煤矿注浆堵水技术课件-矿井注浆堵水技术52页PPT

煤矿立井预注浆堵水技术高岗荣【摘要】介绍了我国煤矿注浆技术的发展历程,北京研究建井所成立以来在注浆材料、注浆设备和注浆工艺方面的研究成果和应用情况,目前国内先进的工作面快速注浆工艺、黏土-水泥浆注浆技术、冻-注-凿和钻-注平行作业技术、L型钻孔注浆技术、千米深井注浆技术,以及新型的注浆自动搅拌机具、高压泵、高压止浆塞、顶驱钻机等设备;对今后深井凿井技术发展趋势进行了展望.【期刊名称】《建井技术》【年(卷),期】2017(038)004【总页数】6页(P18-23)【关键词】煤矿立井;注浆材料;注浆设备;L型钻孔注浆;钻注平行作业【作者】高岗荣【作者单位】煤炭科学研究总院建井研究分院,北京 100013;煤矿深井建设技术国家工程实验室,北京 100013【正文语种】中文【中图分类】TD265.4Abstract：The paper introduced the development course of the grouting technology applied to China coal mine.Since the establishment of Beijing Research Institute of Mine Construction,the research achievements and applications of the grouting material,grouting equipment and groutingtechnique aspects were introduced,including the domestic advance rapid grouting technique at the working face,the clay-cement grout and grouting technology,the freezing-grouting-shaft sinking and the drilling-grouting parallel operation technology,the L type borehole grouting technology,the grouting technology of the over 1 000 m deep mine shaft as well as the new type automatic mixing machines and tools,the high pressure pump,high pressure grouting packer,the top driving drilling machine and other equipment.The paper had an outlook on the development tendency of the late deep mine shaft sinking technology. Key words：coal mine shaft;grouting material;groutingequipment;grouting of L type borehole;drilling and grouting parallel operation注浆法在矿井建设中，作为防治水和改善工程地质条件的重要方法，已有100多a的应用历史。

注浆堵水技术在煤矿矿井施工中的应用前言：在实际生产过程中，煤矿矿井漏水会直接影响到煤矿开采进度，甚至威胁工作人员生命和财产安全。

现阶段，我国矿井项目在执行开采掘进作业时，强度和深度随着作业环境的日益复杂都在不断地提升。

由于矿山压力的增强，出现巷道变形的概率越来越大，导致频繁发生矿井漏水的事故，为企业生产和加工设置了难度，而注浆堵水技术在煤矿矿井施工过程中的应用能够在一定程度上缓解这一状况。

一、煤矿矿井施工中注浆堵水技术概述（一）注浆堵水技术的内涵注浆堵水技术，顾名思义，就是利用灌浆堵塞缝隙渗水的技术。

注浆堵水技术在我国的发展是从上个世纪中叶开始的，技术较为成熟是在21世纪初以后。

在注浆堵水技术的整个演进过程中，接连整合了特定浆液的注浆理论以及各类注浆工艺，并在技术改进时应用了多种新型材料和设备，针对该项技术的探究都取得了一定的研究成果以及应用成效。

（二）注浆堵水技术的应用环境分析1.矿山巷道掘进环境在进行矿山巷道掘进的工序时，由于穿越断层或其他导致岩层出现裂痕情况的发生，易使导水通道出现事故，因此，需要在诸多可能发生的意外事故出现之前，要做好矿山巷道周围环境的防漏水工作，利用注浆堵水技术来维系煤采掘进环境的安全性。

2.遇到岩层或巷道漏水状况时，要及时采取注浆堵水技术来进行处理在实际生产过程中，我国某煤矿采区的工人在执行作业时，出现了回踩过程出水现象，由于处理及时，出水量得到了有效控制，并采取了注浆堵水技术对采空区漏水点实施封堵，进而保证了矿井的安全，并有效降低了矿井排水环节的生产成本[1]。

可见，为了保证煤矿资源的开采总量能够满足社会需求，煤矿矿井施工工程的实施就可能会面临复杂的水文地质环境，煤矿开采工程的难度也在不断攀升，随时可能发生水体渗漏状况，威胁着作业人员的人身安全，因此，则需要采用注浆堵水技术等为煤采项目的顺利实施做有效支撑。

二、煤矿矿井施工中注浆堵水技术在实际应用过程中所遇到的问题煤矿开采又被业界称之为"井工开采"，矿采行业在具体实施过程当中，会面临诸多的实际问题，例如：矿井煤层、顶板、底板结构不稳，一旦发生渗水、漏水等状况未得到及时处理，则后果不堪设想。

注浆堵水措施
注浆堵水，就是把配制好的浆液（水泥浆液、水泥—水玻璃浆液或化学浆液），用注浆泵压入地层空隙中，使浆液扩散、凝固、硬化，起到堵、截补给水源的作用。

目前，注浆应用在以下几方面：
（1）井筒注浆
井筒常要通过一个或几个含水层，含水层的水就会进入井筒，给建井带来困难和危害。

为此，在井筒开凿之前先从地面打钻孔，对含水层进行预先注浆；或者在井筒掘进工作面距含水层一定距离的地方停止掘进，从工作面预先进行注浆。

这样，就在并筒四周造成一道隔水屏障，使井筒能安全、顺利地通过含水层。

如果并筒已凿砌完毕而井壁漏水，也可以对井壁进行注浆堵水。

（2）巷道堵漏为减少矿井涌水量，对矿井下大量存在的小出水点也要进行封堵。

这些出水点水压、水量不大，可以用打入简单注浆管的办法解决。

做法是：用短而细的水管一根，其外侧螺旋状焊上铅条，裹以粗麻后用力打入钻好的小孔内，用高压注浆泵向孔内注入水泥浆，直到出水点停止出水为止。

这种办法对一些大的硐室、大交岔点、砌碹巷道等处的淋水、漏水都很有效。

（3）帷幕截流
有的山矿为了减少矿井涌水量，采用帷幕截流注浆法建造一个隔水墙，切断水源的补给通路，把水拦截在井田之外。

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第二章：注浆法施工§1、概述注浆技术是矿山建设中凿井、治水的主要方法之一，也是地下工程中地层改良的重要手段。

注浆法是将浆液注入刀岩土的空隙，裂隙或空洞中，浆液经扩散，凝固，硬化以减少岩土的渗透性，增加其强度和稳定性，达到岩土加固和堵水的目的。

注浆法永久改变了岩土的性质，岩土强度提高，稳定性增强，而冻结法中的冻结壁是临时改变岩土的性质，冻结解冻后岩土又恢复到原来的性能。

一、注浆分类分类方法很多，可按注浆时间，浆液注入形态，将浆液材料类型，主将目的等进行分类，矿山注浆通常按注浆工作与矿山掘砌工序的先后时间次序分类：预注浆、后注浆地面预注浆改变围岩性质进行预注浆工作面预注浆加固注浆法（施工地点不同）后注浆壁后注浆治水措施（注浆位置不同）壁内注浆(封水与加固)二、注浆法在矿山中的应用1、国外：1882年南非首次应用工作面预注浆开凿井筒1885年德国又成功地采用地面预注浆开凿井筒1925年荷兰采用水玻璃浆液注浆，开始了化学注浆的历史。

注浆法在英、法、南非、美、加拿大、德国及苏联应用广泛。

60～70年代，英国有80％煤矿井筒采用注浆技术，注深达1657m，南非注浆深度达1700m多，苏联78年用注浆法凿井占煤矿用特殊施工总进尺的75％。

2、国内：我国50年代初期开始成功应用注浆法，60年代开始应用水泥—水玻璃浆液及其它化学浆液。

55年代新汶张庄矿主井首次采用工作面注浆，58年峰峰薛村矿主井副井采用地面预注浆。

目前，注浆技术在矿山中应用及其广泛，注浆深度已达900m，注浆技术即可用于井筒工程，为了减少井筒涌水，加快凿井速度，对所有含水层进行预注浆施工，也可对破碎地层，高应力大地压地层进行堵水加固，可以说，对所有地下工程都可采用注浆技术。

§2、注浆材料正确选择注浆材料是实现岩土改良、完成注浆工程的关键，因为它直接影响注浆工艺过程，注浆效果及注浆工程的成本和工期。

一、注浆材料分类1、对理想注浆材料的要求①粘度低，流动性好，可注性好。

矿井注浆堵水技术当涌水量很大,仅仅靠排水已不可能或有经济时,注浆堵截水源通道，然后再进行排水。

注浆堵水是将水泥将或化学浆通过管道压入井下岩层空隙、裂隙或巷道中，使其扩散、凝固和硬化，从而岩层具有较高的强度、密实性和不透水性，达到封堵截断补给水源和加固地层的作用，是矿井防治水害的重要手段之一。

目前,注浆堵水已广泛用于矿井井筒注浆，封堵突水点，恢复被淹矿井，井巷堵水过含水层或导水断层，帷幕注浆堵水截流，减少矿井涌水量、底板注浆加固防止突水等方面已取得良好的效果。

一、注浆堵水的适用条件(1)当老窑或被淹井巷的积水与强大水源有密切联系时，可先注浆堵截水源，然后排干积水。

如山东肥城国庄矿、河南焦作演马庄矿等,都是先堵截水源而后排干积水恢复生产的。

(2）当井巷工程必须穿过一个或几个强含水层或充水断层,如不堵截水源，将给矿井生产和建设带来很大困难和危害,甚至无法施工，我国许多矿井穿过强含水层时，都是利用这一方法.(3)当井筒或工作面发生严重淋水，为了加固井壁、改善劳动条件、减少排水费用，可以采取注浆措施。

如鹤壁鹿楼主、副井,新汶协庄主、副井，采取挂浆措施后,取得了良好的效果。

(4)某些涌水量特大的矿井，为了减少矿井涌水量，降低常年排水费用,亦可采用注浆堵截水源。

如焦作九里山矿，北部隐伏露头区冲积层水补给八层石灰岩含水层涌人矿井，采取注浆措施后，矿井涌水量减少56 m3／’rain，lO 年共节省排水电费近亿元，取得了显著的经济效益，使一个严重亏损的矿井得以扭亏为盈。

二、注浆工作程序(一）注浆材料注浆材料的选择应根据堵水的目的、地质条件、施工条件、注浆工艺和投资多少等因素决定。

从水文地质条件考虑，选择材料可参考表4—2。

在一般情况下，凡是水泥浆能解决问题的尽量不采用化学浆，化学浆主要用于弥补水泥浆的不足，解决一些水泥浆难以解决的问题。

当地下水流速为25 m ／h时，采用单液水泥浆；当大干25 m／h时，采用水泥一水玻璃双液浆；用于底板岩溶、断层破碎带和动水注浆堵水及处理井下突水事故时，目前多采用先灌注惰性材料（如砂、炉渣、砾石、锯末等)充填过水通道、缩小过水断面、增加浆液流动阻力、减少跑浆，然后灌注快凝水泥一水玻璃浆液，再用强度较高的化学浆进一步封堵。