TQGCML 4301-2024 煤礦覆巖離層注漿充填開采設(shè)計施工及驗收規(guī)范

Codefordesign,constructionandacceptanceofgroutingoverlyingstrataofcoalmineI 2 3 8 8 9 本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定1煤礦覆巖離層注漿充填開采設(shè)計施工及驗收規(guī)范本文件適用于煤礦覆巖離層注漿充填開采設(shè)計施工及驗收規(guī)范的設(shè)計、施工和驗工作面回采后引起的煤層上覆巖體完全垮落的2地表下沉值surfacesubsidenc4巖層賦存探查及“兩帶”高度觀測4.1探測孔位置設(shè)計原則4.1.2采后探查孔應(yīng)基于工作面采動情況布設(shè)，一般布設(shè)4.2巖層賦存探查4.2.1采前探查孔須全孔取芯，對覆巖進行詳細描b)巖樣采取應(yīng)盡量采取完整性較高的巖心，力學試驗樣單個樣品長度不小于1d)巖樣采取后一周內(nèi)必須送往實驗室進行試驗，送樣時必須填寫送樣單，送樣單應(yīng)包括礦井名稱、采樣單位、試驗單位、采樣鉆孔、送樣數(shù)量、試驗項目、送樣人、送樣日期等，送樣單一式四份，一份裝送樣箱郵寄，其余三份報4.2.3巖樣測試34.2.3.2測定巖石物理力學指標參數(shù)，具體操作和試驗儀器應(yīng)符合GB/T50123和GB/T50266的有關(guān)4.3“兩帶”高度觀測4.3.1在擬注漿充填區(qū)域附近地址采礦條件類似的工作面采空區(qū)實施采后探查孔，工作面回采后“兩4.3.2確定“兩帶”高度的方法有兩類：a)實際探測法：一般情況下，可采用注水試驗法探測“兩帶”高度。注水試驗法是采用鉆孔雙端封堵測漏裝置探測“兩帶”高度的一種探測方法。該法既可以在井下采區(qū)附近巷道或硐室內(nèi)向采煤工作面采空區(qū)上方打小口仰孔中探測，也可以在觀測煤層上方已掘進的專用巷道內(nèi)布置下垂孔進行探測。在井下施工仰斜鉆孔，并在鉆孔中分段封堵注水測漏，利用漏水量的b)理論計算和經(jīng)驗法：在由國家煤炭工業(yè)局制定的《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》（2017）中，根據(jù)煤層的傾斜角度和煤層覆巖巖性分別列出了兩種計算公式。經(jīng)驗公式法概念明確，簡單易求，但每個礦區(qū)的具體地質(zhì)條件、采礦條件、采煤方法皆c)每個礦區(qū)可能會結(jié)合自己的采煤經(jīng)驗每個礦區(qū)可能會結(jié)合自己的采煤經(jīng)驗，獲得簡單的經(jīng)驗5.1.1根據(jù)采前探查孔獲取的巖心力學參數(shù)，依據(jù)關(guān)鍵層判別公式，計算關(guān)鍵層的層位，得到關(guān)鍵層 及各亞關(guān)鍵層信息。根據(jù)固支梁計算其破斷距的計算 ?·········································································· ???·······························································(2)經(jīng)過計算，可得到各關(guān)鍵層信息，并將計算得到的煤礦關(guān)鍵層信息及破斷距列出表格，見附錄B。5.2注漿層位選擇5.2.1注漿層位確定應(yīng)遵循如下原a)對關(guān)鍵層進行判斷，注漿層位應(yīng)位于關(guān)鍵層下的離層空間；b)保護的關(guān)鍵層厚度盡量大，巖性盡量堅硬；d)注漿位置不宜過淺，距煤層過遠。距煤層越遠，離層發(fā)育范圍越小，注漿空間下壓實越不充分。同時，還容易頂穿上部地5.2.2注漿層位須滿足注入的高壓漿液不竄入第四系及地下水主要取水層段的要求。4T/QGCML4301—2024地表地表主關(guān)鍵層破斷距亞關(guān)鍵層1破斷距亞關(guān)鍵層10亞關(guān)鍵層1確定的采寬亞關(guān)鍵層2確定的采寬5圖2采動邊界條件下首孔與保護對象(構(gòu)筑物)距離示意圖5.4.3注漿孔間距a)按主關(guān)鍵層極限跨距計算，注漿孔間距應(yīng)小于主關(guān)鍵層極限跨距對應(yīng)的工作面長度；b)按漿液擴散半徑計算，可根據(jù)下列經(jīng)驗公式計算：K,—安全系數(shù)，取0.5-1.0;漿液擴散半徑，Rk=90~96√MRk;Rk=90~96√M。5.5注漿壓力5.5.1注漿壓力不能大于所選擇關(guān)鍵層位以上地層的自重壓力。為了控制上覆關(guān)鍵層的移動趨勢，注漿壓力須大于覆巖自重力。注漿壓力(孔底壓力)表示為：P一注漿充填層以上地層自然壓力，Mpa。6孔—注漿孔孔口壓力，Mpa；a)實施覆巖離層充填技術(shù)的注漿原料為粉煤灰或煤矸石，制成漿液后對管道磨損較嚴重，須考慮注漿管道的安全和壽命，采用耐磨管道。目前市場上的耐磨管道主要有無縫鋼管、塑料合b)實施覆巖離層充填技術(shù)的注漿原料為粉煤灰或煤矸石，制成漿液后對管道磨損較嚴重，須考慮注漿管道的安全和壽命，采用耐磨管道。目前市場上的耐磨管道主要有無縫鋼管、塑料合c)塑料合金復合耐磨管材是在以耐磨塑料合金為內(nèi)襯的基礎(chǔ)上，輔以加強鋼管。該產(chǎn)品綜合了內(nèi)襯層的耐磨損、耐腐蝕、抗老化性能及外層的高強度、高韌性的特點。適用于輸送細顆粒物料，磨損、腐蝕嚴重的工況環(huán)境下。該管道為新型管材，管道防腐性能好，可用于直埋，d)鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）耐磨復合管給水用聚乙烯管（PE）為基材，內(nèi)設(shè)耐磨材料，該管道為新型管材，管道防腐性能好，管道安裝、運送難度小，施工周期短，價格較塑料合金復5.5.4管徑選?。汗軓降倪x擇應(yīng)考慮便于輸漿，防止發(fā)生沉管等情況。a)管路內(nèi)徑，按照MT/T702規(guī)定，輸漿管線臨界內(nèi) ），b)臨界流速與流量：根據(jù)黃泥灌漿規(guī)范推薦的費祥俊公式，計算管路臨界流速： 7 —輸漿管路局部阻力損失系數(shù)，可取0.10～0.15。）， ················································—管材的最小屈服強度(MPa)的40%；5.6注漿時機面推進至距離注漿孔0.1～0.2倍采深時進行壓水施工注漿結(jié)束應(yīng)綜合考慮注漿壓力情況、地表移動變形情況、注入量等。注漿孔結(jié)束注漿標準為：a)注漿壓力達到設(shè)計終孔壓力，并維持一段時間；5.7注漿材料及注漿量估算8c)煤矸石作為注漿材料，須經(jīng)過破碎、球磨工藝；d)制漿用水優(yōu)先考慮經(jīng)處理后的礦井水，可節(jié)約水處理費用；當?shù)V井水不足時，可在辦理相關(guān)最低依據(jù)注采比0.5計算，同時建議參考相似采礦地質(zhì)條件的類似工程進鉆孔布置以滿足注漿需求為主，并結(jié)合工作面采寬及地層賦存情況綜合b)地層賦存為近水平時，鉆孔布設(shè)于工作面中心位置；當?shù)貙訆A角大于15°時，鉆孔布設(shè)于上c)首排孔位置應(yīng)結(jié)合工程實際綜合考慮，其一若充填區(qū)域為半開放區(qū)域時，結(jié)合選定的注漿層位依據(jù)地層移動角進行計算確定；其二，對于全工作面充填，首排孔位置距切眼距離在0.1~d)對于非首采面充填區(qū)域，與采空區(qū)結(jié)合部須布設(shè)鉆孔，鉆孔位置距巷道距離不大于06.2.1鉆孔結(jié)構(gòu)應(yīng)采用三開結(jié)構(gòu)。三開結(jié)構(gòu)為：第四系松散段護壁段、基巖護壁段和裸孔注漿段。注6.2.2受鉆孔施工條件影響時可采用a)開孔時，低壓慢轉(zhuǎn)，在第四系松散層中鉆進時，視地層情況采用跟管鉆進或泥漿護壁鉆進工d)鉆孔施工過程中，要及時觀察并記錄鉆孔耗水量，如發(fā)現(xiàn)漏水、漏風、掉鉆、埋鉆、卡鉆等e)隨時校正鉆具長度（誤差不超過±50mm），確保孔深數(shù)據(jù)準確。鉆孔在終孔前測量一次孔斜f)取芯孔要滿足設(shè)計要求，采空區(qū)段和巖層破碎段巖芯采取率＞30%，其它部位＞60%,h)終孔后經(jīng)技術(shù)人員檢查鉆探原始記錄和巖芯編錄后，經(jīng)驗收并簽發(fā)終孔通知書后，方可轉(zhuǎn)入9注漿前首先進行注漿材料的水灰配比室內(nèi)試驗，對水灰比、密度、粘度7.2.1開始注漿前應(yīng)進行壓水，壓7.2.2按一個壓力階段進行全孔壓水試驗，壓力零點為靜水壓力。先觀察靜止水壓，一分鐘一次，連％；7.2.3開始注漿后，如沒有特殊情況，一段時間內(nèi)盡量不要停止注漿，因為離層發(fā)育一旦開始就會不7.2.4注漿工作需要和礦方采掘工作互相配合，一旦注漿過程中壓力發(fā)生下降，需要及時通知礦方，7.2.5注漿時在壓力超過預定值時，打開泄?jié){閥減壓。注漿泵流量大小通過調(diào)整注漿泵的運行速度來7.2.6當注漿壓力突然增高，則調(diào)整漿液濃度及配合比或清水，待泵壓恢復正常時，再進行設(shè)計濃度7.2.7為了增加擴散半徑，減少注漿鉆孔，需要加大注漿量，并應(yīng)采用連續(xù)注漿。如果因特殊情況，8.2.1.1為方便對充填效果進行評價，同時指導注漿施工，須編制專項監(jiān)測方案。T/QGCML43煤層傾角/()0976T/QGCML4301—2024超過交點一段距離(約2～3個測點間距)得G點(G點不得超過E點),走向觀測線的8.2