梧桐庄矿182311工作面采后总结
峰峰集团梧桐庄矿
20xx年7月25日
梧桐庄矿182311工作面采后总结
一、182311工作面概况
梧桐庄矿182311工作面位于三采区南翼，西为182309工作面，东为182313工作面，南至三采区南部部边界，北至三采区胶带机巷保护煤柱，三采区三条准备巷道已经掘成，182307工作面正在进行回采，将近结束，四邻无其它采掘情况。182311工作面对应地面标高+178.5～+203.8m，大煤底板标高-178.2～-348.5m，工作面走向长1663m，倾斜宽85～156m，平均147m，煤层厚度3.0～3.6 m，平均3.3m，煤层较稳定，结构简单，可采储量103.9万吨。
工作面跨韦～武神岗背斜两翼，地层形态比较复杂，背斜轴南翼倾角8～24?，平均15?；东翼地层倾角7～18?，平均12?。工作面回风顺槽中部发育一个直径50m左右的陷落柱，巷道揭露不导水。
根据182311工作面实际揭露及勘探情况分析，影响工作面开采的主要含水层为大煤顶部砂岩含水层、野青灰岩含水层及山伏青灰岩含水层。
1、大煤顶部砂岩含水层
主要指大煤采后冒裂带范围内砂岩裂隙水，富水性弱且连通性差，根据182303、182307工作面回采情况，预计本工作面回采期间大煤顶部砂岩含水层涌水量为10 m?/h～20 m?/h，对生产影响不大。
2、野青灰岩含水层:
野青灰岩为野青煤直接顶板，上距大煤底板39～46m，一般层间距42m，平均层厚3.0m，为裂隙含水层，根据本工作面施工的42个钻孔实际揭露情况，仅H1、H7、H10、Y1、Y2等五孔揭露野青灰岩出水，水量最大10m?/h，水位-279m（Y2孔，孔口标高-329m, 压力0.5MPa）～-172m（H10孔，孔口
标高-302m, 压力1.3MPa）,水温30～35℃, 其它钻孔揭露野青灰岩无水或漏水。
3、山伏青灰岩含水层:
山伏青灰岩上距大煤底板74～85 m，平均78m，含水层富水性不均一，为裂隙含水层，根据本工作面内20个钻孔实际揭露情况，仅Y2、Y3、Y3-1、H2、H3、H4、H7、H9等八孔揭露山伏青灰岩有水，水量1～10m?/h，水位-210m（Y3孔，孔口标高-310m, 压力1MPa）～-138m（H4孔,孔口标高-278m, 压力1.4MPa）,水温32～33℃。
二、四号陷落柱地面治理情况：
为防止工作面回采期间该陷落柱出水，在地面施工了1个主孔、2个分支孔对其进行钻探与注浆治理，总计钻探工程量989.23 m，注浆565吨。
三、工作面底板防治水工程：
根据以往工作面开采实践，182311工作面大煤顶部的砂岩含水层富水性弱且不均匀,对生产影响不大,工作面底板野青灰岩含水层和山伏青灰岩含水层，在底板存在断裂构造或底板有裂隙薄弱带时，易通过底板断裂或裂隙进入工作面形成突水，为保证回采安全，对工作面底板含水层采取底板注浆加固措施，即利用综合物探和钻探相结合方法查找出底板含水层富水地段及底板裂隙薄弱带,并对其进行预注浆加固，增强底板的稳定性，将底板强含水层改造为弱含水层，甚至隔水层。
（一）182311工作面底板物探与底板预注浆加固工程设计：
182311工作面采用井下音频电透视法对工作面底板进行了探测，探测深度达到大煤底板以下70～100m，探测结果详见“附图一、梧桐庄矿182311工作面底板预注浆加固工程成果图”，并结合工作面上下巷揭露的构造布
置工作面底板注浆加固钻孔。
钻孔布置原则为：
1、结合工作面底板音频电透视物探成果资料布置钻孔，物探的异常带范围和邻近四号陷落柱地段作为布孔的重点，并兼顾一般地段。
2、工作面邻近断裂构造与底板裂隙发育地带作为布孔的重点，在工作面邻近的SF53断层、3ZX2号物探异常区及其它断层破碎带和底板裂隙发育地段附近多布置钻孔，钻孔设计方向尽量和断裂构造的发育方向垂交或斜交，以尽可能多穿过构造破碎带与底板裂隙。
3、以斜孔为主，使钻孔揭露尽可能长的底板隔水层与含水层，有利于查明工作面底板隔水岩层厚度、岩性、受构造破坏影响破碎程度和含水层厚度、富水性、水温、水压等特征。
根据以上钻孔布置原则，设计布置工作面底板探查与注浆钻孔49孔，钻探工程量4750 m。
底板预注浆加固施工技术要求：
（1）钻孔开孔Φ127mm钻进15m～28m后下入Φ108mm套管，水泥浆固管后再变径Φ75mm至终孔。Φ108mm套管耐压试验要求达到8.0MPa以上，岩芯采取率不得低于75％。
（2）钻孔分序次施工，第一序次先在每一个底板含水层富水性较强及物探不富水区段分别施工一批钻孔，第二序次对验证的异常区加密施工其它钻孔。
（3）注浆材料及注浆工艺：采用单一水泥浆，水泥标号32.5＃，注浆要求单孔保持连续注浆，注浆浓度（水灰比）4：1～2：1；注浆终压8MPa。
（二）182311工作面底板注浆加固工程实际完成情况：
182311工作面底板注浆加固工程于20xx年1月5日正式开始，至20xx年12月5日结束，实际完成钻孔48孔，其中34个钻孔终孔落点于工作面内，对工作面底板进行注浆加固，9个钻孔终孔落点于工作面外SF53断层和工作面切眼外侧3ZX2号物探异常区附近，对断层破碎地段和异常区底板钻探注浆加固治理, 另有5个钻孔终孔落点于工作面外四号陷落柱附近, 对陷落柱西侧底板注浆加固治理,总计钻探进尺4960.4m，注入水泥3278.05吨，注浆终压控制在8MPa。
四、四号陷落柱防水安全煤柱的计算：
四号陷落柱经地面、井下钻孔和井下巷道揭露证实为一不含水、不导水的陷落柱。其在大煤层位为一直径45～65m 的椭圆形，182311回风巷揭露长度50m，陷落柱在工作面内最大宽度10m。陷落柱附近野青灰岩、山伏青灰岩无水，小青灰岩无水，大青灰岩和奥灰富水性弱，上下含水层连通性弱。虽然通过地面和井下钻孔注浆对陷落柱及附近含水层作了一定的注浆加固外理，但是陷落柱内岩性较为破碎，钻孔注不进浆，可见该陷落柱注浆治理后仍不能达到完整岩层的力学强度，为了防止工作面采动应力破坏影响，导致陷落柱活化导水，为保证矿井生产安全，确定对该陷落柱按《防探水规程》要求留设防水安全煤柱。
防水安全煤柱尺寸（a）根据峰峰集团防探水规程第十六条采用以下公式计算：
式中 A----安全系数(2～5), 取值平均值3.5；
L----煤层厚度（m），取值3.5m；
Kp---煤的抗张强度（MPa）,暂取0.46Mpa；
P----沿煤层水头压力（MPa）；
奥灰水位取值+130m（历史最高水位），陷落柱附近大煤标高－186m，据此P＝（130+186）/100=3.16(MPa)，计算得a =27.81m，即以陷落柱在大煤层位边界向外需留设27.81m防水安全煤柱，综合上述情况，在陷落柱留设27.81m防水安全煤柱后能保证工作面回采安全。
五、四号陷落柱防水安全煤柱范围内巷道注浆充填设计及工程量：
根据前期四号陷落柱封堵情况和四号陷落柱及周围巷道的实际情况，在拟注浆充填的巷道段两端（四号陷落柱防水安全煤柱边界线处）各建一道水闸墙，通过水闸墙上的预埋注浆管，采用地面注浆站注浆达到充填该巷道段的目的。
（一）、注浆充填的巷道段两端各建一道水闸墙：
在182311回风巷T9点外32m处、T6点里5m处各建一道水闸墙，编号分别为1号水闸墙和2号水闸墙，水闸墙墙体设计承受压力2MPa，墙体混凝土标号要求C20以上，水闸墙墙体厚度L=2m，墙体楔入围岩深度E=1m。 为使水闸墙墙体与围岩成为一体，同时注浆封堵墙体围岩裂隙。在水闸墙墙体施工中，要在墙体与围岩顶、帮、底接触面处预埋8根1吋注浆管, 墙体筑成后，用注浆管对水闸墙进行壁后注浆，注浆使用水灰比1：1的单液水泥浆，按注浆管埋入端位置由下而上进行。各注浆管要求连续注浆，注浆要求2MPa稳定30分钟，注浆期间要注意观察墙体和围岩有无跑浆，发现跑浆及时根据情况采取堵塞、浆液中加骨料、间歇注浆等措施处理。
该项工程（2道水闸墙）共预埋1吋注浆管16根32m、挖槽出砟量2×
（6m×5m×2m-4m×3m×2m）=72m?，浇筑混凝土体积2×2m×6m×5m =120m?。水闸墙壁后注浆8.6吨。
（二）、对两水闸墙之间巷道注浆充填封堵：
20xx年1月8日—1月22日对两水闸墙之间巷道进行了注浆充填，注浆巷道长度83米， 注浆材料选用普通R32.5#水泥和粉煤灰，浆液水灰比选择在1：2～2：1。利用地面注浆站施工，共注入水泥590.09吨，粉煤灰435.91吨，合计1026吨。
六、工作面揭露断层情况：
根据工作面物探及钻探和回采情况，工作面切眼及回风顺槽外侧发育的SF53断层（断层落差H= 30m），工作面内部共揭露4条断层，断层落差H= 1.0～ 3.0m，均为高角度正断层,通过回采证实均为不导水断层。此外根据以往勘探和物探资料，工作面切眼和回风巷交叉处外侧80 m还有一3ZX2号物探异常区，钻探将3ZX2物探异常区排除。
七、工作面回采后的水文情况：
工作面回采期间,工作面顶底板均未出水，由于工作面里部低洼，工作面回采后，大煤顶板砂岩水会因工作面顶板跨落而造成采空区积水，今后在此区域作业生产时，要提前采取探放水措施。
八、工作面开采及资源储量动用情况：
182311工作面于20xx年3月20日开始回采，至20xx年7月19日结束。工作面实际倾角0—26?，平均15?，实际平均采高3.16m，开采斜面积245600m2，煤容重1.35吨/m3，实际动用储量104.8万吨，实际采出煤量为102.3万吨，工作面回采率为97.6%。
九、结论
通过对182311工作面底板注浆加固和对四号陷落柱井上下治理，使得工作面底板野青灰岩含水层富水地段改造为弱含水层；工作面底板裂隙发育的薄弱地段通过注浆得到加固治理,底板岩层稳定性进一步加强；工作面底板承受的底板含水层水压力小于峰局《防探水规程》允许承受的安全水压力；工作面回风顺顺槽揭露的四号陷落柱及其周围得到了有效治理；对四号陷落柱进行了防水煤柱的留设，并对穿越四号陷落柱的巷道进行了注浆充填。因此通过对182311工作面的有效治理，使得182311工作面安全采出。
工作面回采过程中，遇到了大倾角仰斜和俯斜开采，出现了大面积的片帮冒顶，给回采增加了一定难度，通过采取化学注浆（玛丽散）等方法，使工作面顺利回采，在回采过程中积累了大量的经验，为今后工作面的开采奠定了基础。
梧桐庄矿182202工作面采后总结
峰峰集团梧桐庄矿
20xx年8月28日
梧桐庄矿182202工作面采后总结
一、182202工作面概况
182202工作面位于梧桐庄矿二采区胶带机巷北侧，韦武神岗背斜西翼，向东邻近182201工作面。对应地面标高+169.5～+193.9m，大煤底板标高－525.8m～－466.0m，工作面走向长930m，倾斜长166m，煤层平均厚度
3.3 m，煤层较稳定，结构简单，工作面可采储量69万吨。
工作面紧临韦武神岗北斜轴部，为韦武神岗背斜西翼第一个工作面，并在里段发育有次一级的向斜、背斜。地层形态比较复杂，地层走向NW83?～NW31?～NE76?，倾角0?～10?, 平均6?。工作面回风巷开口向里掘进43 m、610 m、634 m位置分别揭露有H＝1 m 、H＝2.5 m、H＝1.7 m三条断层，二采区胶带机巷及临近巷道掘进中揭露一条H=6 m和一条H=7 m的断层。影响工作面开采的主要含水层为大煤顶部砂岩含水层、一座灰岩含水层、野青灰岩含水层、山伏青灰岩含水层及山伏青灰岩以下的大青灰岩含水层、奥陶系灰岩含水层。各含水层情况如下：
1、大煤顶部砂岩含水层
即大煤采后冒裂带范围内砂岩裂隙水，富水性弱且连通性差，涌水量10～20 m?/h，对生产影响不大。
2、一座灰岩含水层：上距一般层间距25m，平均厚度1.5 m, 裂隙不发育，仅局部含水，工作面底板钻孔揭露情况单孔涌水量最大10 m?/h，水位-263m（H17＃孔口标高-473m, 压力2.1MPa），水温32～38.5℃，一般为36.5℃。该含水层出水量小于20 m?/h, 出水对生产影响不大。
3、野青灰岩含水层：野青灰岩为野青煤直接顶板，上距大煤底板37～41m，一般层间距39m，平均层厚2.9m，为裂隙含水层，根据本工作面内钻
孔实际揭露情况，野青灰岩含水层富水性不均一，单孔涌水量最大30 m?/h（Y12、Y15钻孔），其中H11、H27、H17、H28、Y12、Y15等钻孔处野青灰岩富水性较强，单孔水量大于12 m?/h。含水层水位为-107～-467m（Y15孔：孔口标高-524m, 压力4.17Mpa； H24＃孔：孔口标高-497m, 压力0.3Mpa），含水层水温32.3～41.3℃，一般为37℃，该含水层出水对生产影响较大。
4、山伏青灰岩含水层: 山伏青灰岩上距工作面底板74～78m，平均76m，含水层富水性不均一，工作面内钻孔实际揭露单孔涌水量最大40 m?/h。水位为－26m（Y14孔观测,孔口标高-516m, 压力4.9MPa）。水温35.5～39.8℃，一般为38℃。该含水层在工作面底板断裂构造及导水裂隙的薄弱地带，可通过断裂构造和导水裂隙对野青灰岩形成补给。
5、大青灰岩含水层：含水层厚度5～6m。裂隙发育，上距大煤底板隔水层一般厚度118 m。富水性不均匀，局部富水性强，含水层水位＋96 m，与奥陶系灰岩含水层水力联系密切。
6、奥陶系灰岩含水层：含水层总厚度约605m，其顶面上距大煤底板隔水层一般厚度155 m。该含水层单位涌水量为1.258-6.438L/s.m，富水性强。水位标高＋120m左右。有巨大的动、静水储量，为井田内各含水层的总补给源和威胁矿井采掘工程的最大水害。
二、182202工作面底板防治水工程及主要成果
182202工作面底板防治水工程设计包括《梧桐庄矿182202工作面底板预注浆加固设计》和《梧桐庄矿地面注浆封堵182201工作面底板出水工程补充设计》。
1、182202工作面底板预注浆加固工程
182202工作面底板预注浆加固设计依据是工作面井下综合物探资料。182202工作面井下综合物探主要采用了音频电透视法对工作面底板进行综合探测，探测深度达到大煤底板以下70～100m，根据物探探测结果，并结合地面和邻近182201、182204工作面物探、钻探和巷道揭露资料综合分析布置工作面底板预注浆加固钻孔49孔，总计钻探工程量4544m，注浆工程量2450吨。工作面底板预注浆加固工程实际完成钻孔84孔，总钻探进尺8776.2m，钻孔总计注入水泥3331.63吨，注浆终压控制在8MPa。其中工作面内施工钻孔64孔，钻探进尺6425.9m，注入水泥1215.7吨（64孔）；由工作面回风巷向邻近的182201工作面底板出水点附近施工钻孔12孔，钻探进尺1635m，注入水泥1812.2吨（12孔）；由182204工作面回风巷施工放水孔8孔，钻探进尺715.3m，注入水泥303.73吨。
2、182202工作面外段水文异常区地面注浆封堵工程
根椐182201工作面底板出水地面封堵工程施工的2个地面主孔资料：注1孔进入奥灰30.47m水温38.7℃；注2孔进入奥灰55.84m水温37.9℃，而182201工作面出水水温43℃，说明出水的主要补给通道不在东侧，只有可能在出水点西侧。通过对182202工作面底板预注浆加固工程发现182202工作面外段300m范围内存在一水文异常区，该异常区内顺工作面方走向发育两条落差H＝6～7m的断层，且在断层的西侧野青灰岩水温、水压明显异常（Y15孔水温41.3℃、水压4.17MPa；Y12孔水温40.1℃、水压3.8MPa）， 182202工作面里段野青灰岩正常水温在37.5℃以下，水压在2.5MPa以下。结合182201工作面的出水条件，182202工作面外段异常区由于发育两条顺工作面走向的断层，如只在井下对野青、山伏青灰岩含水层进行预注浆加固，回采过程中仍有可能断层活化导致奥灰水突出，因此，设计在地面施
工注浆孔对182202工作面大煤以下直至奥灰各含水层注浆加固，同时封堵182201工作面出水的补给通道。地面注浆封堵工程实际完成钻孔2个地面主孔3个分支孔（注3孔、注3-1孔、注4孔、注4-1孔、注4-2孔），总钻探进尺2671.97m，其中注3孔951.2m，注3-1孔233.17m，注4孔960m、注4-1孔274.3m、注4-2孔253.3m；钻孔总计注入水泥13794吨，其中注3孔12900吨，注3-1孔214吨，注4孔210吨、注4-1孔470吨、注4-2孔不漏水封孔，注浆终压均控制在4MPa。
以上两项防治水工程的施工取得的治水成果主要有下：
1、将工作面底板野青灰岩含水层改造成了弱含水层
根据182202工作面内底板施工的64个钻孔资料, 野青灰岩含水层总体富水性较弱,在工作面内仅H11、H17、H27、Y12、Y15等5孔处野青灰岩含水层水量大于15 m?/h。工作面底板预注浆加固工程完工后经施工检验孔检验：检验孔H34仅有1 m?/h水, 检验孔 H33无水, Y10孔原野青灰岩有水5 m?/h ，在与Y17孔串通注浆结束后，将Y10孔扫孔到底也已无水，检验孔Y12-1已无水，检验孔Y14-1水量 2 m?/h，压力2.5Mpa，水温37.5℃。因此，工作面底板野青灰岩含水层经注浆加固已改造为弱含水层。
2、工作面外段水文异常区通过井下钻孔注浆加固和地面钻孔注浆封堵已得到治理
182202工作面外段水文异常区，在底板预注浆加固工程中有20孔施工到野青灰岩层位进行了注浆加固，注浆量92.73吨，使该地段钻孔揭露野青灰岩平均孔间距已小于40 m，野青灰岩含水层富水地段已改造为弱含水层。并有12个孔终孔到山伏青灰岩层位对山伏青灰岩含水层进行了注浆加固治理，注浆量154.44吨。施工的2个地面主孔3个分支孔揭露处野青灰
岩、山伏青灰岩、大青灰岩等含水层不漏水。地面钻孔在奥灰层位共注浆13794吨，从根部消除了该水文异常区水害威胁。
3、工作面内小断层附近底板薄弱地段进行了注浆加固。
根据182202工作面内施工的64个底板预注浆钻孔实际揭露情况，工作面底板隔水层总体岩层比较完整，大煤底板至野青灰岩项面隔水层厚度在37～41m之间，岩芯鉴定裂隙不发育，钻孔在隔水岩层中均不出水,底板的阻隔水能力总体较好，各小断层附近底板薄弱地段在工作面底板预注浆加固工程施工中均作了注浆加固。通过底板预注浆进一步增强了底板隔水层的完整性，工作面底板破碎带及导水裂隙得到封堵。
三、工作面回采中底板出水情况及原因分析：
182202工作面从开始回采到回采结束，除在工作面运输巷4号经纬点处底板有少量渗水外，整个工作面回采期间没有底板出水。
工作面运输巷4号经纬点位于工作面外段水文异常区内，该处底板渗水前，工作面采空区水量约3 m?/h，水温33.5℃，为大煤顶板砂岩水。该处底板渗水后，工作面采空区水量7 m?/h，水温37.3℃。随工作面向外回采，工作面采空区水减小，水温下降，至工作面回采结束，采空区水量为5 m?/h，水温为34.3℃。
根据出水情况分析，该处底板渗水主要原因一是该处工作面底板水文地质情况比较复杂，虽然进行了工作底板预注浆加固和地面钻孔注浆治理，但仍不能达到彻底治理。二是在工作面外段进行了大量的治水工程后，该地段底板仍承受着较高的野青灰岩含水层水压力，三是出水通道为工作面底板微小裂隙，在工作面采前不导水，在工作面采动破坏下裂隙破裂张开出水，随工作面向外推移，出水底板裂隙又得到闭合，工作面采空区出水
量减小。
该处的工作面底板渗水只在工作面运输巷内，因此，对生产没有造成影响。
四、工作面揭露断层情况：
工作面在回采过程中共揭露8条断层，工作面里部位于回风顺槽处共有3条断层，落差分别为H=1、2、1.5m，对工作面回采影响不大。工作面外段在工作面内部有5条断层，落差分别为H=1、1、5、1.5、1m，对工作面回采有一定影响。揭露的断层均为高角度正断层,通过回采证实均为不导水断层。
五、工作面回采后的水文情况：
工作面回采期间,工作面顶底板均未出水，由于工作面里部低洼，工作面回采后，大煤顶板砂岩水会因工作面顶板跨落而造成采空区积水，今后在此区域作业生产时，要提前采取探放水措施。
六、工作面开采及资源储量动用情况：
182202工作面于20xx年5月12日开始回采，至20xx年8月24日结束。工作面实际倾角0—10?，平均5?，工作面由外向里为上山趋势，实际平均采高3.36m，开采斜面积142416m2，煤容重1.35吨/m3，实际动用储量64.6万吨，实际采出煤量为63.6万吨，工作面回采率为98.4%。由于工作面外段顺工作面方向发育有5条断层，落差分别为H=1、1、5、1.5、1m，尤其是H=5m的断层对回采影响较大，故工作面距停采线提前32m停止回采。
七、结论
182202工作面底板水文地质比较复杂，尤其是在工作面外段300米靠近运输巷地段，野青灰岩含水层水压、水温较高。工作面通过实施底板预注
浆加固和地面钻孔注浆，实现了工作面的安全开采。
1、工作面底板预注浆加固工程使底板野青灰岩含水层富水地段（H11、H17、H27、Y12、Y15等钻孔附近）改造为弱含水层，局部地段甚至改造为隔水层，回采中工作面没有大的底板出水事故，说明工作面底板预注浆加固是成功的。
２、工作面外段水文异常地段（Y12、Y15等钻孔附近）通过20个井下钻孔注浆和2个地面主孔3个分支孔注浆治理，使该地段大煤以下直至奥灰的各含水层进行了注浆加固，地面钻孔在奥灰层位注浆13794吨，从根部消除了该水文异常区水害威胁，为工作面在该地段回采创造了安全条件。
３、在工作面底板预注浆加固中，同时也对工作面邻近182201突水点地段也作了注浆治理，封堵了部分导水裂隙通道, 使出水量由180 m?/h减小到80 m?/h。
4、工作面外段32m区域的储量届时回收采区巷道煤柱时再另行布置回收。