煤礦井下突水點注漿封堵施工技術(shù)分析

周瓊

摘 要：在煤礦生產(chǎn)過程中，井下吐水問題不僅會影響煤礦生產(chǎn)安全，還會導(dǎo)致生態(tài)安全問題的出現(xiàn)，本文介紹了應(yīng)用注漿封堵施工工藝的意義以及該施工工藝的應(yīng)用實例，以期降低突水問題對煤礦資源開采造成的不利影響，希望能夠給讀者帶來啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：煤礦;井下突水點;注漿封堵;施工技術(shù)

注漿封堵技術(shù)主要是使用具有粘度時變性的水泥漿液或者水泥—水玻璃漿液，依靠漿液凝結(jié)作用，完成縫隙的封堵，在這一技術(shù)的實際應(yīng)用過程中，由于不同突水點水壓、流速等因素存在一定的差別，為保證封堵工作的質(zhì)量，對封堵漿液的種類、配比、封堵技術(shù)等因素進行研究，成為了一項極為重要的工作。

一、分析注漿封堵施工工藝的意義

在社會經(jīng)濟飛速發(fā)展的背景下，社會對于煤炭資源的需求量也在不斷上漲，然而受當前大部分已探明淺層煤炭已經(jīng)枯竭的影響，深部煤炭開采成為了一項極為必要的工作，但需要注意的是，在進行深層煤炭開采的過程中高壓水、高溫巖石等情況時有發(fā)生，不僅會降低煤炭資源的開采效率，還可能給開采人員的人身安全造成威脅。面對上述情況，為切實降低礦井滲水問題出現(xiàn)的可能性，相關(guān)工作人員探索得到眾多封堵裂縫水的技術(shù)，其中注漿堵水是當前較為常用的縫隙水封堵手段，但在注漿工藝應(yīng)用的實際過程中，工藝設(shè)計與參數(shù)選取仍存在較大的盲目性，面對這種總情況，為進一步提升注漿封堵施工的可靠性，對其施工技術(shù)進行分析成為了一項極為重要的工作[1]。

二、注漿封堵施工工藝的應(yīng)用實例

（一）工程概況

在A煤礦煤炭運輸下山斜巷掘進120m時，在巷道迎頭20m處出現(xiàn)了4處突水點，這4處突水點均屬于底板突水，其中，有3處較大的突水點，在巷道迎頭后方10m左右的范圍內(nèi)，1處突水點在巷道迎頭后方19m處。對這4處突水點進行分析后可以發(fā)現(xiàn)，4處突水點的總涌水量約為35m3/h，盡管經(jīng)過較長時間的排水，但突水點的涌水量始終保持穩(wěn)定，這種情況的出現(xiàn)對后續(xù)巷道掘進工作的順利開展造成了嚴重的阻礙。

（二）注漿封堵施工技術(shù)的應(yīng)用

1.注漿封堵方案選擇

在當前的煤礦井下突水點治理過程中，“堵”、“截”、“排”是較為常用的巷道底板突水問題治理方法，但在實際使用過程中，不同的方法存在不同的優(yōu)缺點。對A煤礦突水點的實際情況進行分析可以發(fā)現(xiàn)，該巷道在經(jīng)過排水處理后，巷道中的水量始終沒有減少，因此，直接排水的方法無法對A煤礦的突水問題進行有效的處理。同時，盡管A煤礦巷道突水層位置大致確定，但出水源頭未能有效查明，因此“截”這一方法也無法被有效使用，因此，“堵”成為該巷道突水點治理的唯一可選方案。

2.注漿封堵工作思路

對A巷道突水點進行分析可以發(fā)現(xiàn)，由于該巷道為下山巷道，巷道的突水點屬于開放性突水點，因此，堵水補孔工作的難度相對較大。面對上述情況，為進一步提升突水點的治理效果，可以通過將該巷道中的動水轉(zhuǎn)變?yōu)殪o水，然后再對突水點進行封堵。具體來說，在突水點的治理過程中，先用混凝土制作止?jié){墊，然后將其放在出水點上，使動水封閉在止?jié){墊下，最后再進行注漿止水工作。在構(gòu)建A煤礦巷道止?jié){墊的過程中，應(yīng)先預(yù)埋2根直徑為32mm的鋼管，為注漿工作的開展提供支持，然后再注漿壓力達到設(shè)計要求后，在巷道底板與兩幫位置均勻布置6個孔，對突水孔是否涌水進行檢查，若有水則繼續(xù)注漿，若沒有誰則破墊掘進[2]。

3止?jié){墊厚度計算

在進行A煤礦巷道突水點止?jié){墊厚度計算過程中，可以以止?jié){墊厚度計算公式為依據(jù)，計算其厚度。具體來說，L=L1+L0;Li=[ln（ P）-ln（ ）]/0.3986=[ln（1.3 1.5 1.8 0.5）-ln1.5]/0.3986=0.4m，式中Li指的是止?jié){墊應(yīng)力衰減階段的計算厚度，單位為m; 指的是作用的分項系數(shù)，取值為1.3; 指的是作用分項系數(shù)，取值為1.5; 同樣是作用分項系數(shù)，取值在1.2—2.0之間，由于本次計算水壓大、巷道的凈斷面積大，因此 的取值為1.8;P指的是水壓，考慮到在突水點處理的過程中存在靜水壓與動水壓，因此P應(yīng)留有一定的賦予系數(shù)，取值為0.5MPa; 指的是混凝土的抗拉強度設(shè)計值，在本次突水點注漿施工過程中，混凝土標號我C30，因此， 的取值為1.5;L0指的是止?jié){墊應(yīng)力回升段的厚度，取值在1.0—2.0之間，本次計算取值為2.0m。將上述數(shù)據(jù)值帶入L=L1+L0，則可以得到L=0.4+2.0=2.4m，在本次止?jié){墊構(gòu)筑過程中，最終厚度值為2.5m。

4.止?jié){墊構(gòu)筑

在本次止?jié){墊構(gòu)筑過程中，為保證止?jié){墊的質(zhì)量能夠滿足最終突水點注漿施工的需要，首先，應(yīng)制備合適的混凝土，具體來說，止?jié){墊的材料包括石子、河沙、水泥等，并將材料按比例混合成C30混凝土，為后續(xù)厚度為2.5m止?jié){墊的構(gòu)筑提供材料。其次，需要鋪設(shè)濾水層，在混凝土澆筑止?jié){墊前，應(yīng)在突水點上面到巷道迎頭處，用碎石鋪設(shè)濾水層，并在濾水層上方鋪設(shè)油氈，避免混凝土與突水點的涌水直接接觸。再次，進行止?jié){墊的澆筑，具體來說，在工作過程中，用強度等級為C30的混凝土澆筑厚度為2.5m的止?jié){墊，再澆筑過程中，在混凝土中摻入高效減水早強劑，并保證其摻入量約占混凝土中水泥量2%。最后，進行孔口管的埋設(shè)，具體來說，在鋪設(shè)濾水層與澆筑止?jié){墊的過程中，應(yīng)預(yù)埋2根直徑為273mm、長度為8.4m、可容納潛水泵的導(dǎo)水管，并且將導(dǎo)水管下部1m處的花管用濾水網(wǎng)包裹好，同時，保證導(dǎo)水管上端比止?jié){墊高6m，在管口處設(shè)置法蘭盤。在實際應(yīng)用過程中，該導(dǎo)水管可以在制漿墊澆鑄過程中，排除突水點的涌水，同時，應(yīng)預(yù)埋2根直徑為32mm長度為9m的鋼管，鋼管上端比止?jié){墊高6.5m，該鋼管既可以做觀測管、也可以做注漿管。當止?jié){墊的混凝土養(yǎng)護時間在6d左右時，停止抽水，提出潛水泵，封閉預(yù)埋管與導(dǎo)水管，觀察是否存在漏水問題，若存在問題，則需要通過下眼打管，并在其中注入高強度有機發(fā)泡化學(xué)漿的方式，對注漿施工進行填充加固，而濾水層的注漿加固，則可以應(yīng)用預(yù)埋注漿管進行，在A煤礦發(fā)巷道突水孔注漿的過程中濃，注漿施工的壓力達到5MPa時，停止注漿。

結(jié)論：

總而言之，對上述注漿封堵實例進行研究可以發(fā)現(xiàn)，注漿封堵技術(shù)的應(yīng)用對于突水點的治理有著較為明顯的效果，因此，在當前的煤礦井下突水治理過程中，合理應(yīng)用注漿封堵施工工藝，不僅能夠為煤礦巷道的順利掘進提供了有效的保障，還為后續(xù)煤礦巷道的安全治理工作提供了實踐經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]張耀輝，熊祖強，李西凡，等.復(fù)雜水文地質(zhì)條件下礦井水害綜合防治技術(shù)研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2021，49（3）：167-174.

[2]牛永波，陳禹旭.上河煤礦井下突水點注漿封堵施工技術(shù)探討[J].黑龍江科學(xué)，2021，12（16）：96-97.