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1、煤礦注漿堵水技術(shù)二O一O年五月煤炭科學(xué)研究總院西安研究院主要內(nèi)容1概述1.1基本概念1.2注漿分類1.3注漿材料2注漿在煤礦中的應(yīng)用3注漿堵水方案4注漿工程設(shè)計(jì)5東龐礦“4.12”突水災(zāi)害治理5.1過水巷道封堵技術(shù)5.2陷落柱封堵技術(shù)1.1、注漿的基本概念注漿也稱灌漿，就是將具有膠凝性的漿液或化學(xué)溶液，按照規(guī)定的配比或濃度，借用注漿設(shè)備或漿液自重對(duì)之施加壓力，通過鉆孔輸送到受注層段中的一種施工技術(shù)。其實(shí)質(zhì)是使?jié){液在受注層中滲透、擴(kuò)散、充填，經(jīng)過一定時(shí)間后凝固和硬化，從而達(dá)到加固受注層和抗?jié)B防水的目的。1概
2、述1.2、注漿的分類1概述按注漿材料：水泥單液漿，水泥-水玻璃雙液漿，水泥-粘土（粉煤灰、沙子）混合漿，化學(xué)漿液。按水動(dòng)力條件：靜水注漿，動(dòng)水注漿。按工程目的：帷幕注漿，注漿改造，注漿堵水，井筒預(yù)注漿，管棚支護(hù)注漿。按注漿工藝：旋噴注漿，孔口靜壓注漿，孔內(nèi)止?jié){注漿。按突水構(gòu)造：斷層注漿，裂隙注漿，陷落柱注漿1.3注漿材料1概述固粒灌漿材料水泥水玻璃粉煤灰粘土骨料Na2CO3?nSiO2作為速凝劑或雙液漿與水泥漿配合使用適用于裂隙、孔隙與巖溶類受注層。具有結(jié)石強(qiáng)度高，性能穩(wěn)定，來源廣泛的特點(diǎn)。裂隙寬度不下于
3、3～5倍的水泥顆粒直徑（普通硅酸鹽水泥30～80μm）滿足《水工混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規(guī)范》，其細(xì)度應(yīng)不小于水泥細(xì)度。水泥代用材料，不同的工程目的對(duì)粘土性能指標(biāo)（塑性指數(shù)、粘粒含量、粉粒含量、含沙量等）有不同的要求礫石、沙子等，適用于大空洞充填化學(xué)漿材真溶液漿材，具有粘度低、可灌性好、膠凝時(shí)間易于控制的特點(diǎn)。適用于井巷工程小型裂隙與微孔隙含水層注漿（丙烯酰胺類漿液）。2注漿在煤礦中的應(yīng)用預(yù)注漿工程注漿堵水工程特殊注漿工程井筒預(yù)注漿工作面注漿改造帷幕注漿導(dǎo)水構(gòu)造的預(yù)注漿處理巷道封堵工程突水構(gòu)造封堵突水水源封堵
4、管棚支護(hù)注漿防滅火注漿充填注漿3注漿堵水方案選擇堵水方案應(yīng)考慮的因素1）突水水文地質(zhì)條件。水源、突水構(gòu)造的類型、突水方式，井下與地面施工條件等。2）礦井受淹狀況與施工條件。淹巷道、工作面，還是淹水平、或是整個(gè)礦井，地面與井下的施工條件等。3）本次突水與礦井今后防治水工作和煤炭生產(chǎn)接續(xù)的關(guān)系。4）不同方案的工期與工程造價(jià)因素4注漿工程設(shè)計(jì)鉆孔設(shè)計(jì)注漿工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量檢查與效果檢驗(yàn)鉆孔布置鉆孔結(jié)構(gòu)鉆孔技術(shù)要求注漿層段與注漿方式注漿工藝控制注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)工序檢查鉆孔檢查物探檢查堵水效果工程設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則1）先探后治
5、，探治結(jié)合2）動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)3）分序次施工4）注漿工藝科學(xué)合理(1)先骨料、后漿液;(2)動(dòng)水注骨料、靜水注漿;(3)注漿時(shí)間小于漿液凝固時(shí)間相適應(yīng)(4)注漿強(qiáng)度與受注層吸漿量相匹配4工程設(shè)計(jì)5東龐礦“4.12”突水災(zāi)害治理項(xiàng)目背景“4.12”突水災(zāi)害1）水源：奧陶系強(qiáng)巖溶含水層2）水量：出水后3h水量就增加10000m3/h以上，出水后9h水量增加到最大水70000m3/h3）通道：隱伏導(dǎo)水陷落柱4）其他：總涌水量約1000萬m3，奧灰含水層內(nèi)影響半徑達(dá)30Km總體方案階段一期治理工程二期治理工程方案過水巷道
6、封堵工程突水陷落柱治理工程目標(biāo)盡快恢復(fù)生產(chǎn)同時(shí)探查陷落柱根治水患避免陷落柱二次突水實(shí)施情況2003年4月開工，同年9月完成，礦井已恢復(fù)正常生產(chǎn)2006年4月開工，2007年5月29日完成項(xiàng)目概況5.1過水巷道封堵技術(shù)快速定向鉆進(jìn)骨料灌注阻水墻建造旋噴注漿充填注漿升壓注漿引流注漿快速定向鉆進(jìn)1）技術(shù)要求：鉆孔須在垂深586m處透巷，透巷水平位移不得大于1m，偏斜精度達(dá)1.72‰2）鉆探工藝：（1）T685WS車載頂驅(qū)鉆機(jī)，靈活機(jī)動(dòng)（2）復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)糾偏PDC(鉆頭)+ф197mm(雙扶)單彎螺桿(0.5°)
7、+ф203.2mm無磁鉆鋌+ф203.2mm普通鉆鋌+ф178mm普通鉆鋌×6+ф114mm鉆桿3）鉆進(jìn)效率：平均每孔12天，最快達(dá)到100m/天4）鉆探成果：7個(gè)鉆孔命中巷道5.1巷道封堵動(dòng)水骨料灌注1施工條件：高水壓5.46MPa,動(dòng)水條件，煤層巷道，巷內(nèi)空高1.5m左右，巷內(nèi)動(dòng)水流速約300-350m/h。2灌注工藝1）灌注方法：水力射流，孔口密閉、砂石自重連續(xù)灌注法，定期下鉆具透掃骨料。2）骨料級(jí)配：骨料分細(xì)紗和石子兩類級(jí)配：河沙:小石子:中石子:大石子=1:1:2:13）水固比：6:1-10:1
8、4）灌注結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：骨料堆積到巷頂經(jīng)多次下鉆沖掃仍不能進(jìn)入巷道且經(jīng)注（壓）水試驗(yàn)，q值已降到1.0L/min.m以下時(shí)此孔灌注骨料工作結(jié)束5.1巷道封堵灌注骨料成果匯總表孔號(hào)灌注量(m3)灌前空頂高度(m)水位(m)水位上升值(m)施工時(shí)間注前注后G3260.75-5.1+4.798.892003年6月5日G625141.6-83.1+11.0994.192003年5月10～6月8G76540.90-19.68+63.1682.
