荆宝煤业回采面过废弃井筒和空巷技术实践_李俊清.pdf

江西煤炭科技2023年第1期摘要：基于荆宝煤业的现场实际，需确保3 0 2 0 2工作面过废弃井筒空巷的安全；拟定采用充填式注浆和废石填充的方法对原花宝沟废弃副立井、井底水窝及大巷进行治理，即废弃副立井井筒采用水泥和粉煤灰进行充填式注浆治理，井底水窝采用矸石废料、混凝土进行充填治理，巷道综合采用分段砌筑密闭墙+水泥和粉煤灰充填式注浆进行治理；可为类似条件工作面过废弃井筒提供经验借鉴。关键词：回采工作面；通过废弃井筒；充填式注浆；矸石充填；分区域治理中图分类号：TD8 2 3.8文献标识码：B文章编号：1 0 0 6-2 5 7 2（2 0 2 3）0 1-0 0 9 0-0 3Technical Practice of Working Face Crossing Abandoned Shaft Abandoned Roadway in Jingbao Coal IndustryLi Junqing(Sanyuan Guhang Jingbao Coal Industry Co.,Ltd.,Shanxi Coal Transportation and Marketing Group,Changzhi,Shanxi 046200)Abstract:To ensure that the 30202 working face of Jingbao Coal Industry can safely pass through the abandoned shaft roadway,the paper proposes to adopt the method of filling grouting and waste rock filling to treat the abandoned auxiliary shaft,water holeat the bottom of the shaft and main roadway of Yuanhua Baogou,that is,the abandoned auxiliary shaft is filled with cement andfly ash for grouting treatment,the water pit at the bottom of the shaft is filled with waste rock and concrete,and the roadway iscomprehensively treated with sectional masonry sealing wall,cement and fly ash filling grouting,which can provide experienceand reference for similar working faces passing through abandoned shaft.Key words:working face;crossing abandoned shaft;filling by grouting;coal waste back filling;regional governance荆宝煤业回采面过废弃井筒和空巷技术实践李俊清（山西煤炭运销集团三元古韩荆宝煤业有限公司，山西长治0 4 6 2 0 0）长期以来，煤炭一直是支撑我国国民经济快速发展的主要能源之一，受煤炭资源赋存条件的限制，我国煤矿以井工开采为主1-2。由于历史原因，我国大多数矿区曾分布着大量的小煤窑，为关闭淘汰落后煤炭产能，提高煤炭资源整合利用率，在国家政策引导下，对小型矿井煤炭资源的进行兼并重组，重组后井田内出现废弃井筒、老采空区等遗留问题3-4。在废弃井筒周围开采煤炭资源时，一般需要留设足够的安全煤柱，这就造成了煤炭资源的严重浪费5。根据现有钻孔、巷道揭露资料，荆宝煤业3 0 2 0 2回采工作面（以下简称工作面）回采初期将揭露原花宝沟废弃副立井、大巷，为保证工作面的安全回采，拟定采用充填式注浆和废石填充的方法对原花宝沟废弃副立井、井底水窝及大巷进行分区域治理。1工程概况3 0 2 0 2工作面位于荆宝煤业井田内二采区，工作面开采范围内不存在陷落柱、断层、岩浆岩等地质构造。根据巷道掘进揭露的资料，预计3 0 2 0 2工作面向前推采2 4m后揭露原花宝沟废弃副立井及大巷，3 0 2 0 2工作面与废弃井筒相对位置如图1所示。原花宝沟副立井位于原花宝沟煤矿工业广场内，井筒垂深1 5 0m，直径4.5m，净断面1 5.9m2，井下大巷为石砌的半圆拱形，净宽4m，净高3.5m，井筒内在基岩接触面附近有少量淋水，马头门有裂缝，井壁情况较好，该井筒关闭时采用混凝土浇筑1 5c m。图1试验工作面与废弃井筒相对位置2过废弃井筒空巷技术根据工3 0 2 0 2作面巷道揭露的原花宝沟废弃副立井现场情况，确定采用充填式注浆和废石填充的方法对原花宝沟废弃副立井、井底水窝、大巷9 0江西煤炭科技2023年第1期进行充填加固。2.1注浆充填治理根据揭露情况，对废弃井筒、井底水窝及大巷采用不同的治理方案，废弃井筒采用水泥和粉煤灰进行充填式注浆治理，井底水窝采用矸石废料、混凝土进行充填治理，巷道综合采用分段砌筑密闭墙+水泥和粉煤灰充填式注浆进行治理，具体方案如下：（1）废弃井筒充填式注浆治理。对在工作面顶板2 0m范围内的废弃井筒采用水泥和粉煤灰进行充填式注浆治理，水泥粉煤灰为3 7，浆液水固比为1 1.0 1.1，根据现场注浆情况可添加固相1%1.5%的速凝剂用于加速浆液凝固。（2）井底水窝废石充填。原花宝沟废弃副立井井底水窝深约1 1m，为保证工作面设备安全通过，井底水窝下部（高度1 0m）采用矸石废料填埋，井底水窝上部浇筑约1.0m厚的C 2 0混凝土加固。（3）巷道分段砌筑密闭墙+充填式注浆。考虑回采过程中，工作面过副立井周边巷道围岩控制难度较大，设计将副立井联通的巷道及硐室采用分段砌筑挡浆墙，并进行充填式注浆治理。注浆材料采用水泥：粉煤灰为2 8，浆液水固比为1 1.1，可添加固相1%1.5%的速凝剂用于加速浆液凝固。废弃井筒治理结构如图2所示。图2废弃井筒治理结构2.2充填注浆工艺（1）充填式注浆系统配置充填式注浆系统包括材料堆放场地、一级搅拌机、二级搅拌池、供水装置、注浆泵和注浆管等结构共同组成，充填式注浆系统及结构如图3、图4所示。材料堆放场地。材料堆放场地位于工业广场，场地平整，材料运输车辆能正常通行，且材料堆放场地紧邻搅拌机，便于注浆材料的运输、搬运。一级搅拌机。设计采用一级搅拌机两台，可使水泥和粉煤灰按配比配水后的浆液充分搅拌，保证浆液均匀，单次搅拌量不低于4.0m3。二级搅拌池。设计二级搅拌池结构为圆柱体，两台一级搅拌机内的水泥和粉煤灰按配比注入二级搅拌池后，搅拌池中间设置搅拌装置使水泥和粉煤灰浆液充分搅拌满足注浆充填要求，一次搅拌量不低于4.0m3。供水装置。设计在注浆装置附近建立蓄水池，应满足充填式注浆施工的需要，以保证废弃井筒治理的正常施工。注浆泵。设计采用变量注浆泵，额定排浆量不小于3 5L/s。注浆压力表。设计采用注浆孔压力表监测控制注浆压力，最大压力指数小于1 0.0M P a。注浆管。设计采用直径5 0 7 5mm高压管。图3注浆系统图4注浆系统结构（2）注浆工艺施工顺序。充填式注浆系统建设与安装注浆泵试验、注浆压力表校核水泥、粉煤灰浆液配比试验水泥、粉煤灰浆液一级搅拌水泥、粉煤灰浆液二级搅拌废弃井筒/巷道注浆治理9 1江西煤炭科技2023年第1期注浆过程记录注浆结束。注浆。注浆时，首先进行巷道注浆，注浆原则分为分段注浆，先里后外，最后进行副立井井筒注浆。注浆开始后，按照每段估算的注浆量分次注浆，定时观测注浆泵的吸浆量和注浆压力，并进行记录，根据实际注浆情况，及时调整优化注浆量和注浆浓度。（3）工程量估算原花宝沟废弃井筒注浆量3 3 7m3，井底水窝料石充填量1 5 9m3，混凝土浇筑量1 6m3，巷道注浆量33 6 0m3，累计注浆工程量38 7 2m3，废弃井筒空巷治理工程量估算如表1所示。表1废弃井筒空巷治理工程量估算治理区断面面积/m2治理长度/m注浆充填率浆液结石率注浆量估算/m3备注井筒注浆1 5.92 00.90.8 53 3 7固相比3:7井底水窝1 5.91 01 5 9料石充填1 5.911 6混凝土C2 0小计1 7 5巷道注浆1 22 8 033 6 0固相比2:8合计38 7 23工程实践工作面回采前，采用钻探取样的方式，确认原花宝沟废弃副立井注浆效果，如发现注浆不充分，不允许回采作业，待重新补充注浆，确认注浆充分凝固后，方可进行回采。回采过程中原花宝沟废弃副立井前后左右2 0m不进行放煤作业，待回采通过后确认顶板安全，方可恢复放煤作业。由于原花宝沟废弃副立井周边巷道和工作面成斜角或者平行状，可采取调斜方式快速通过。3 0 2 0 2工作面揭露原花宝沟废弃井筒空巷采用充填式注浆后，井筒注浆量42 1 5m3，井底水窝废石充填量1 5 9m3，混凝土浇筑量1 6m3，巷道注浆量36 2 5m3。通过现场观察3 0 2 0 2工作面推过原花宝沟废弃副立井及周边旧巷情况，证实采用水泥粉煤灰对废弃井筒及周边旧巷充填凝固后，硬度要求符合回采需要，对回采期间顶板起到很好的支撑作用。4结语3 0 2 0 2工作面回采初期将揭露原花宝沟废弃副立井，基于现场实际资料，决定采用充填式注浆和废石填充的方法对原花宝沟废弃副立井、井底水窝及大巷进行治理，即废弃副立井井筒采用水泥和粉煤灰进行充填式注浆治理，井底水窝采用矸石废料、混凝土进行充填治理，巷道综合采用分段砌筑密闭墙+水泥和粉煤灰充填式注浆进行治理，保证了3 0 2 0 2工作面回采时期安全顺利通过废弃巷道。参考文献：1 宋晓雷.赵庄煤业废弃立井快速回填技术研究J.山东煤炭科技，2 0 2 0（1 1）：3 7-3 9，4 2.2 陈贺佳.废弃小煤窑井筒封堵方案设计J.石家庄：煤炭与化工，2 0 2 0，4 3（1 1）：2 1-2 3.3 魏树群，武剑.荣泰矿综采工作面内废弃井筒注浆加固技术研究J.石家庄：煤炭 与化工，2 0 2 0，4 3（9）：2 4-2 5.4 王英杰，闫乃祥，张瑞杰，等.综采工作面跨采废弃井筒施工技术研究J.石家庄：煤炭与化工，2 0 2 0，4 3（6）：4 2-4 5.5 祁新波，毛维林.煤矿废弃立井井筒封堵方案研究与探讨J.山东煤炭科技，2 0 1 9（9）：1 3-1 5.作者简介：李俊清（1 9 8 9），男，山西襄垣人，2 0 1 0年毕业于临汾职业技术学院机电一体化专业，大专学历，助理工程师，现从事采掘管理技术工作。收稿日期：2 0 2 2-0 6-0 5编辑：李永华欢 迎 订 阅欢 迎 投 稿9 2