水有压力，应立即停止钻进， 关闭电源，严禁制动钻机、钻杆，观察出水量，并上报调度室及相关单位。如出水量非常 大，水势凶猛时立即将所有人员撤至平安地段，留出2名人员在远处观察水情，并及时报 告调度室。如在不威胁人身平安的情况下，可用长木楔缠上麻绳，摸上黄油，用榔头堵塞 出水口，或用纱布堵塞出水口，用木楔向孔内横击，控制出水量并增加排水泵排除积水。(九)、排放水设施检查排水系统，疏通排水沟，加大排水能力，必要时增设临时水仓.根据预计的钻孔涌 水量
15、和相关规程要求，矿井排水系统的排水能力应450m3/h。假设现有的排水系统排水能力缺乏，那么需要配备专门水泵和排水管路，以保证钻孔出水量及时排出。七、注浆（一）、注浆设备地面建立临时注浆站，使用制浆机制浆，由地面注浆泵吸进后通过一趟2寸注浆管路 送浆，井下使用高压软管把钻孔与管路连接。（二）、注浆方式本次工作面底板加固的注浆方式为下行式注浆法，孔口封闭静压注浆。注浆钻孔在施 工结束后进行注浆时，要使用地面注浆站制浆，通过注浆管路运送到井下钻孔进行注浆。（三）、注浆材料1、固管注浆采用单液水泥浆或双液浆，工作面底板加固采用单液水泥浆或粘土水泥混 合浆。水泥为425#普通硅酸盐水泥，其质量应符合国
16、家GB175-92标准，不得使用受潮结块 的水泥或过期的水泥。各种浆液的特征及应用见下表：各种浆液的特征及应用2、P032. 5#普通硅酸盐水泥，其质量要符合GB175-92标准，不得使用受潮结块的或者浆液类型注浆材料受注含水层类型比重粘土水泥浆粘土、普硅水泥裂隙溶隙性含水层粉煤灰水泥浆粉煤灰、普硅水泥溶隙性含水层单液水泥浆水泥溶洞溶隙性含水层粘土粉煤灰水泥浆粘土、粉煤灰、普硅水泥裂隙溶隙性含水层过期的水泥。水泥浆的比重应控制在1. 21.3之间。3、使用粘土水泥浆为提高工作面底板的注浆效果，粘土浆的比重应控制在1.14左右，粘土水泥浆的比重 应控制在1.161.3之间，要按先稀后浓的原那么，
17、分档控制，使用前要经粉碎过筛，方可 使用。具体操作如下：注浆钻孔施工完毕后，及时用清水冲洗孔内岩粉，注浆前要先压清水，在3档（150 167升/分钟）30分钟后开始注浆，先注水泥单液浆，当注浆量100吨且钻孔内压力无任何 变化时，应采取注粘土水泥浆。如发现现场跑浆、底鼓等特殊情况，要及时通知地面注浆站停泵，并采取可靠措施， 防止事故扩大。(四)、注浆效果检查(1)取芯法：本工程通过取芯孔来判定底板岩性、底板隔水层厚度，通过钻孔水压、 水量变化及岩层裂隙充填情况来检查注浆效果。(2)物探法：采用一种物探方法对注浆质量进行检查(注浆前后物探比照法)。(3)重开法：对于水量大于60m3/h的钻孔和注
18、浆质量差的钻孔，要进行扫孔重开检 查。(4)注浆检查孔：各钻场设计钻孔注浆结束后，施工注浆效果验证孔进行注浆效果 检验。八、文明生产1、各种打钻材料、工具、注浆软管必须堆放整齐、上架，归口管理。2、施工排出的煤、岩粉及现场杂物及时清理出现场，保证作业区域良好环境卫生。3、施钻用的各种电缆、风水管路必须编排吊挂整齐，并悬挂好各种图牌板。4、施钻形成的水流或钻孔出水引至巷道内水沟自流至临时水仓，严禁施工现场及巷道 积水。5、注浆浆液严禁直接进入水仓。九、施工平安技术措施及考前须知1、每班施工前对施工地点进行平安检查，发现问题及时处理，确认平安后方可进行施 工。2、登高作业时，施工人员必须正确佩戴好
19、平安带，且不能生根在人员站立的同一物体 上。3、井下打运设备及材料必须严格执行矿相关规定，如需斜巷打运时严格执行“行人不 行车，行车不行人”打运管理规定，设备及材料捆绑牢固，由斜巷管理单位负责打运。4、吊运钻机时，起吊点必须生根牢固，人员应离开起吊的钻机500mm及45度夹角以 外距离；需人扶钻机时，必须站离钻机不小于300mm的距离，并设专人观察顶板情况，发 现异常及时停止起吊，人员立即撤退至平安地点，待稳定时再进行处理。5、如钻机需要抬高时，基础要用道木呈井字状垫高，道木的摆放要横平竖直，并用扒 钉扒牢。6、钻机的开关必须由专人操作，并听从机长指挥，做到听不清信号严禁启动按钮。7、施工钻孔
20、时，用手拉葫芦把钻机固定牢固，以防孔内出水冲击钻机伤人。8、施工时，人员不得站在钻杆正后方及摆动范围内。钻机未停稳，严禁穿过和跨越钻 机或钻杆、用手摸或管钳夹卡钻杆、接触转动部位。如需通过时必须停掉钻机电源，待钻 具旋转部位停止转动后方可跨过钻具。9、禁止用手、脚或其他物件直接制动机器运转部位，禁止将工具或其它物品放在钻机 电机防护罩上。10、钻机的操作必须平稳，速度和钻压的调节必须缓慢进行，严禁突然启动。n、拆卸钻杆时，必须先停电，待钻机旋转部位停止转动后再操作，严禁采用点动钻 机的形式进行拆卸。安装钻杆时，孔内钻杆必须用牙钳被牢，不得用手拿在所加钻杆根部， 丝扣必须人工拧紧，以防钻杆脱扣造
21、成事故。需敲砸钻杆时，必须使用铜锤。12、严格控制孔内供水量，如果孔内不返水，应立即停止钻进，查明原因并进行处理。13、钻孔施工过程中，假设孔内有顶钻、夹钻、涌水等异常情况时，必须立即停止钻进， 动力现象明显增大时，必须切断电源，撤出人员，并迅速汇报矿调度和队值班室，待充分 卸压并经处理后方可恢复作业。14、施钻过程中如孔内出水增大应控制钻进速度，如果出水量很大不能正常施工必须 停止钻进（但不得拔出钻杆）；如果孔内大量的水突然涌出必须切断电源，迅速撤人，并向 矿调度及队值班汇报。15、施钻人员必须熟知透水预兆，如果施工现场气温骤然下降、煤壁发凉，空气中有 雾气、煤壁有暗红色水锈痕迹、煤层松软、
22、孔内出水有臭鸡蛋味并有“吱吱”水叫声等异 常现象时，必须停止施工，但不得拔出钻杆，并迅速汇报矿调度和矿相关人员，经矿方同 意后方可施工。16、打钻时现场必须悬挂一台甲烷便携仪，便携仪应挂在孔口以上0.5米处，当瓦斯 浓度为1.0%时，立即停止作业，采取措施进行处理，另外在打钻地点回风侧5-10m安设瓦斯 传感器，其报警点21.0%,断电点为21. 5%,断电范围为打钻地点周围20m范围及其回风系统 内全部非本质平安型电气设备。17、打钻期间要有瓦检员现场跟班，经常检查打钻地点附近的瓦斯情况，因瓦斯超限 而停电时，必须检查电器设备和施工地点附近20米范围内的瓦斯情况，只有在瓦斯浓度降 到1.0%
23、以下时，方可人工送电开动机器。18、施工地点所有电气设备必须实现风电、瓦斯电闭锁。19、钻机出现超温、声音异常、或孔内异常等现象，应立即停机处理。20、机工、电工每班对钻机及配套设备进行检查和检修，杜绝失爆、失保现象，保证施钻过程中零故障运转。21、电工或机工在检修设备时，必须先切断上一级电源，不得带电作业，并严格按停、 送电规定操作，安排专人看护。22、钻机施工期间，周围10米范围内严禁从事与打钻无关的工作。23、所有施钻人员必须持证上岗；配带化学氧隔离式自救器，并会正确使用。严禁穿 化纤衣服、携带电子表、烟草及点火器具等入井。24、一个钻场内严禁打钻与注浆同时施工。每次采用地面注浆系统注浆
24、前，必须在专 人确认注浆管路与钻孔在用软管连接好后，方可 通知地面开泵开始注浆。25、在注浆过程中，无关人员一律不得在铺有注浆管路的巷道内行走。26、巡视注浆管路人员要反响灵敏，在巡视过程中不得十分靠近注浆管路。27、地面制浆人员要佩戴口罩、防尘眼镜，预防水泥进入口鼻、眼睛，要严格按照要 求配比浆液；井下注浆人员要使用铁丝把高压软管固定在棚腿上，预防摆动伤人。28、每次注浆前，要有专人对注浆管路进行检查，注浆过程中还要有人巡视注浆管路， 如发现管路有漏浆或跑浆，必须及时通知地面停泵泄压、然后井下泄压、确认没压力后方 可处理；29、开始注浆时，要先翻开孔口泄压阀放水，直到泄压阀完全出浆才可关闭孔
25、口泄压 阀闷浆。30、在注浆过程中，无关人员严禁在注浆孔附近逗留，只留一人站在平安地点观察压 力表变化。地面注浆泵要根据注浆情况慢慢加压，如当井下压力到达lOMPa后，井下人员 要及时 通知地面开泵人员停止加压，或在压力小于lOMPa并连续20分钟内不进浆时， 地面也要停泵，井下要在关闭孔口闸阀后及时通知地面泄压、然后井下注浆孔再泄压，在确认 没有压力的情况下才可以撤除注浆软管，将管路与其他钻孔连接注浆或冲洗注浆管路。31、在注浆过程中，如发现注浆管路堵塞，地面要及时停泵泄压、在管路中间由高到 底依次翻开泄压阀门进行放浆，预防泥浆沉淀堵管。33、未尽事宜按照煤矿防治水规定、煤矿平安规程执行。十、其它1、施工中每班及时向矿调度及矿领导汇报钻孔进度及出水、注浆情况。2、所有施钻、注浆人员必须熟知避灾路线及透水预兆。3、施钻时必须有班长以上人员跟班。4、施工人员必须认真学习本措施及施工设计，并签名备查。十一、附图附：non工作面底板注浆加固施工布置平面图。