矿井注浆堵水技术
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采矿业中的矿井涌水与灌浆技术在采矿业中,矿井涌水是一个常见且严重的问题,给矿山开采和生产带来了很大的挑战。
为了解决这一问题,矿井涌水与灌浆技术应运而生。
本文将介绍矿井涌水的原因以及灌浆技术的应用,以帮助读者更好地了解这一领域的知识。
一、矿井涌水的原因矿井涌水是指在采矿过程中,地下矿井中的水源持续不断地涌入矿井的现象。
造成矿井涌水的原因主要有以下几点:1. 地下水位较高:地下水位较高是造成矿井涌水的主要原因之一。
当地下水位高于矿井开采深度时,水会顺着矿井孔道进入矿井,导致涌水现象。
2. 周边水体的压力:周边水体的压力也会引起矿井涌水。
当周边水体的压力大于矿井中的水压时,就会出现水从矿井孔道涌入的情况。
3. 矿井地质条件:矿井地质条件也是导致涌水的重要原因。
例如,矿层的渗透性较高或者存在断层、岩溶等地质缺陷,都可能导致水源进入矿井。
以上是导致矿井涌水的主要原因,下面将介绍针对矿井涌水问题的灌浆技术。
二、灌浆技术的应用为了抑制和控制矿井涌水,采取灌浆技术是一种常用的解决方法。
灌浆技术是指通过注入固化材料,将矿井孔道内的裂隙、空洞等进行充填,达到封堵水源、抑制水流的目的。
灌浆技术主要包括以下几个方面:1. 灌浆材料的选择:灌浆材料的选择对灌浆效果有直接影响。
常用的灌浆材料有水泥、土工合成材料、聚氨酯等。
根据实际情况选择合适的材料进行灌浆。
2. 灌浆方式:根据矿井涌水的位置和性质选择灌浆方式。
常见的灌浆方式包括注浆、压浆和补浆等,灌浆方式的选择要考虑到流注性能、渗透能力和固化时间等因素。
3. 灌浆设备:灌浆设备是实施灌浆技术的重要工具。
常见的灌浆设备有灌浆机、注浆泵等,选择适合的设备可提高施工效率和质量。
4. 灌浆工艺:灌浆工艺是指灌浆操作的具体步骤和方法。
通常包括准备工作、灌浆混合、注浆过程控制、固化和验收等环节。
合理的灌浆工艺可以保证灌浆质量和效果。
通过采取上述灌浆技术,可以有效地封堵矿井中的水源,减少矿井涌水的影响。
煤矿注浆堵水技术的新进展煤矿注浆堵水技术是一种常见的井下防水技术,通过注入特定的浆液混合物,将其填充到煤矿井下空洞和裂缝中,以阻止水的进入。
这项技术在矿井抢险、排水和施工中起到了至关重要的作用。
近年来,随着科技的不断进步,煤矿注浆堵水技术也取得了一些新的进展,这些进展主要涉及浆液材料、注浆方法以及注浆效果的改进。
首先,煤矿注浆堵水技术的新进展之一是浆液材料的改进。
传统的浆液材料主要是水泥、粉煤灰、沙子等材料的混合物,虽然可以起到一定的堵水效果,但在一些特殊情况下效果并不理想。
近年来,研究人员开始尝试使用一些新型的浆液材料,如聚合物材料、水泥增韧材料等。
这些新型材料具有更好的封闭性和机械性能,可以更好地填充和固化井下空洞和裂缝,提高了注浆的效果。
其次,注浆方法的改进也是煤矿注浆堵水技术的新进展之一。
传统的注浆方法主要是通过钻孔注浆或者井下喷射注浆来进行,虽然能够实现一定的堵水效果,但在一些复杂情况下不够灵活。
近年来,研究人员开始尝试一些新的注浆方法,如喷射-自流注浆法、多点注浆法等。
这些新的注浆方法可以更加精确地控制注浆流量和浆液分布,提高了注浆的效果,并且减少了浆液的浪费。
最后,注浆效果的评估和监控也是煤矿注浆堵水技术的新进展之一。
传统的注浆工艺主要依赖人工观察来评估注浆效果,这种方法存在主观性和不准确性的问题。
近年来,研究人员开始引入了一些新的技术,如无线传感器、地震波传播等,用于实时监测注浆效果。
这些新的监测技术可以准确地测量注浆后的地下水位和水压变化,评估注浆的效果,并及时采取措施进行调整和修正。
总之,煤矿注浆堵水技术在浆液材料、注浆方法以及注浆效果的改进方面取得了一些新的进展。
这些新的进展不仅提高了注浆的效果和效率,还减少了浆液的浪费和环境污染。
随着科技的不断进步,相信煤矿注浆堵水技术将会迎来更多的突破和发展。
煤矿注浆堵水技术的新进展(二)煤矿存在着严重的地下水涌入问题,给矿井运行和矿工的生命安全带来了巨大的威胁。
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。
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。
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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探放水技术与注浆堵水技术的比较分析与应用指南摘要:放水技术是通过引导水流将地下水从目标区域排出,减少地下水压力和地下水位,从而达到防治水的效果。
这种技术适用于地下水涌出量较大、水流较为集中的地区。
常见的放水技术包括老窑、采空区、承压水等。
注浆堵水技术是通过注入适当的固化材料(如水泥浆)到地下岩层或裂隙中,堵塞水的通道,阻止地下水的渗透和涌出。
这种技术适用于地下水涌出量较小、水流较分散的地区。
常见的注浆堵水技术包括钻孔注浆、灌浆桩等。
关键词:放水技术;注浆堵水技术;比较分析;应用指南引言放水技术和注浆堵水技术是在工程施工中常见的两种处理地下水问题的方法。
放水技术是指通过开挖井筒或地下水抽取井等方式将地下水排除出工程区,降低地下水位的方法。
而注浆堵水技术则是通过向地下渗透通道注入固化材料,迫使地下水止流或减小渗流量的方法。
本文将对这两种技术进行比较分析,并给出应用指南。
1放水技术概述1.1工程适用性放水技术在煤矿防治水工程中的应用主要是通过排除地下水,降低水位和水压,创造干燥的施工环境,保障煤矿生产安全和工程施工顺利进行。
在煤矿开采过程中,地下水常常通过裂隙、孔洞等途径涌入矿井,严重影响矿井的生产和安全。
放水技术可以快速有效地将地下水排出,减轻水压,保持矿井干燥。
在煤矿防治水工程中,一些地下工程的施工场地可能会受到地下水的影响,如基坑开挖、洞室建设等。
通过放水技术,可以将地下水排出,使施工场地保持干燥,提供良好的工作条件。
煤矿防治水工程中的一项重要任务就是降低矿井涌水风险。
通过放水技术,及时排除地下水,将矿井的水位和水压降低到安全范围之内,减少矿井涌水风险,保障煤矿的生产安全。
1.2技术原理放水技术是通过引导地下水流向指定位置,达到排出水的目的。
在煤矿防治水工程中,放水技术的原理主要包括以下几个方面:放水孔的位置、深度和数量的确定是放水技术的关键。
在煤矿防治水工程中,一般会选择地势较高且靠近水源位置作为放水孔的位置。
注浆堵水技术在地下工程中的关键作用与应用摘要:地下工程在建设过程中常常面临着水文地质条件复杂、地下水位较高等问题,为了保障工程的安全和稳定,注浆堵水技术被广泛应用。
注浆堵水技术通过对地下岩体和土层进行注浆处理,形成一定的抗渗体系,从而有效地阻止了地下水的渗透,保证了地下工程的施工和运行安全。
关键词:注浆堵水技术;地下工程;关键作用;应用引言注浆堵水技术在地下工程中具有重要的作用,可以有效防止地下水、渗漏水等液体进入工程内部,保证地下工程的安全和稳定运行。
本文将探讨注浆堵水技术在地下工程中的关键作用和应用。
1注浆堵水技术概述注浆堵水技术是一种有效的地下工程施工和地质灾害治理方法,通过向地下岩体、土层或结构中注入特定材料,形成具有一定强度和密实性的封闭体系,阻止地下水或其他液体的渗透,达到堵水、加固和稳定的目的。
注浆材料通常包括水泥浆、聚合物浆料、膨润土浆料等,其选择取决于具体的工程条件和需要。
注浆堵水技术在地下工程中起着至关重要的作用,特别是在隧道、地下室、基坑工程等地下空间中的水土保持和防渗处理中应用广泛。
该技术能够提高地下工程的安全性和稳定性,保护周围环境,减少地质灾害发生的可能性。
注浆堵水技术的发展和应用对于地下工程建设和地质灾害防治具有重要意义。
2注浆堵水技术的关键作用2.1防止地下水灌注地下工程往往需要挖掘或穿越地下水层,在这个过程中,地下水可能会通过工程缝隙或管道渗透进入工程内部。
注浆堵水技术可以堵塞这些渗漏通道,防止地下水的灌注,确保工程的稳定性。
地下工程如隧道、地铁、地下排水系统等常常需要与地下水层进行交互。
如果没有有效地处理地下水问题,会导致许多不良后果,例如土体失稳、工程结构损坏以及地下设备受到水侵蚀等。
注浆堵水技术的关键作用就是防止地下水的灌注。
注浆堵水技术通过注入适当密度和粘度的浆液材料,填充工程的缝隙或管道,从而阻止地下水的通过。
这些浆液材料能够快速凝固和形成固体堵塞体,有效地封堵渗漏通道,防止地下水进入工程内部。
煤矿水害治理的技术方案煤矿水害治理是煤矿安全生产中的重要环节,涉及到保障生产、减少事故风险和环境保护等方面。
本文将介绍一些常用的煤矿水害治理技术方案,旨在提供一些建议和指导,以帮助煤矿企业有效地应对水害问题。
一、地下水防治技术方案1. 钻孔排水法这是一种常用的地下水防治方法。
通过钻孔设备钻入地下,将水抽出并排除。
这种方法适用于规模较小的矿井,但需要频繁维护和管理。
2. 抽采法该方法通过设置泵站,将地下积水抽出并排放。
它适用于煤层水位不高或压力较小的地区,具有一定的应用前景。
3. 寻找导水通道通过地质勘探和调查,寻找地下水的流向和通道,然后采取相应的控制措施,例如通过注浆等方式封堵导水通道,减少地下水渗入矿井。
二、地面水防治技术方案1. 构筑拦水坝在矿区周边建造拦水坝,以防止外来水源进入矿井。
这种方法需要注意坝体的稳定性和防渗性能,确保拦水效果。
2. 建设排水系统在矿区内部设置合理的排水系统,包括明排、暗排等方式。
运用水泵、排水沟等工程设施,将地表积水及时排出。
3. 开挖渠道疏导在矿区内开挖渠道,引导雨水和地表水流向指定区域,避免积水过多。
这需要对矿区地形进行科学规划和设计。
三、封堵地下水源技术方案1. 注浆封堵通过注入硅酸盐水泥浆或聚氨酯浆等物质,封堵地下水源,防止其进入矿井。
这需要选择合适的封堵材料和合理的注浆工艺。
2. 井下隔离在井下设置屏障,防止地下水流入矿井。
可以采用隔板、水围等设施,将地下水与矿井隔离开来。
3. 高效开采技术通过合理的煤矿开采技术,减少矿井开采过程中的涌水问题。
例如适时地进行支护、排涌水等措施,确保水流受到控制。
四、治理深层矿井水害技术方案1. 确定限制水害范围针对深层矿井的水害问题,首先需要确定限制水害的范围。
通过地质勘探和水文地质分析,确定水层赋存情况和分布特点。
2. 坚固矿井支护深层矿井的支护工作尤为重要。
采用合理的支护技术和材料,确保矿井结构的稳定性和抗水性能。
注浆防治水技术在立井井筒表土段松散层的应用唐家会煤矿风井井筒穿过表土段砾石层时,涌水量较大(实测最大涌水量为27.8m3/h),施工中采取了“疏、截、排、导”等措施,但涌水还是给施工带来了非常大的影响,且增加了排水费用。
针对这种情况,我们采取壁后注浆技术以达到治水效果。
从注浆方案的选择,注浆材料的配比,注浆工艺等方面进行分析,通过研究制定正确的方案,从而达到良好的效果。
标签:井筒注浆技术治水效果0 引言唐家会煤矿回风立井井筒,净直径7.6m,井深525.8m,其中第四系松散层厚度39.6m,风化带厚度约30m,基岩段厚度456.2m。
表土段井壁支护结构为双层钢筋砼支护,支护厚度为650mm,其标号为C30。
井筒表土段施工至42.6m 时该段含水层已穿过5.1m,此时涌水量已达到27.8m3/h,在施工中为减小涌水对井壁砼的影响我们采取了“疏、截、排、导”的综合防水措施,但由于涌水较大,已严重影响了施工进度,恶化了施工环境,增加了排水费用。
该段含水层赋存较浅且主要涌水来源是含砂砾石层,实际揭露的含砂砾石层涌水较集中,单孔涌水量最大可达到10m3/h左右,在施工过程中对含水层位做了详细的记录,以后注浆可“有的放矢”。
成井后的井壁出水点主要集中在接茬处,井筒掘砌效果不太理想,通过研究决定通过壁后注浆封水的方式对该段含水层进行处理。
1 注浆方案选择科学合理的注浆方案,通常情况下会对注浆工期、材料消耗、注浆效果和费用等产生直接影响。
通过研究分析水文地质条件和井筒漏水特点,该段含水层确定一个注浆段高,为防止水上下乱窜,先对含水层顶底封好,然后突出重点注中间,采用单排布孔,即在接茬处向下200mm位置均匀布孔,对出水点增设孔。
在施工过程中,采用ZTGZ60/210型双液调速高压注浆泵进行注浆,同时浆液通过自制搅拌机进行搅拌。
本次注浆选用新鲜425#普通硅酸盐水泥,模数2.7~3.5Be水玻璃,以及浓度37~45Be的中性水玻璃,进行水泥-水玻璃双液注浆。
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。
(二)具体注浆工作步骤1. 注浆段高和浆方式注浆段高是指一次注浆的长度,可分为全段一次注浆和分段注浆两种。
前者是将注孔钻至终孔后一次注浆,适用于含水层距地表近且厚度不大、裂隙发育较均匀的岩层。
其优点是一次钻进、一次完成注浆,缩短施工时间;缺点是段高大时不易保证质量。
当岩层吸浆量大时要求注浆设备能力大,易出现不均匀扩散,影响注浆堵水效果。
当注效果。
当注浆深度较大,穿过裂隙大小不同的多个含水层时,在一定注浆压力下,为防止浆液在大裂隙扩散远、小裂隙扩散近,上部岩层的裂隙进浆多、下部岩层裂隙进浆少,应采用分段注浆。
段高可按岩层破碎程度划分。
我国经验数据是:极破碎岩层一般为5m~10m;破碎岩层为10m~15m;裂隙岩层为15m~30m;重复注浆可取30m~50m。
注浆方式是指注浆顺序,分下行式和上行式两种。
自上而下依次注浆称下行式注浆,即从地表钻进含水层,钻一段孔,注一段浆,反复交替,直至全深。
其优点是:上段注浆后,下段高压注浆时不跑浆,同时上段获得复注,注浆堵水效果好。
缺点是:钻孔与注浆交替进行,工期长。
该方式适用于岩层破碎或裂隙发育的地层。
自下而上的注浆称上行式注浆,即注浆孔一次钻进到注浆终深,使用止浆塞,自下而上逐段注浆。
上行注浆优点是无重复钻进,能加快注浆速度。
该方法适用于岩层较稳定、垂直节理不发育的地层。
2. 注浆前压水目的在于将裂隙中松软的泥质充填物推送到注浆范围以外,从而提高注浆质理和堵水效果。
对于大裂隙,压水时间为10min~20min;中小裂隙,则需15min~30min或列长一些。
重复注浆钻孔压水时间适当延长30min~60min。
压水时压力应由小增大,最大不得超过注浆终压。
3.下放止浆塞及注浆止浆塞放至规定位置后,接好输浆管,压缩胶塞止浆并经压水试验检查好,即可进行注浆。
注浆过程中应特别注意堵浆、跑浆及冒浆,对待不同情况采取相应措施,以保证注浆工作正常进行。
(三)注浆参数(1)浆液扩散半径。
裂隙中浆液的扩散半径随岩石的渗透系数、注浆压力、注入时间的增加而增大,随浆液的浓度和黏度的增加而减少。
据现场经验,岩深地层注浆,浆液平均扩散半径为10 m~15m,裂隙地层平均为4m~8m。
(2)注浆压力。
注浆压力对浆液的扩散影响很大,经验表明,随着注浆压力的提高,充塞物质的强度急剧增加,这就保证了充塞物具有足够强度和不透水性。
在地下水流速大的情况下,应设法增加浆液的流动阻力,需降低注浆压力,故合理运用注浆压力是注浆的关键。
不同地区因地质条件不同,注浆压力也不尽一样。
有地区选用注浆压力为静水压力的2~3倍,有的则根据岩石裂隙采用合适的压力值。
(3)浆液注入量。
根据扩散半径和岩裂隙率进行粗略计逄,公式为Q=r2AHnβ(4-2)式中Q―――浆液注入量,m3;r-―――浆液扩散半径,m;n―――裂隙率,%H―――注浆段高,m;β―――浆液在裂隙内有效充填系数,0.9~0.95;A――――浆液消耗系数,一般取1.2~1.3。
(4)注浆结束标准。
一般是用两个指标表示;一是最终吸浆量,即注浆注至最后的允许吸浆量;另一个是达到设计压力时(即终压时)的持续时间。
从理论上讲,最终吸浆量是越小越好,最理想的情况是注至完全不吸浆,但难以做到,故结束标准是注浆压力达到设计终压,一般为受注含水层水压的1.6~2.5倍,吸浆量小于80L/min,时间不少于30min即可。
三、突水点(口)注浆堵水矿井因突水事故被淹没后,可以采取适当方法与措施,使其恢复生产获得新生,常用的方法有强排疏干法和注浆堵水法。
强排疏干法,即利用大流量水泵(水泵排水量要大于矿井突水后的总水量)强行排水,追水至井底,然后采到相应措施恢复生产。
它适用于突水点(口)动水量和含水层静储量均小,矿井排水设备及电力供应条件皆好,排水后对工农业和居民用水无影响等条件。
注浆堵水法是指用各种方法和材料(水泥、水玻璃、化学材料等)堵塞井下突水点,增加突水点及其周围岩层和隔水层的强度,切断通道和水源,故又称突水点(口)注浆堵水。
此法适用于突水点动水量大、突水点距地面深,井巷断面有限、不能安装大型排水设备,突水点水源与工农业和居民供水属同一水源,排水后会引起水源地枯竭或产生环境水文地质问题时。
突水点(口)注浆堵水,按注浆孔的们位置可分为先后排法和先排后堵法,我国淹没矿井恢复注浆堵水常用的是地面注浆先堵后排法。
(一)注浆堵水前的水文地质工作注浆堵水时应解决的问题是:井下突水点的具体位置在哪里,在什么部位注浆效果最好,根据什么原则布置勘探注浆孔,突水点堵水效果如何判断等问题。
为了正确选择堵水方案,确保注浆钻孔能命中堵水的关键地点或部位和正确评价堵水效果,一般需进行下列水文地质工作:(1)通过现有水文地质资料的整理分析、野外地质调查以及必在的突水点(口)注浆堵水补充勘探工作,查清突水点的位置,确定或判断突水水源、突水点附近断裂构造的确切位置和含水层间的对接关系、突水点地段内含水层的分布及它们之间的水力联系、各含水层岩溶裂隙发育程度及岩溶裂隙发育的主要方向;(2)因地制宜地进行连通试验,测定地下水的流速、流向和地下水的水质与水温;(3)布设地下水动态观测网,进行堵水前、堵水后和堵水过程中的动态观测,并编制注浆观测孔历时曲线和等水位(压)线图,以指导注浆工程和注浆效果评价;(4)用钻孔和被淹矿井进行抽(放)水试验,了解各含水层与突水点(口)的水力联系情况;与注浆工程前后放水资料对比,评价堵水效果;(5)注浆前每孔都要进行冲洗钻孔及压水试验,目的是冲洗岩层中空隙通道,利于浆液扩散并与围岩胶结提高堵水效果;通过压水试验计算岩层单位吸水量,了解岩层的渗透性,以选择浆液材料及其浓度与压力。
(二)突水点注浆堵水方案的制定制定方案时应反复分析研究,在弄清水文地质条件等情况的基础上,对堵水工程作出正确布置,对堵水方法提出明确要求。
方案设计应包括如下内容;(1)确定堵水范围、注浆层位和部位,注浆孔、观测孔检查孔数及其布置方式;(2)确定注浆材料、注浆深度,划分注浆段、选择注浆方式和止浆方法;(3)确定注浆参数及质量检查和评价方法;(4)选择钻探设备,确定钻孔结构与施工方法,确定主要安全技术措施(包括注浆操作规程)。
(三)施工注浆孔及注浆1.勘探注浆孔及注浆(1)应布置在井下突水点附近,围绕着突水点由内往外和由稀至密分批布置。
其目的是根据探资料及时修改补充原设计,以达到提高堵水和加固底板的效果;(2)根据地下水的流速、流量和流向,注浆孔应布置在来水方向上,在突水点或断层带附近应适当加密堵水钻孔,以便切断突水点补给来源,减少注浆堵水孔数;(3)布置钻孔尽可能一孔多用,使之既是地质、水文地质勘探孔,又是试验孔、观测孔,同时还可作为注浆堵水孔;(4)注浆间距应按当地的具体地质、水文地质条件与实际扩散半径(R)等因素确定。
2.注浆过程中的若干问题(1)注浆层或段裂隙细小,钻孔单位吸水量小到中等的钻孔,一般耗浆量不大时,可采用连续注浆法,即自始至终连续不断地注浆,直到达到注浆设计结束标准。
(2)岩溶通道大、钻孔单位耗浆量大时,可采用间歇时间长短,主要依浆液达到初凝所需时间而定。
间歇的次数以孔口压力上升快慢而定。
当注浆孔口压力上升较快时,可改为连续注浆。
每次停注后需冲入一定量清水,以保持通道井口有致被堵塞。
(3)若发现邻孔有窜浆现象,应串连两孔同时注浆;若设备不足,依钻孔水位高低,可在下游注浆孔压入清水保持通道能畅、上游注浆孔注浆的办法处理。
(4)注浆时,若通道中地下水流量汪、流速大时,只要浆液性能(水灰比)适宜,吸浆量大于通道中地下水流量1.5倍,注浆也可以成功;若通道流量大、流速小时,可用不易被水稀释的浆液,使用间歇注浆法注浆;若通道中流量和流速皆大,则可在注浆前设置比重较大固料,先将通道充填,然后注入速凝浆液。
3.注浆堵水效果的判断当注入突水点及其周围的堵水材料固结封住突水通道后,则淹没矿井的水位将发生显著变化,地下水流的流动方向和水化学成分也相应发生变化,这些均可看成判断堵水效果的定性指标;定量指标是通过注浆前后的排水试验取得水量与降深关系的数据后,即可识别。
四、井下注浆堵水井下注浆封堵突水点,主要是处理某些生产过程中发生和规模小的突水或恢复某个采区、工作面的生产工作。
它的注浆堵水工作在井下进行,而且主要是对断层突水处理,主要方法是:(1)用水闸墙挡水。
当水突入巷道后,若水量较大,应采取紧急措施,在所掘巷道突水点以处地段,将水堵在巷道内;若水量不大时,可用水管将水导出,然后先择岩层比较完整处修筑水闸墙,待水闸墙修好后将管子的水门关闭,造成静水条件。