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煤层底板含水层注浆改造技术在焦作矿区的应用（二）

煤层底板含水层注浆改造技术在焦作矿区的应用（二）
2煤层底板注浆改造技术在焦作矿区应用的必要性
2．1水害压煤
焦作矿区所属各生产矿井均为水文地质条件复杂矿井，主要充水水源为二煤层底板石炭系太原组薄层灰岩岩溶裂隙水。随着开采水平的不断延深和开采范围的不断扩大，水压逐渐升高，水文地质条件变得愈来愈复杂，突水威胁愈加严重，矿区受水严重威胁储量高达14．5亿t。如不采取有效措施解决水患威胁，将导致矿区可采储量减少，矿区年产量逐年下降，直接影响到矿区的长远发展。
2．2矿井经常性涌水量过大
焦作矿区每采一吨煤要排50～60t水，是全国平均水平的5～6倍，仅排水费用每年就高达6000余万元，吨煤排水费用占吨煤成本20％，造成企业经济效益低下。也造成排水泵房设备老化，矿井抗灾能力大大降低。
2．3突水频繁突水量大
焦作矿区突水之频繁，突水量之大，经济损失之惊人，都达到了极其严重的程度。近几年来，随着矿井开采水平的不断延深，水文地质条件变得愈加复杂，虽然开展了八层灰岩含水层疏水降压等多项综合防治水工作，但对一些水文地质条件复杂含水层富水性强的地区效果不明显，而且巨额的排水费用矿井也难以接受。
综上所述，在焦作矿区应用煤层底板含水层注浆改造这一新技术不仅是十分必要的，也是十分迫切的。

3煤层底板注浆改造技术在焦作矿区应用的可行性
煤层底板含水层注浆改造技术就是沿工作面下顺槽大面积布置注浆钻孔，通过注浆钻孔注浆来充填底板灰岩含水层的岩溶裂隙和导水裂隙，从而大大减弱含水层的富水性并切断水源补给通道，使受注含水层被改造为不含水或弱含水层，同时亦增强了煤层底板隔水层的强度，实现工作面不突水开采。
3．1泣浆开采有成熟的技术和成功的经验
注浆改造含水层进行开采源于1984年，经过20年来的发展，经历了地面打孔、地面注浆和井下打孔、井下注浆两个发展阶段后，现已实现了井下大面积打孔地面连续注浆的新工艺，已经积累了成熟的注浆改造技术和丰富的经验。
3．2各矿井水文地质条件已经查明，有利于注浆改造技术的实施
国家级工业性试验项目《华北型煤田奥灰岩深水综合防治工业性试验》，历经“七五”、“八五”两期工业性试验阶段，通过钻探、物探等多种探测手段，焦作矿区各矿井水文地质条件已经基本查明，为防治水工作奠定了基础。
3．3新型注浆材料确保了注浆改造开采既可行又经济
随着注浆技术的发展，注浆材料也经历了从单液水泥浆到水泥、粘土、水玻璃等多元材料的发展过程，水泥粘土浆不但注浆成本低，材料来源广，而且浆液流动性好，充填效果佳，改造质量高，确保经济可行。
3．4新型物探手段有助于注浆改造技术成功应用
直流电流物探等新型物探手段在焦作矿区已经推广应用多年，通过对数十个工作面进行探测，证实对探测L8灰岩富水带和岩溶发育带比较准确。通过物探技术探测，一方面可以了解底板含水层裂隙分布情况，确定富水地段，指导注浆孔的合理布置，另一方面为检验注浆效果提供了探测手段，有利于注浆改造技术的应用。
通过以上的综合分析，我们认为在焦作矿区实施煤层底板注浆改造含水层技术是可行性，可以解决长期以来被动防水的难题。

4煤层底板注浆改造技术的主要内容
煤层底板注浆改造工程主要包括地面造浆站、井下工作面打注浆钻孔、井下连续注浆等工程。
地面造浆站由储土棚、粗浆池、精浆池、一搅池、二搅池、注浆棚、清水池等设施组成。主要设备有制浆机、搅拌机、杂污泵、泥浆泵、空压机等。根据浆液的扩散半径以及16灰岩含水层的富水性，在工作面下顺槽每隔一定距离施工一个钻窝，每个钻窝内施工3～4个注浆钻孔，具体参数根据被改造含水层具体水文地质条件确定。注浆钻孔要分三个序次施工，全部注浆结束后，视钻孔涌水量和进浆情况确定补打检验孔。制好的粘土水泥浆由泥浆泵→输浆钻孔→输浆管路→注浆钻孔→含水层。注浆压力一般为水压的2～3，倍，浆液扩散范围较大，注浆后可封堵含水到煤层的导水裂隙，加固煤层底板隔水层；也可改变L8灰岩富水性，变强含水层为弱含水层或隔水层，同时亦可切断底板L8含水层与L2灰岩及O2灰岩含水层的水力联系，从而达到安全开采之目的。

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