用堵疏结合的方式处理巷道裂隙水晋城煤业集团成庄矿科技开发部 刘清利 王连虎 摘要：本文对用堵疏结合的方式处理成庄矿+730m胶带机石门陷落柱、裂隙水涌出问题的基本原理、可行性、经济效益与社会效益进行了论证，对存在的技术关键问题作了说明。关键词：堵疏结合 处理 巷道裂隙水1、工程概况成庄矿设计井型为年产400万吨，服务年限94年。+730m胶带运输机为主要运煤石门，属于咽喉要道，在施工至250m处时遇一陷落柱。该陷落柱岩石破碎，纵向裂隙发育，涌水量较大，经多次测定，涌水量为45m3/h，电探结果表明，此陷落柱沿巷道方向长度为26m，其发育区段顶部、K5灰岩附近，层位错动，落差小的断裂较发育，这些断裂构成地表水和地下浅水渗入陷落柱的过水通道（如图1）。后经有关专家综合鉴定，确认此涌水系裂隙与K5灰岩含水层、3#煤层顶板砂岩及基岩风化带含水层、第四系潜水及老窑积水沟通，水源丰富，水量稳定（经连续五年多观测，涌水量无大的变化）。我们对水质多次取样化验，确认该裂隙水可作为饮用水，因此，在制定处理方案时，考虑了水的利用问题。图1：成庄矿+730陷落柱地址剖面图当时负责施工的川煤九处，施工至此处时，由于碎石流涌入巷道，排矸量很大，围岩条件很差，采用打超前锚杆支护的方法强行通过。在支护强度和碹体质量方面都存在严重问题。+730m胶带机石门在矿井安全生产中起着重要作用，一旦出现问题将造成全矿停产。同时若处理不好，使巷道产生淋水，将造成皮带打滑或煤炭下滑，是矿井运输的严重隐患。因此，采用科学有效的方法彻底处理好此陷落柱涌水，确保巷道支护安全可靠是非常必要的。 2、用堵疏结合的方式处理巷道裂隙水的基本原理 众所周知，堵水的方法一般采用的是壁后注浆、地面帷幕注浆、壁后注浆和帷幕注浆相结合。疏水就是把水疏导到其他地方，给水一个合理的去处。在此处采用堵疏结合的方式。具体讲就是在巷道中采用壁后注浆将碹体和巷道周围的岩石裂隙封闭，使巷道周边不流水。在陷落柱附近打一水仓，用钻孔或导水巷与陷落柱贯通，将水导入水仓，减轻裂隙水对巷道围岩的压力，同时也为注浆创造条件。因该裂隙水经化验后符合饮用水标准，因此增加了一套排水设备（见图2）。 从定性上讲，堵疏结合的方式是完全能治理此段裂隙水的，但具体实施起来还取决于以下四个方面的问题。A、此方案是否是最可靠的经济合理的方案；B、怎样解决堵的问题，即能否实现壁后注浆；C、疏水能否达得到预期的效果；D、怎样使泥石流不进入水仓。针对上述四个问题，结合该段巷道的实际情况和地质条件分析如下：2.1 方案的经济技术比较从处理井巷涌水的基本理论来看有三种方式：A、疏水；B、堵水：C、堵疏结合。现分述如下： A：疏水。此方法工艺简单，工程量小，工程造价低。只需在井下打一泄水仓，再打钻孔或引水巷与陷落柱沟通即可。但用此办法只能减少巷道内的积水，并不能彻底治理，况且，由于当时施工时恶劣的地质条件影响，巷道碹体存在严重的质量问题，支护强度也不能满足围岩地质条件的需求，此法不适用。 B：堵水。若单纯采用壁后注浆，由于巷道涌水较大，裂隙水无去处，水压无法释放，浆液难以保留，难以实现注浆效果。由于陷落柱裂隙范围较大且地质条件复杂，无法确定陷落柱以外的巷道围岩有无裂隙，单纯壁后注浆，裂隙水无去处，可能会出现此堵彼冒的现象，使巷道产生淋水。因此，堵的办法只能采取壁后注浆和地面帷幕注浆相结合的方法，即在地面打钻孔注浆。首先把裂隙水封堵在一个小的范围中，然后从地面沿巷道轴线方向打钻孔至巷道顶部，从钻孔注浆在巷道顶部形成隔水层，最后进行壁后注浆进一步封水，加固碹体。此法尽管能起到封存水的效果，但工程造价很高，裂隙水也不能有效利用，同时地面打钻孔注浆需占用周围农村土地，易引起纠纷，也不经济。 C：堵疏结合。即在巷道内采用壁后注浆堵水，在巷道一侧打水仓和钻孔疏水，这样做既能解决疏水的问题，又为壁后注浆堵水创造了条件，同时还可以很好地把裂隙水利用起来，有效解决此堵彼冒现象。综上所述，采用堵、疏结合的方式是科学的、经济合理的最佳方案。2.2 壁后注浆堵水由于该段巷道裂隙水较大，壁后注浆将造成浆液流失，使注浆达不到预期效果，由于该段巷道施工质量差，支护强度低，地质条件恶劣，若控制不好注浆压力，使碹体受压不均匀，很可能破坏碹体，造成事故。为此可采取以下措施，采用双液注浆，即在浆液中加入水玻璃，以增加浆液的粘度，适当控制水灰比，防止浆液流失。另外在注浆时，开始时要控制注浆压力（现场具体掌握，浆液不顺灰缝外溢为标准），然后逐渐增加到设计要求，也可避免因开始时压力过大造成浆液过多流失。为增加堵水效果，在碹体内喷射50mm厚的砼，封闭碹体，可增强支护强度。实践证明，这种办法效果良好。 2.3 疏水 为有效地解决疏水问题，并把水利用起来。我们根据巷道出水点的分布情况，在巷道左侧，沿巷道方向施工一水仓，与陷落柱打穿，设计时为降低工程造价，确保施工安全，采用打钻孔与裂隙水沟通，后考虑到此裂水与第四系潜水沟通，如被粘土和碎石填充，堵塞钻孔，将起不到导水作用，故决定取消打钻孔方案，在陷落柱边缘施工一导水巷与裂隙水沟通，很好地解决了疏水问题。为把水利用起来，在水仓中部设置沉淀池，以提高水质，靠近水泵房位置做一吸水小井。为减少水仓清理工作，在导水巷底部设置铁篦子挡住泥石流（见图2），有效地解决了泥石流进入水仓。为防止仓满溢水进入泵房，在泵房内有水沟把水仓与大巷水沟连通。综上所述，采用疏堵结合的方式处理此段巷道是可行的，能够取得预想的效果。3、几点关键技术问题说明：3.1 双液注水玻璃为40波美度，与浆液配合比为0.2:1，水灰比为1.5：1，注浆终压为60-80N/cm2, 用马牙口形注浆管，孔间距为1m1m，多孔导水，少孔注浆；3.2 注浆前先对巷壁料石碹的灰缝进行糊缝，先将棉线塞入缝隙处，打入木楔，然后用1：1或1：0.5的水泥水玻璃胶泥封堵；3.3 注浆时，先从两头开始，渐渐地把水往突水点较大处赶，最后排出，导入水仓，防止出现此堵彼冒现象。3.4 施工导水巷时，要边探边掘，与陷落柱贯通时，要严格控制装药量，多打眼，少装药，避免破坏大巷碹体和围岩，同时要采取有效措施（即先加铁篦子），防止泥石流大量涌入水仓。3.5水仓设计为两头高、中间低，并在中部做沉淀池，有效地保证泥沙不进入吸水小井，保持水的清洁。4、经济和社会效益分析用疏堵结合的方式处理+730m胶带机巷陷落柱裂隙水涌出段，已有9年了，在此期间，经受了巷道围岩位移及地压的考验，没有出现碹体破坏现象，主皮带正常运行，保证了矿井的安全生产。经济价值是巨大的，单从水的利用经济分析计算如下：设备及管路安装费用（2台水泵）：63612元每年可供生活或施工用水：45m3/h24h365d=394200m3每年可节省水资源费：394200m30.12元/m3=47304元（注：0.12元/m3为晋城市水资委目前每立方米水的收费标准）该方案在设计上体现了变废为宝，合理利用的原则。 5、结论5.1 用疏堵结合的方式是处理井巷裂隙水的有效途径；5.2 井巷过陷落柱裂隙水涌出段采取先通过，后加固堵水的方式是可行的；5.3 在遇到水量较大，且出水点集中的地质条件时，处理井巷涌水应充分考虑水的利用价值；5.4 用疏堵结合的方式处理井巷裂隙水是一项成功的经验，具有重要的推广价值。作者简介：刘清利（1963-），山西晋城人，工程师，现在晋城无烟煤矿业集团有限责任公司成庄矿从事科技管理工作。