期注浆工程主要使用单液水泥浆，总注入水泥万吨，采出原煤万吨。但是注浆水泥用量大成本高。为了降低注浆改造成本取得更好注浆改造效果，近阶段葛泉矿对东井部分煤层底板以及本溪灰岩含水层采用了粘土水泥浆浆液进行注浆改造试验。工业性试验证明，浆液成本低悬浮性好浆液扩散距离大，注浆堵水效果较好。所以，粘土水泥浆作为葛泉矿东井开采下组煤底板及下伏本溪灰岩注浆改造材料是完全可行。矿井概况葛泉矿井位于沙河市下解村附近，东距京广铁路褡裢站，北距邢台市约。本矿井铁路专用线与京广铁路相通，公路交通四通八达，交通相当便利。葛泉矿东井为葛泉矿井田部分，位于葛泉井田南翼，处于大油村向斜内，断层以北，北以断层及煤露头线为界，南以断层为界，西以为界，东以煤层露头线为界，走向长约，倾斜宽约，面积，葛泉矿东井位于西油村大油村带，距葛泉矿约。为葛泉矿下组煤试采区，开采水平为，主采煤，设计生产能力为万吨年，矿井服务年限为年。年月日葛泉矿东井建设项目正式开工，年月日成立葛泉矿东井，年月日开始联合试运转，年月日投产。目前葛泉矿东井已回采与三个工作面。葛泉矿井地质水文地质条件地质地层葛泉井田地表全为新生界地层所覆盖，根据钻孔及井巷揭露，井田内发育地层自老至新依次为奥陶系中统马组与峰峰组石炭系中统本溪组上统太原组二叠系下统山西组下石盒子组，上统上石盒子组以及第四系。现分组叙述如下Ⅰ奥陶系奥陶系中统下马家沟组下段厚，般左右。岩性为薄层钙质页岩，俗称贾旺页岩。中段厚，平均。为角砾状含白云质灰岩和泥质角砾状灰岩。下部为中厚层状角砾岩，夹薄层泥质灰岩，角砾成分为灰岩和白云岩上部为角砾状泥质灰岩薄层状白云质灰岩，夹有隐晶质灰岩。上段厚，平均。下部为灰岩与角砾状白云质灰岩，局部夹薄层泥岩中部为粉红色花斑状灰岩，俗称云雾灰岩上部为厚层状致密灰岩，含石膏石盐晶体。奥陶系中统上马家沟组下段厚，般。下部为黄绿色钙质泥岩风化后呈竹叶状上部为含角砾白云质灰岩，薄层泥灰岩，在闪长岩体影响地段，有结晶灰岩与大理岩。中段厚，般。中下部为厚层状花斑灰岩，夹层角砾灰岩中上部为白云质灰岩与白云岩，夹薄层灰岩顶部为深灰色中厚层状纯灰岩。上段厚，般。底部为角砾状灰岩砾径在㎝中部为厚层状灰岩上部为深灰色纯灰岩与白云岩互层。带压开采防治水技术是我们必须直接面对重要课题。为此，葛泉矿东井制订了以疏放顶板大青灰岩水，注浆加固煤底板及全面注浆改造下伏本溪灰岩含水层，使其成为弱含水层或相对隔水层，增加煤至奥陶纪灰岩含水层有效隔水层厚度，封堵奥灰水垂向导升通道防治水技术路线。故注浆加固煤底板及全面注浆改造本溪灰岩是东井防治水工作重要环。注浆站规划根据葛泉矿东井开采下组煤防治水技术路线，煤底板及下部本溪灰岩含水层必须进行注浆堵水。为此，由北京煤科总院建井研究分院进行地面注浆站总体设计和设备选型，山东肥城博达工贸公司于年月在东井建成了地面注浆站并投入使用。实施对东井煤底板及其下部本溪灰岩含水层进行注浆堵水。根据现场实际情况，结合井上下位置关系综合考虑道路供电通讯水源等因素选择合理注浆站位置。土建工程在地面整平夯实基础上，以结构紧凑布局合理施工操作方便为原则，建造储土注浆棚，粗浆池，废浆池精浆池搅拌吸浆池接顶板，大青灰岩水以顶板淋水形式向掘巷充水。随着工作面巷道向浅部掘进，煤层之间砂质泥岩夹层厚度越来越大，大青灰岩含水层与煤顶板之间距离在，工作面回采过程中，大青灰岩仍然处于冒落导水裂隙带范围之内，将以顶板淋水形式对工作面充水。二本溪灰岩裂隙岩溶承压含水层东井区本溪灰岩平均厚度，井下钻探揭露区平均厚度为。探查孔钻进至本溪灰岩含水层顶部及进入本溪灰岩时单孔涌水量均大于，并且疏放效果很不明显，试疏放过程中本溪灰岩水质资料中标志离子没有大变化。首采工作面底板注浆加固钻孔资料揭露，工作面下段大部分钻孔穿过煤时水量有明显增加，工作面上段个别钻孔钻进至本溪灰岩含水层顶部即发生掉钻水量猛增现象，单孔涌水量最大可达孔径。本溪灰岩在该范围存在局部风化现象，溶蚀裂隙相当发育，钻孔出大水后，往往冲出较多铁质氧化物风化状灰岩泥岩碎块等。本溪灰岩承压水在局部地段存在原始导升高度，底板裂隙密集发育段可直接到煤底板。因此，存在本溪灰岩水沿导水裂隙上升突破煤层底板对井巷工程充水危险性。此外，本区本溪灰岩与奥陶系灰岩含水层之间隔水层厚度最大为，最薄处只有，区内平均厚度为。井下钻孔本溪灰岩含水层与奥陶系灰岩含水层水位致，并且从水质化验资料来看，部分钻孔本溪灰岩水质已呈奥灰水质特征。因此，本溪灰岩水与奥灰水之间有定水力联系，可能存在奥灰水垂向越流补给现象或其它形式补给方式。构造东井区位于大油村向斜断层以北范围。从煤底板等高线图整体形态看，本区整体为褶皱较宽缓两翼不对称向斜构造。东翼地层较陡，最大倾角达。西翼断层附近地层倾角相对较缓，倾角在左右。煤埋深标高在之间变化，埋藏最浅处在葛孔附近为，埋藏最深处在补孔与葛孔之间为。本区构造相对较简单，断层走向基本呈北东方向展布，规律性强，并且大断层相对较少，主要分布在井田西部，为西部边界如图所示。平乡煤矿西葛泉乡煤矿大油村乡煤矿葛泉井田构造纲要图图伍仲煤矿平东煤矿曹章背斜解下向斜大油村向斜下解向斜试采区图葛泉井田构造纲要图本区内有大小断层共计条，西部边界南部边界北部边界通过三维地震勘探在区内新发现断层条，全部是正断层。落差大于等于，小于断层条，落差大于等于，小于断层条，落差小于断层条。巷道施工过程中实见断层条，分别是。此外，通过三维地震综合勘探在测区内解释陷落柱个，该陷落柱位于测区中部葛孔西侧，轴长左右，富水可能性不大。在测区边界煤露头附近还解释个地质异常体。四个地质异常体从平面展布形态看，类似于陷落柱。区内最大直径，区内最大直径地质异常体含水性较差，但两个地质异常体处于大青强富水条带内。地质异常体位于测区北部，平面形态为椭圆形，长轴长约，短轴长。该地质异常体含水性较差。地质异常体位于测区北部葛孔附近。平面形态为椭圆形，地震勘探控制了部分该地质异常体富水可能性不大。煤层东井区内煤系地层为石炭系中统本溪组石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。本井田开采煤赋存于太原组地层。区内主要可采煤层为煤层。煤位于太原组中部，上距伏青灰岩。据区内见煤钻孔统计，煤层总厚度，平均，结构较简单，距煤约。层位厚度稳定，仅有少量钻孔煤厚小于最低可采厚度。在全井田变化不大，大部分地区均可采，属于稳定煤层。煤位于太原组下部，其顶板为大青灰岩，煤层层位不稳定。煤层厚度变化大，煤层厚度，平均。与煤最大间距为，在本区中部与煤合并。煤在平面上厚度变化比较大，属不稳定部分可采结构较简单煤层。煤层本煤层位于太原组下部，是本井田厚度最大可采煤层。据井田内见煤钻孔受断层影响者除外统计，煤层总厚度最小，最厚达，平均厚度，本区中部与煤合并，该煤层属于稳定可采结构复杂煤层全井田可采煤层。隔水层分析煤层与奥灰间隔水层综合分析煤层底板至奥陶系灰岩含水层隔水岩层厚度，平均约。岩性组合以粉砂岩细砂岩中细砂岩灰岩和铝土质粉砂岩为主。其中，粉砂岩细砂岩占总厚度左右本溪灰岩厚度占总厚度可塑性比较强铝土质软岩类厚度占总厚度左右。这种软硬相间且具有定厚度隔水层结构在未受构造破坏情况下，具有较好阻水性能。煤底板以下至奥灰含水层隔水层结构如表所示。表煤底板隔水层岩层结构岩石名称平均层厚岩性特征煤由镜煤亮煤组成，硬度中等铝土质粉砂岩灰色细腻，含黄铁矿下煤区内发育不稳定，有时尖灭中细砂岩细粒结构分选好，泥硅质胶结，沿层面含铁质粉砂岩结构致密块状构造性脆本溪灰岩隐晶和细晶结构，致密，中上部有时夹煤溶隙发育且不均匀，偶见小溶洞铝土质粉砂岩块状构造质较纯细腻细砂岩泥质胶结夹薄层粉砂岩粉砂岩块状无层理偶见菱铁质成分结构致密坚硬奥陶系灰岩煤层与本灰间隔水层分析煤底板至本溪灰岩间距，平均，岩层结构以粉砂岩砂岩为主，裂隙发育程度较高阻水性能般，底板裂隙发育方向多为，本溪灰岩承压水在局部地段存在原始导升高度。矿区内最大直径，区内最大直径地质异常体含水性较差，但两个地质异常体处于大青强富水条带内。地质异常体位于测区北部，平面形态为椭圆形，长轴长约，短轴长。该地质异常体含水性较差。地质异常体位于测区北部葛孔附近。平面形态为椭圆形，地震勘探控制了部分该地质异常体富水可能性不大。煤层东井区内煤系地层为石炭系中统本溪组石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。本井田开采煤赋存于太原组地层。区内主要可采煤层为煤层。煤位于太原组中部，上距伏青灰岩。据区内见煤钻孔统计，煤层总厚度，平均，结构较简单，距煤约。层位厚度稳定，仅有少量钻孔煤厚小于最低可采厚度。在全井田变化不大，大部分地区均可采，属于稳定煤层。煤位于太原组下部，其顶板为大青灰岩，煤层层位不稳定。煤层厚度变化大，煤层厚度，平均。与煤最大间距为，在本区中部与煤合并。煤在平面上厚度变化比较大，属不稳定部分可采结构较简单煤层。煤层本煤层位于太原组下部，是本井田厚度最大可采煤层。据井田内见煤钻孔受断层影响者除外统计，煤层总厚度最小，最厚达，平均厚度，本区中部与煤合并，该煤层属于稳定可采结构复杂煤层全井田可采煤层。隔水层分析煤层与奥灰间隔水层综合分析煤层底板至奥陶系灰岩含水层隔水岩层厚度，平均约。岩性组合以粉砂岩细砂岩中细砂岩灰岩和铝土质粉砂岩为主。其中，粉砂岩细砂岩占总厚度左右本溪灰岩厚度占总厚度可塑性比较强铝土质软岩类厚度占总厚度左右。这种软硬相间且具有定厚度隔水层结构在未受构造破坏情况下，具有较好阻水性能。煤底板以下至奥灰含水层隔水层结构如表所示。表煤底板隔水层岩层结构岩石名称平均层厚岩性特征煤由镜煤亮煤组成，硬度中等铝土质粉砂岩灰色细腻，含黄铁矿下煤区内发育不稳定，有时尖灭中细砂岩细粒结构分选好，泥硅质胶结，沿层面含铁质粉砂岩结构致密块状构造性脆本溪灰岩隐晶和细晶结构，致密，中上部有时夹煤溶隙发育且不均匀，偶见小溶洞铝土质粉砂岩块前言葛泉矿东井是葛泉井田下组煤试采区矿井，年月日建成投产，设计年生产能力万吨，主采煤。煤底板至本溪灰岩间距平均左右，底板岩层裂隙发育程度较高，本溪灰岩承压水在局部地段存在原始导升高度，底板裂隙密集发育段可直接到煤底板。存在本溪灰岩水沿导水裂隙上升突破煤层底板，造成井巷突水危害。另据探查钻孔资料显示，本溪灰岩单孔涌水量均大于，并且奥陶系中统峰峰组下段厚，般。岩性为厚层状结晶灰岩，具花斑结构，局部夹泥灰岩，底部为角砾灰岩，中上部局部可见石膏石盐晶体。上段厚，般。主要为白云质角砾状灰岩，夹稿纹状灰岩及泥质灰岩。Ⅱ石炭系石炭系中统本溪组该组地层厚，平均厚。岩性主要由深灰色泥岩粉砂岩及石灰岩组成，夹不稳定薄煤层煤层及薄层中细粒砂岩。泥质富含