理工论文：“围点打援”技术在德盛煤矿1841工作面注浆堵水中的应

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矿井水害一直是华北岩溶矿区煤矿安全生产面临的主要问题之一。历史上曾多次发生突水淹井事经常以数倍、数十倍，甚至数百倍于排水能力的水量突入矿井。与其他国家的岩溶类矿床相比，华岩溶矿区，无论是水文地质条件、问题的多样性、受水危害的程度等，均属于最复杂的^[1-3]。虽然注浆堵水术应用已久，但由于发生突水矿井的水文地质条件、突水通道、突水水源及堵水施工环境等千差别，使突水治理工作具有很大的差异^[4-6]。尤其是对突水点位置不明、条件不清、动水条件下煤矿特大突水理技术，仍然是目前值得研究的重要课题。 2004-10-20 T 07: 00，武安市德盛煤矿在掘进8号煤层18工作面运输巷时，由于隐伏断层的存在，在渗流场和应力场的耦合作用下，致使奥灰水沿断层破碎带和板突出，最大突水量为5 430 m³/h，致使整个矿井短时间内被淹，造成巨大的人员伤亡和经济损失。

1 工程基本情况简介

2004年10月20日早7时，德盛煤矿1841工作面在掘进工作面运巷时发生房柱式小面回采滞后底板突水，标高-42m，突水水量根据井巷淹没速度和排水试验计算为5430m³/h，加上矿井原涌水量800m³/h，总涌水量6230m³/h。经过186天的施工，成功的封堵突水点用水量5430m³/h，并减少矿井原涌水量100m³/h左右，治水效果达到100％以上。年节约排水费3812.7万元以上。解放煤炭可采储量500万吨，确保了邯矿集团陶一、陶二、康城煤矿的矿井安全，同时创造了显著的经济效益和社会效益。

2 矿井地质条件

德盛煤矿位于武安市康二城镇车网口村东，井田地层从老至新有奥陶系中统、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组、二叠系上统上石盒子组和石千峰组、第四系黄土层0~20m。含煤地层为石炭二叠系，由本溪组、太原组和山西组组成，7、8、9号煤层，位于太原组的下部。本井田基本构造形态为一较平缓向斜构造，地层走向在井田西南端为N30°E，过向斜轴部分近似转向EW方向，地层倾角8~15度。井田F₄、F₅、F₉、F₃断层构成井田边界，井田内主要有三条较大断层和一个陷落柱，均为NE向高角度正断层。矿井水文地质条件较复杂，开采7、8、9号煤层的主要含水层有奥陶系灰岩含水层，本溪灰岩、大青灰岩、伏青灰岩含水层、山西组砂岩含水层等。对矿井威胁较大的是奥陶系灰岩含水层和本溪灰岩、大青灰岩含水层，三者由于构造关系具有水力联系，属同一奥灰水源，矿井涌水量800~1000m³/h，主要为大青灰岩和采空区涌水。1841小面突水位于井田的东北端。

3 注浆堵水方案设计概况

出水地段具体位置因没有人实见，加之巷道罗盘挂线测量，存在一定偏差，为了准确控制突水构造，在治水中采用边探边治水的方案，即先施工探查孔6个，如其中任何一个孔探到导水通道即可进行注浆堵水，如不遇通道则应利用打成的6个探查孔进行透视，探查确定导水构造所在精确位置，再施工2个注浆堵水孔，完成注浆堵水后,再施工检查加固孔2个 。如果探测孔在施工中已打透导水通道，已形成堵水条件，则即可利用探查孔进行注浆堵水，如果探查孔注浆堵水已达到良好的效果，则检查加固孔可减少，据此,本项工程设计10个孔，有可能不必全部施工即完成堵水复矿工作。

4 “围点打援”技术方法

4.1  “围点打援”的含义

在本次堵水施工中的攻坚阶段，即EX-2~EX-6孔的施工是进入对突水点，导水通道探查及封堵阶段，EX-2号的两侧和上下方布置EX-3、EX-4、EX-5、EX-6号孔，在这个阶段采取了“围点打援”的施工方案，即对EX-2号孔外围截流切断或减少补给，减轻EX-2号的施工难度。所以，所谓的“点”就是突水点中心EX-2，“援”指的EX-3、EX-4、EX-5、EX-6四个钻孔。在EX-4号已终孔，EX-3、EX-5、EX-6号孔已穿过8号煤底板下断层带、本溪地层破碎带，进入奥灰层位，深度达到250m以下时，排水量由3440 m³/h减少到1400 m³/h，奥灰水位由+60.1m上升到76.8m，堵水取得了显著效果。

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