浅谈注浆堵水及冻结施工技术在丰龙矿井的应用
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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。
矿井灾害治理中的注浆堵漏技术【摘要】矿井灾害是煤矿安全生产中的重要问题,注浆堵漏技术是矿井灾害治理中的一种有效手段。
本文介绍了注浆堵漏技术的原理、工艺、设备和材料选择等方面的内容,对于提高注浆堵漏效果和工作效率具有一定的参考价值,并且本文基于实际案例进行了注浆堵漏技术分析。
【关键词】矿井灾害;灾害治理;注浆堵漏技术引言煤矿灾害是煤矿安全生产中的重要问题,其中包括煤与瓦斯突出、煤与瓦斯爆炸、顶板失稳等多种类型。
注浆堵漏技术是矿井灾害治理中的一种重要手段,可以有效地控制灾害发生和蔓延,保障煤矿的安全生产。
因此,注浆堵漏技术的研究和应用对于提高煤矿安全生产水平具有重要意义。
1.注浆堵漏技术基本原理注浆堵水的基本原理是使用专用的注浆设备,将根据不同堵水条件制备的不同特性的堵水浆液,注入岩体及岩层的孔隙之中,占据原来被水占有的孔隙或通道,在一定的压力、时间下脱水,固结胶凝,使浆液的结石体或胶凝体与岩石形成阻水整体,从而改变原来不利于采煤的水文地质条件。
目前注浆堵漏技术主要包括连续注浆及间歇注浆。
连续注浆是指在钻孔过程中,不间断地将浆液注入孔内,以达到封闭孔道的目的。
连续注浆适用于孔壁较为完整的情况下,它可以保证注浆孔道的密闭性和连续性,并能够实时监测注浆效果。
间歇注浆则是在发现漏浆或漏浆现象的情况下采用的一种注浆方法。
间歇注浆需要在钻孔到达一定深度后停止注浆,等待浆液充分凝固后再继续注浆,以达到封闭漏点的目的。
间歇注浆适用于孔壁有缺陷或存在漏点的情况下,它可以针对性地进行注浆,提高注浆效果和成本控制。
2.注浆堵漏注浆设备及注浆材料的选择2.1注浆堵漏注浆设备注浆堵漏需要使用特定的注浆设备,选择合适的设备对于提高注浆效果和工作效率非常重要。
在注浆时浆液漏失量不大,钻孔内水量较小时,采用气动注浆泵进行注浆,用注浆管连接注浆帽、水泥搅拌罐,组成注浆设备组。
另外,遇到底板破碎,底板、帮部浆液漏失量较大,仅靠单液水泥浆无法堵漏时,可采用砂浆泵进行注浆,用注浆管连接注浆帽、水泥搅拌罐,组成注浆设备组。
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。
2024年矿井井下防治水技术引言:随着全球经济的快速发展和能源需求的增加,矿山的开采程度和规模也在不断扩大。
然而,矿井井下发生的水灾事故往往给矿山生产带来巨大的影响,甚至威胁到矿工的生命安全。
因此,矿井井下防治水技术的研究和应用成为矿山管理者亟待解决的问题。
本文将对2024年矿井井下防治水技术进行详细探讨。
一、井下灌浆技术井下灌浆技术是防治水灾事故的一种重要手段。
传统的井下灌浆技术主要采用水泥浆、聚合物浆等填充材料,但其密度较大,渗透性差,容易造成孔隙堵塞,影响井下水流的通畅。
因此,2024年矿井井下灌浆技术的发展方向主要有以下几个方面:1. 高渗透性灌浆材料的研发:研究人员通过改变灌浆材料的组分和比例,使其具有较高的渗透性,能够快速填充井下孔隙,提高井下水流的通畅性。
2. 智能控制技术的应用:引入传感器技术和智能控制系统,实现对井下灌浆过程的实时监测和自动控制,提高灌浆质量和效率,减少人工操作的风险。
3. 环保型灌浆材料的研究:传统的灌浆材料往往对环境造成一定污染,因此,2024年矿井井下灌浆技术的发展方向之一是研究环保型灌浆材料,减少对环境的影响。
二、井下排水技术井下排水技术是保证矿井安全生产的重要手段。
传统的井下排水技术主要采用抽水机械抽取井下积水,但其存在抽水效率低、工作成本高等问题。
为解决这些问题,2024年矿井井下排水技术的发展方向主要有以下几个方面:1. 高效率抽水设备的研发:研究人员通过改进抽水机械的结构和工作原理,提高抽水效率,减少工作成本。
2. 统一控制平台的建立:建立统一的井下排水控制平台,实现对整个井下排水系统的实时监测和控制,减少人员操作的风险,提高排水效率和安全性。
3. 环保型排水设备的研究:传统的抽水机械往往对环境造成一定的噪音和振动,2024年矿井井下排水技术的发展方向之一是研究环保型排水设备,减少对环境的影响。
三、井下渗水预警技术井下渗水是矿山管理者需要密切关注的问题。
2024年煤矿注浆堵水技术的新进展随着煤矿行业的不断发展和技术的进步,注浆堵水技术在煤矿井下的应用得到了广泛推广和运用。
2024年,煤矿注浆堵水技术迎来了一系列新的进展,以下将详细介绍。
一、新型注浆材料的应用新型注浆材料是煤矿注浆堵水技术的重要发展方向之一。
在2024年,煤矿注浆堵水技术中出现了一种新型的高性能注浆材料。
该材料具有优异的渗透性和堵水效果,能够快速堵塞煤层中的裂缝和孔隙,有效抑制煤矿井下的水涌问题。
与传统的注浆材料相比,新型注浆材料不仅具有更高的堵水效果,还具有更低的成本和更短的施工周期。
二、注浆堵水技术的智能化和自动化2024年,随着人工智能和自动化技术的快速发展,煤矿注浆堵水技术也迎来了智能化和自动化的时代。
通过引入智能传感器、自动控制系统和数据分析算法,煤矿注浆堵水技术能够实现井下水压、水位、温度等关键参数的实时监测和自动调控。
这使得注浆堵水技术更加高效、准确和安全,大大提高了煤矿井下的安全性能和工作效率。
三、注浆堵水技术与无人机的结合无人机技术是2024年煤矿注浆堵水技术的又一新进展。
注浆堵水作业通常需要在煤矿井下进行,工作环境复杂且存在安全隐患。
利用无人机进行注浆堵水作业能够避免人员进入危险区域,降低工作风险。
无人机具备快速、灵活的特点,能够轻松到达注浆点进行作业,有效地提高了作业效率和安全性。
四、注浆堵水技术与人工智能的结合人工智能技术的应用为煤矿注浆堵水技术带来了更多发展机会。
通过建立基于深度学习的预测模型,煤矿注浆堵水技术能够准确预测煤层的水涌情况并及时采取相应措施。
此外,利用人工智能技术对煤层水涌进行大数据分析,可以从中挖掘出更多的规律和特点,为注浆堵水技术的改进提供了更多的思路和参考。
总而言之,在2024年,煤矿注浆堵水技术迎来了新的进展,包括新型注浆材料的应用、注浆堵水技术的智能化和自动化、注浆堵水技术与无人机的结合以及注浆堵水技术与人工智能的结合等。
这些新技术的应用将进一步提高煤矿井下的安全性能、工作效率和矿井的经济效益,有力推动了煤矿注浆堵水技术的发展和应用。
浅议注浆堵水在矿井水害防治中的应用摘要:通过分析**************清煤斜巷工作面突水机理,采用井下打钻注浆堵水方案。
关键词:掘进工作面清煤斜巷涌水钻孔注浆堵水陷落柱1. 概况1.1基本情况***************煤业有限公司设计矿井生产能力为120万吨/年。
清煤斜巷掘进断面为半圆拱形,掘进断面为:高 2.87m,宽2.74m,该工作面掘进到156 m时进行超前探测,探水眼中出现涌水,涌水量在13m3/h左右。
1.2 涌水来源经过分析判断认为,涌水来源为陷落柱边缘与石炭纪灰岩水导通,为石灰岩岩溶裂隙含水层水。
1.3 注浆堵水原因1.3.1陷落柱穿透了2#煤层顶板砂岩含水层,并成为2#煤层含水层的强大补给水源,如不对陷落柱进行治理,在2#煤层含水层中井巷工程一旦揭露与陷落柱有联系的导水裂隙时,则会发生突水,不仅增加了矿井涌水量,而且威胁着2#煤层的安全开采。
1.3.2 突水后陷落柱内大量的充填物被高压水冲出堆积在巷道,扩大了陷落柱空洞裂隙的体积,破坏了原有的平衡状态,使陷落柱周边岩体存在再次塌落的可能,特别是煤层强度低、结构疏松,更容易发生坍塌。
因此,如不进行陷落柱治理,2#煤柱的塌落使煤柱厚度变薄,陷落柱二次突水的危险性进一步增大。
1.3.3 注浆封堵陷落柱,切断奥灰水的补给通道,降低柱内水压,可以减少陷落柱四周煤柱的留设厚度。
1.4 井下打钻注浆方案该方案首先是在工作面前方的实体岩中,在钻场内布置小型地质钻机,打附孔,钻孔进入过水通道附近,注入水泥、XDS、XJG。
反复打孔,反复注浆,使双液浆结实体,在过水通道内充塞、堆积。
最后加压注浆,达到封堵底板水的目的。
2. 注浆前准备:2.1注浆材料:水泥、双液注浆、单液注浆、注XDS、注XJG。
2.2水动力条件:动态水注浆2.3工程目的:注浆堵水2.4注浆工艺:孔内止浆注浆2.5突水构造:陷落柱注浆2.6选择堵水方案应考虑的因素2.6.1 突水水文地质条件。
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。