王志远 肖垒垒 梁化磊 河南能源焦煤集团有限公司赵固二矿

一、矿井概况

焦作煤业（集团）有限责任公司赵固二矿井田位于焦作煤田东部，太行山南麓，行政隶属新乡市所辖辉县市，其地理坐标为东经113（37（40′′～113（48（00′′，北纬35（22（00′′～35（26（30′′。

二、11012 工作面概况

11012 工作面位于一盘区西部，为已回采结束的11011 工作面底分层工作面，设计标高-593m～-656.2m。工作面范围由4 个拐点坐标圈定，面积约86450m2，拐点坐标见表1。该工作面西南侧为14011 工作面采空区和14011 工作面里段，北侧为东轨道大巷，南侧为F18 断层防隔水煤柱，东北侧为11030 工作面采空区。

三、11012 工作面探放老空水方案及评价

11012 工作面为11011 工作面下分层工作面，该工作面采用内错式布置，与11011上、下顺槽相距5m，11012 上顺槽距11030工作面下顺槽17m。巷道沿人工假顶掘进。根据11012 工作面设计方案计算，预计在11012 上顺槽掘进至通尺527m 为11030 工作面老空积水区警戒线，为保证巷道掘进安全，要求在掘进过程中对其进行探测，进一步探清老空积水区情况，并根据水量、水压有控制地将水放出。

四、钻孔布置

在11012 工作面上顺槽通尺527m 进行首轮探放水工程，经评价合格掘进98m 后（通尺625m），施工第二轮探放水钻孔，评价合格后掘进至通尺685m 处施工第三轮钻孔。累计施工三轮钻孔，保留超前距离30m。

每一轮按照钻孔编号施工，参数见下表，每轮钻孔开工前由地测科根据钻场标高重新校核钻孔参数。钻孔在放水后进行一次透孔，如孔内不再出水，经测斜后，施工下一个钻孔，本轮孔均无水流出，且透孔后仍无水，则视为合格，允许掘进。

钻孔进入采空区后，若均无出水，地测科将根据钻孔实际情况增补钻孔直至有水放出，并经过疏放、透孔水量不大于3m3/h，视为合格，对所有无水钻孔进行封孔密实后，方可掘进。巷道掘进至积水区最低点可结束探放水工程。

五、施工工艺

（一）下设套管及注浆固管

（1）钻孔钻进过设计套管长度0.5m～2m，首先进行冲孔，将孔内煤（岩）粉冲洗干净，然后开始下φ108mm 一级套管。为保障套管能下到设计长度，要在第一根套管前端开口并镶嵌合金，用钻机旋转方式向孔内下套管（遇有钻孔塌孔卡钻时，不得强行扭动套管）。套管下到设计深度后，向管内压入清水，冲洗套管的外壁与孔壁间煤（岩）粉，以提高固管质量。固管前在套管和孔壁间塞入麻丝，以减少跑浆、漏浆。注浆固管采用水泥、玻璃水混合的双液浆，其质量比为10：1，玻璃水浓度为38～40°Bé。浆液从套管内压入，待套管与孔壁间流出浓稠浆液后，停止注浆。凝固8h 后，扫孔至过套管实际下设深度0.3～0.5m，向套管内压入清水进行耐压试验。试验压力不低于1MPa，稳压达到30min，套管不活动，孔壁及钻孔周围不漏水、不渗水，即为试压合格。否则，应进行补浆。补浆采用单液水泥浆，水灰质量比为1：0.3，浆液不宜浓稠。补浆至孔内不进浆时，停止注浆。凝固24h 后，扫孔、试压。如此反复，直至套管试压合格，方可继续钻进。

（2）套管试压时，必须安装至少两块压力表，两块压力表的差值不得超过1MPa。

（二）钻孔封孔要求

（1）钻孔无水后，对其实施全孔封堵。

（2）封孔选用P·O 42.5 普通硅酸盐水泥，封孔压力为1MPa。

（3）封孔注浆前，首先向孔内下设φ50mm 聚氯乙烯管，下设长度至钻孔揭露11030 工作面下顺槽之前；然后，在孔口安装自加工双口闷盖。双口闷盖上一个为进浆口，连接孔内的φ50mm 聚氯乙烯管；另一个为放浆口。封孔时，首先从套管上预留的进浆口向孔内压入水灰质量比1：1.48 的单液水泥浆，待双口闷盖进浆口流出浓稠浆液后，停止压浆，关闭套管上的进浆口阀门；然后，将注浆软管连接到双口闷盖进浆口阀门上，打开双口闷盖进浆口阀门，再次压浆，压力达到1MPa 后，关闭双口闷盖进浆口阀门；待水泥初步沉淀后，打开双口闷盖上放浆口阀门进行放水、放浆，待孔内水泥沉淀后的水放净后，再次通过双口闷盖进浆口阀门压浆至1MPa 以确保孔内水泥充填密实、钻孔封堵严密。

六、创新点

1.优化钻孔设计，对地质构造老空积水区域进行分段疏放，钻孔成孔后必须进行测斜，确保探放位置，保证安全疏放。

2.根据钻孔平、剖面图及11030 工作面老空区实际情况，调整施工工艺，由水力排渣改为风力排渣，加大钻孔揭露老空区成孔率，大大降低埋钻事故发生。

3.在钻孔距离11030 工作面下顺槽老巷10m 时，放缓钻进速度，并安排专人，加强对孔口瓦斯浓度的监测工作，大大预防有害气体伤人事件。

4.优化封孔工艺，向孔内下设φ50mm聚氯乙烯管，前端缠麻绳下设长度至钻孔实际揭露11030 工作面下顺槽0～3m 范围内，使用自行加工的双口闷盖向孔内压入水灰质量比1：1.48 的单液水泥浆，待双口闷盖进浆口流出浓稠浆液后，再次压浆，压力达到1MPa 后，关闭双口闷盖进浆口阀门，确保孔内水泥充填密实、钻孔封堵严密。

七、适用范围和条件

该施工技术方案可用于探放老空水及地质复杂区域钻孔施工，由水利排渣更换为风力排渣，大大降低了对钻孔围岩的扰动，降低钻孔塌孔效率，为成孔提供良好条件，同时，针对钻孔实际揭露老空区情况，下设φ50mm 聚氯乙烯管，前端进行缠麻，有效解决浆液凝固速度及强度，为封孔、密实作出应有贡献。