复杂地质天件矿山注浆堵水技术工艺研究与应用

2017年19期应用科技科技创新与应用Technology Innovation and Application煤矿矿井施工中注浆堵水技术的应用研究马名智（安徽省煤田地质局水文勘探队，安徽宿州234000）引言众所周知，煤矿是国家的重点矿区，它能够为我们带来丰富的煤炭资源。

然而一旦其矿井发生了渗漏问题的话，就会对其生产工作产生严重的负面影响，有时候还会对相关人员的生命以及财产等造成极大的威胁。

当前时期的矿井在开采的时候其强度以及深度等都在增加，由于压力不断增加，此时其巷道出现变形现象的概率不断增加，此时就会使得矿井经常出现渗漏问题，而一旦出现了渗漏现象的话，我们的生产工作就会受到极大的干扰。

为此，相关人员研究了注浆堵水工艺，通过合理的使用该工艺，我们能够将渗漏问题控制住，能够确保生产活动不受干扰。

1矿井注浆工程设计方案1.1合理布局注浆孔一般来讲，我们将注浆半径控制在9m，保持井筒荒径和注浆孔圈之间1.3m的距离，依据其长度设置3个一样的孔，分析其偏斜情况，如果不符合施工规定的话就要对其补孔处理。

当井筒断面超过规定半径后即可将注浆孔放置在净径内，保证注浆套管1.3%的平均偏斜率。

1.2确定深度在设计孔的深度的时候一定要和矿井本身的深度对比，一般来讲要确保其比井的深度低最少11米左右，一旦达到了该数值的话，就会遇到富水层，此时为了确保生产工作的安全，就要运用特定材料，其目的是为了确保矿井有良好的水力联系，在实际的工作中一定要结合具体情况确定井底和浆液的间距。

1.3明确注浆的高度和段高注浆泵排量、岩层涌水量等条件是决定注浆段高的主要因素，针对普通地层设计范围在35~45m之间的段高，针对富水层区域设计范围在25~35m之间的注浆段高。

注浆方式采取2种并用的方法，先实施分段下行的模式，达到注浆全深后转变方式，按照由下到上的顺序开始采取分段上行复注的模式，此时保证平均段高为90m。

1.4合理使用材料一般来讲，我们都是运用泥浆，而对于那些缝隙较为明显的石灰石最好是加大水泥浆的浓度，只有这样才可以确保其粘合性强。

着重探讨注浆堵水在采矿工程中的应用摘要：为有效封堵疏干矿区开采矿段上部含水层的涌水，根据含水层层位结合实际设备物资条件对放水探矿孔进行了井下注浆。

注浆工作结束后初步观测止水效果较明显，达到了减少巷道围岩涌水量的目的。

关键词：矿山工程；巷道涌水；注浆堵水；应用中图分类号：o741+.2 文献标识码：a 文章编号：引言注浆堵水是用具有一定压力和浓度的浆液（水泥浆和化学浆），通过钻孔注入含水层的空隙或通道中，使其扩散凝固，形成地下帷幕，堵塞进水途径，切断矿井充水水源，达到止水目的。

注浆充填机理主要利用介质的可注性，如岩石的裂隙孔洞、土体内部的洞穴和地下工程结构体壁后的空洞等，在无泵压或低泵压的情况下，用凝固浆液充填满上述空间。

注浆技术应用于矿山领域已有100多年的历史，近20年来注浆技术飞速发展，注浆材料广泛使用速凝早强水泥浆、细水泥浆及多种化学浆；注浆机具体积更小、重量更轻、扭力更大；大型注浆机组、自动注浆机组取代了早期的冲击泵；计算机开始应用于注浆领域，对注浆过程进行自动控制，广泛使用预处理法、气泡注浆法等来提高浆体的可注性，并采用电力诱导、空气压入、高压喷射等方法来控制浆液的渗透方向；注浆检测采用染色法、电解质法，并使用电测仪器、声波仪等仪器。

用在普遍采用注浆法对井下地层进行堵漏、加固的同时，国内外已越来越重视大型帷幕注浆截流在矿区的应用，它在保护矿区生态环境、提高矿山经济效益方面已显示出优越性。

2工程概况某矿区地处高原丘陵地区，海拔1250～1325m，植被发育属亚热带内陆草原气候。

采矿时矿体巷道中段上盘含水层（燧石白云岩）的裂隙水通过已完成使命的放水孔和探矿孔向巷道涌水，南方排水沟的堰测涌水量可达9009.62m3/d。

巷道涌水导致生产工作面严重淋水，为了加固井壁和改善劳动条件须采取注浆止水措施。

为了封堵疏干上盘含水层的涌水，对矿体含水层的层理、节理裂隙等渗透通道进行注浆充填固结，有效封堵矿体含水层间的渗透通道，提高开采巷道以下疏干效果，技术人员对巷道内的探矿疏干钻孔进行了注浆堵水工作。

注浆堵水技术在煤矿安全生产中的应用
2煤两条大巷过DF6-1断层，使用了瞬变电磁探测法对DF6-1断层富水区进行了探测，制定了帷幕注浆堵水方案并修订了巷道支护参数，确保大巷安全通过了DF6-1断层富水区，从而恢复了2煤两条大巷的继续掘进，也使得注浆堵水技术在煤矿安全生产中得到了更大发展与应用。

1 煤大巷概况
红柳煤矿2煤两条大巷沿2煤顶板布置，断面为矩形，尺寸宽高为5.644.92m，埋深470m，采用锚带网索梁支护工艺，两巷已安全掘进3150m。

两大巷掘至距DF6-1断层50m左右时在原锚带网索梁的基础上增加了排距0.8m的U29型钢棚加强支护，但当大巷继续推进到距DF6-1断层20m时，出现了顶板破碎下沉，U29型钢棚被压垮等严重问题。

1.1大巷涌水特点
（1）钻孔涌水较为浑浊，水压达0.6MPa且水中含有大量的泥沙。

（2）受前方DF6-1、DF5及附近伴生断层的影响，岩层已失去了整体性且被切割零碎，致使涌水通道较为复杂，增大了注浆堵水的复杂性及难度。

（3）迎头U型钢棚被压垮，表明迎头附近及前方顶板岩层受水浸泡后已泥化且失去了自承能力，致使U型钢棚在顶板较大的静载压力作用下发生了被压垮现象。

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。

着重探讨注浆堵水在采矿工程中的应用注浆堵水是一种常见并有效的采矿工程技术，它主要通过注入水泥浆等物质来修复和加强采矿过程中出现的水源及其他液体渗透问题，以保证矿山的正常运行。

本文将着重探讨注浆堵水在采矿工程中的应用。

首先，注浆堵水在采矿工程中的应用主要是针对井巷和开采工作面出现的液体渗透问题。

渗流是矿山采掘中常见的问题之一，它不仅会影响采矿效率，还会给采矿人员带来极大的安全隐患，甚至可能导致整个矿山的关闭。

而注浆堵水技术则可通过注入浆液填补井巷和工作面内部的裂隙，改善岩体的物理性质，从而达到防止渗流的目的。

其次，注浆堵水技术在采矿工程中的应用有广泛的适用性。

无论是地下采矿工程还是露天采矿工程，只要存在着矿山渗流问题，注浆堵水技术都具有一定的应用价值。

在实际应用中，注浆材料的选择以及注浆混合配比的合理性对于堵水效果至关重要。

此外，注浆堵水技术还需要根据矿山实际情况以及渗漏问题的具体位置选择合适的注浆方式及施工机械设备等。

除此之外，注浆堵水技术在采矿工程中还可以充分发挥其强大的维护和修复作用。

对于那些因岩石崩落、冲击振动、水灾等自然灾害导致的矿山井巷和采矿工作面的损坏，注浆堵水技术不仅可以补强受损部位，提高其承载能力，从而延长其使用寿命，更可以减少进一步的水源渗透问题，保障矿山的正常运营。

最后，注浆堵水技术的应用也需要关注其环境保护问题。

在采矿工程中使用注浆技术会产生大量的水泥浆废水，如果未得到有效的回收和处理，就会对周围的水体环境造成一定的污染。

因此，在注浆堵水技术的应用过程中，要严格遵守相关的环保法规和标准，采用安全、环保、可续的注浆材料，尽量减少浆液的使用量和浪费。

总的来说，注浆堵水技术在采矿工程中的应用是十分必要的，它不仅可以有效控制矿山渗流，提高采矿效率，更可以保障矿工的安全和矿山的可持续发展。

但是，在使用注浆堵水技术的过程中，要注意技术硬件和人员素质等方面的要求，以最大程度地发挥出其优势，提高注浆堵水技术在采矿工程中的实用价值。

煤矿注浆堵水技术的新进展范本随着煤矿开采深度的不断增加和煤矿井下水害问题的日益突出，煤矿注浆堵水技术的研究和应用已经取得了一系列新的进展。

以下是其中的范本：一、引言煤矿注浆堵水技术作为一种有效的防止煤矿井下水害的方法，近年来得到了广泛关注和研究。

本文旨在介绍煤矿注浆堵水技术的新进展，探讨其在煤矿安全生产中的应用价值。

二、煤矿注浆堵水技术的新进展1.新型注浆材料的研发为了提高注浆堵水效果，研究者们开始研发新型的注浆材料。

例如，采用高分子聚合物改性浆液替代传统注浆材料，可以降低注浆液的黏度和表面张力，提高其渗透性和浆体强度。

2.注浆堵水技术的自动化为了提高煤矿注浆堵水的效率和质量，自动化技术开始应用于注浆堵水过程中。

通过传感器和控制系统，可以实时监测注浆液的压力、流量和浆体浓度等参数，并根据实时监测结果进行调整和控制，从而实现注浆堵水过程的自动化控制。

3.煤矿注浆堵水技术与其他工艺的集成为了提高煤矿注浆堵水的效果，研究者们开始将注浆堵水技术与其他工艺进行集成。

例如，将注浆堵水技术与井壁加固技术相结合，可以同时解决井壁稳定和水害问题，从而提高煤矿井下工作环境的安全性。

4.注浆堵水技术在煤矿井下的应用研究为了更好地理解煤矿注浆堵水技术在实际应用中的效果和问题，研究者们进行了一系列的现场实验和应用研究。

通过实地观察和数据分析，他们得出了一些有价值的结论，为煤矿注浆堵水技术的进一步改进和应用提供了参考。

5.注浆堵水技术的经济性研究为了评估煤矿注浆堵水技术的经济效益，研究者们进行了一系列的经济性研究。

通过与传统煤矿防水技术进行比较，他们发现注浆堵水技术具有明显的经济优势，可以降低煤矿水害事故的发生率，减少水害处理的成本。

三、结论综上所述，煤矿注浆堵水技术在新材料的研发、自动化的应用、与其他工艺的集成以及应用研究和经济性研究等方面都取得了一系列新的进展。

这些进展为我们进一步提高煤矿注浆堵水技术的效果和经济性提供了重要的基础和参考。

煤矿注浆堵水技术的发展及研究成果1.概述煤矿水害影响矿山工程施工的进度和质量、恶化工人的劳动环境、增加矿井的排水设施及排水费用、给煤矿生产带来了不安全因素、严重者甚至发生淹井事故、造成生命和财产的重大损失[1]。

我国煤田水文地质条件复杂，目前我国约有18%待开采的煤炭储量受到较为严重的水害威胁，对其进行防治工作具有十分重要和十分迫切的现实意义。

注浆堵水是矿井水防治的重要方法之一，具有减轻矿井排水负担，节省排水用电，降低吨煤成本，提高工效和质量，加固井巷薄弱地段，减少突水机率、延长矿井服务年限的明显优点[2]。

2.注浆堵水技术的发展历程注浆堵水作为注浆技术的一个分支，是随着注浆技术的发展而发展的。

注浆堵水技术作为工程技术的一个新领域不过只有一百多年的历史。

1802年法国首次把注浆法应用于俢复挡潮闸[3]，英国于1856年第一次将水泥用于注浆，1882年~1920年相继研制了气动注浆机和水玻璃-氯化钙化学浆液，此后又相继研制出铬木素、丙烯酰胺等浆液材料。

二十世纪四十年代以来，各种新的化学浆液(如木质素类、脲醛树脂类、丙烯酰胺类、聚氨酯类等)和改性水泥浆相续问世，将注浆堵水技术推向一个新的高度。

注浆堵水技术在国内的发展是从20世纪50年代初期煤矿井筒井壁注浆堵水开始的[4]，从60年代后，我国相继开发了一系列无机或有机注浆材料，并逐渐建立了适用于特定浆液的注浆理论、注浆工艺。

进入21世纪后，注浆堵水技术的研究与应用进入一个鼎盛时期，在注浆堵水技术许多方面，包括材料品种、设备器材等都获得了一定发展。

注浆堵水技术近年来在各种岩土工程中得到广泛应用，技术效益及社会效益也很显著，但注浆堵水技术本身还不成熟，还需不断完善。

3注浆堵水技术的研究现状与研究成果注浆堵水技术包括硬件和软件两部分：硬件部分又包括注浆材料和注浆设备，软件部分可简单地分类注浆工艺和注浆参数计算理论。

3.1注浆堵水材料目前煤矿井巷堵水注浆材料大都选用水泥类浆材或水泥—水玻璃类浆材，其主要优点是成本低、材料来源广，但由于其硬化后易收缩而产生细小裂隙，在水力冲刷下裂隙逐渐扩大，堵水效果不理想，且因其为颗粒性材料，对细小裂隙难以压入，因此其应用范围有一定的局限性。

注浆堵水技术在煤矿矿井施工中的应用发布时间：2021-07-27T02:55:11.674Z 来源：《新型城镇化》2021年9期作者：张志祥[导读] 进一步提高煤矿开采领域中注浆堵水技术的进步与提升，合理应用注浆堵水技术，为煤矿开采活动的安全保驾护航。

河南赢创矿山工程有限公司河南郑州 450009摘要：近年来，矿井建设和生产过程中发生透水事故的次数逐渐增多，为了有效的进行水害防治，可以通过合理的应用注浆堵水技术，降低煤矿开采活动中的风险与威胁，减少渗水、漏水问题的发生次数。

关键词：煤矿矿井施工；注浆堵水技术；应用1.矿井注浆堵水技术概述注浆堵水技术，可以从字面上进行理解，就是通过向井下岩层中的孔隙、裂隙或巷道注入泥浆或化学浆，改良井下不良地质体，形成阻水构造，防止地下水进入矿井的技术。

上世纪中期，伴随着煤矿开采活动的日益频繁，注浆堵水技术逐渐兴起并得到迅速推广，直到二十一世纪后，通过学习西方发达国家的先进注浆技术与理念，结合数十年来的实践经验，在国内外众多煤矿开采技术领域专业学者的共同推动下，我国的注浆堵水技术才逐渐走向成熟。

现有的注浆堵水技术建立在许多特定浆液的注浆理论以及多种注浆工艺和技术整合的基础上，还广泛应用了多种更加先进的设备和材料，极大的提高了注浆堵水技术的质量和水平，推动了我国煤矿开采行业的快速发展。

针对不同的情况与环境，注浆堵水技术有不同的使用方法和使用形式，如在矿井巷道挖掘过程中，往往要穿越断层，或者其他一些大幅度的施工活动会对岩石造成破坏，容易形成导水通道，从而引发渗水等安全隐患。

因此，为了避免因岩石裂隙渗水而导致透水事故，一方面需要在煤矿开采工程之间做好巷道的防漏水工作；另一方面，在煤矿开采施工过程中出现岩层或者巷道漏水、渗水的情况时，要及时选择合适的浆液、合适的注浆工艺与技术，堵塞漏水孔隙。

同时，要密切关注回采过程中的出水现象，一经发现，必须快速进行注浆处理，将出水量控制在安全范围内，充分发挥注浆堵水技术的优势与价值，在保证煤矿开采过程中巷道挖掘等诸多施工环节的安全性的同时，进一步降低煤矿开采工程中排水环节的施工成本。