千树塔煤矿13301工作面切眼位置确定与回顺防水闸墙砌筑技术要求180306

1千树塔煤矿13301工作面切眼位置确定与回顺防水墙砌筑技术要求一、13301工作面切眼位置确定井田勘探资料及掘进工程（东翼大巷、2303工作面及13301工作面顺槽）揭露表明，本区烧变岩含水层孔洞、裂隙发育，富水性强，补给条件好，巷道揭露后涌水量大且稳定（300m3/h以上），对井下生产影响较大，是矿井开采须重点防范的水害威胁。为避免烧变岩含水层大规模出水，实现13301工作面的安全开采，必须对回风顺槽揭露的烧变岩含水体采取合理的防治水技术措施。物探探测和钻探验证资料均表明，13301工作面附近的烧变岩含水体水量丰富，富水性强，不易疏降。由于该含水体边界距离工作面回顺较近，探放水钻孔实测烧变岩含水体富水区边界距离回顺侧向最小距离仅为29.5m，从经济、技术和安全性综合考虑，对烧变岩含水体留设安全煤岩柱是经济合理的防治水方案。1）工作面采动破坏范围预计类比其它矿井的实测结果，结合13301工作面覆岩结构，预计13301工作面导水裂缝带高度可达10倍采厚，则13301工作面导水裂缝带高度为100m。由于烧变岩含水体位于开切眼外侧，因此，必须准确预计采动引起的侧向破坏范围。按照“三下采煤规程”及围岩破坏程度，以裂缝角来预计开切眼外侧采动破坏范围。裂缝角的大小与覆岩性质、覆岩结构密切相关，千树塔煤矿3煤覆岩类型属中硬类型，由于本区缺乏岩层移动实测数据，参考类似条件矿区实测结果及以往的实践经验，选取中硬覆岩条件下的裂缝角720预计13301工作面采动破坏范围。则，侧向破坏范围：tanshbHL（1-1）式中，Lb——侧向影响范围，m；Hsh——导水裂缝带发育高度，带入经验公式求算，为100m；γ——裂缝角，取72o；带入式1-1，求得Lb=32.5m。2）防隔水煤柱宽度计算参考《煤矿防治水规定》附录三之五：在水淹区下或老窑积水区下同一煤层2中进行开采时，若水淹区或老窑积水区界限已基本查明，防隔水煤柱尺寸可按式1-2留设。诸如千树塔煤矿13301工作面此类在同一煤层侧向有烧变岩含水层体时，须确保采动裂缝不波及侧向含水体的富水区，且采掘空间与富水区边界间留设的侧向防隔水煤柱宽度应满足式1-2的要求。mKpKMLpf20350.（1-2）式中，Lf——煤柱留设的宽度，m；K——安全系数，一般取2～5；M——煤层厚度或采高，m；p——水头压力，MPa；pK——煤的抗拉强度，MPa。千树塔煤矿在东翼运输大巷出水时，进行了烧变岩含水体水压探测，测得水压0.44MPa。由于千树塔煤矿揭露的是积水水压不大、且本区断裂构造不发育，因而取安全系数K=3，水头压力取0.44MPa，煤的抗拉强度为1.44MPa，3煤最大采厚约10m，带入式1-2，求得烧变岩含水体须留设的侧向防隔水煤柱宽度L应不小于14.6m。式（1-2）要求煤柱宽度不得小于20m，因此须留设侧向煤柱20m。从安全的角度考虑，在采动破坏范围预计的基础上，则烧变岩含水体的安全煤岩柱为：L=Lb+Lf=32.5+20=52.5m。3）13301工作面切眼位置确定根据ZK2-2钻孔的出水情况，烧变岩含水体的富水区边界距离回顺垂距仅为29.5m，小于所须的最小防隔水煤柱宽度，不满足煤柱留设要求。因此，根据13301工作面现有回顺巷道布置情况，按最小防隔水煤柱留设宽度52.5m的要求，确定13301工作面的切眼位置，如图1所示。设计切眼宽度10m，切眼非工作帮距离回顺迎头垂距68.5m。3图113301工作面切眼设计位置图二、回顺迎头出水防水密闭砌筑技术要求根据设计的切眼位置，切眼非工作帮距离ZK2-2钻孔开孔位置约9.5m，考虑到ZK2-2钻孔出水强度较大，建议防水密闭选择在工作面切眼非工作帮以内、ZK2-2钻孔开孔位置以外的巷道内施工，应选择顶、帮均较为完整的位置。防水防火密闭砌筑参数如表1所示。防水密闭结构形式如图2所示。表1防水密闭施工参数表密闭墙结构墙体厚度（mm）充填掏槽深度（mm）掏槽宽度（mm）充填材料充填厚度帮槽顶槽底槽砖墙、混凝土≥500C30混凝土2m≥500≥500≥500大于墙厚300（1）密闭必须使用不燃性材料料石或红砖砌筑；（2）密闭位置必须选择在动压影响小、围岩稳定、巷道规整的巷道内；42.0m二吋PVC注浆管密闭剖面示意图密闭施工侧视图二吋PVC注浆管掏槽≮500mm500MM500MM1.0m400mm150mm无缝钢管掏槽≮500mm800mm反水管反水管图2防水密闭结构形式示意图（3）永久密闭要求墙体结构稳定严密，墙基与巷壁必须紧密结合，连成一体。煤巷密闭必须掏槽，帮槽深度为见实煤后0.5m，顶槽深度为见实煤后0.5m，底槽深度为见实煤后0.5m、掏槽宽度为大于墙厚0.3m；（4）砌筑时，缝隙必须错开，不得出现重缝现象，要求灰浆饱满，采用双砖墙砌筑，墙体中间充填C30混凝土，要求分次填筑，直至完全密实并接顶良好。（5）砌筑时，要求在离底板高度为2m的位置设直径为50mm的注浆孔，用于填实两墙间隙；设两根直径为150mm无缝钢管作为反水管，闭外外漏300～400mm，安设反水弯，并安装阀门，反水管一根离底板高度为400mm，另一根离底板高度为800mm（见图2）。（6）墙体砌筑完毕后，墙面必须喷浆处理，要求喷层厚度大于20mm，墙面平整，1m内凸凹不大于10mm，且墙体四周要求不少于0.5m的裙边。要做到耳听无声音、眼看无光亮。（7）墙体砌筑完毕后，必须设置警示牌板、施工说明牌板及检查牌板，并设置栅栏。（8）密闭设施周围5m范围内严禁堆放杂物和其他设备、材料。