摘要:本文介紹了JD-WFK-2型速凝膨脹封孔劑在丁集煤礦治理巷道淋水中的應用,解決了巷道長期淋水的難題,并取得了預期的效果。
關鍵詞:速凝膨脹封孔劑巷道淋水治理措施注漿設計
丁集煤礦西一11-2采區(qū)軌道大巷、皮帶機大巷因過巷影響,巷道頂板淋水較大,且出水分散。雖進行過水泥注漿或水泥+水玻璃注漿封堵,但效果不明顯。淋水導致巷道底鼓嚴重、圍巖破壞、錨桿(索)和U型棚腐蝕加快,不利于巷道的支護(此處巷道圍巖主要為泥巖、砂質泥巖);影響了巷道正常使用,也給巷道文明生產環(huán)境整治增加了很大難度。因此,對淋水巷道進行治理十分必要和迫切。
1 淋水巷道概況
1.1 巷道淋水位置
西一11-2軌道大巷、皮帶機大巷,因受上方西部11-2回風聯巷過巷影響,現場共有兩處淋水段,其中:軌道大巷淋水段長12m,皮帶機大巷淋水段長18m。
1.2 巷道圍巖及支護情況
西一11-2軌道大巷、皮帶機大巷,原采用錨網(索)噴注支護,斷面:凈寬*凈高=5.4*4.3m,變形破壞后進行了全斷面刷擴巷修。巷修時,我們發(fā)現圍巖松軟、裂隙發(fā)育、破碎嚴重,且裂隙中有水泥漿。
軌道大巷、皮帶機大巷全斷面刷擴后,架設直墻半圓拱36U型棚,施工錨索,最后噴注漿(水泥漿)加固,凈寬*凈高=5.4*4.3m。但是,巷道依舊淋水。
2 治理巷道淋水方案
2.1 方案分析。現場觀測發(fā)現,頂板淋水分散,水源主要來自上方西部11-2回風聯巷及頂板巖層。因巷道已進行水泥注漿加固,水泥顆粒將圍巖裂隙不規(guī)則分割,裂隙的連續(xù)性被破壞,形成分散式淋水。
注漿后,水泥固化導致裂隙的滲透性降低,若再單純使用顆粒性注漿材料滲透不到微裂隙內,無法達到預期治水效果。
經分析應采用:多點布置注漿管,進行多點注漿,將整個巷道形成一個注漿帷幕,啟到堵水加固作用,并設置集中出水點引水。注漿材料我們選用高分子化學材料或速凝膨脹封孔劑。
2.2 注漿材料選擇。高分子化學材料,具有較強的粘合力和較高的滲透性,在壓力作用下可滲透到微裂隙中,遇水凝固,形成致密的隔水層,從而起到堵水作用。
表1 注漿材料優(yōu)缺點比較
JD-WFK-2型速凝膨脹封孔劑,呈灰色粉末狀,主要由特種水泥以及膨脹劑等多種添加劑組成,通過水泥的膨脹滲入圍巖微裂隙,杜絕了氣體、液體等泄露,克服了純水泥凝結慢又收縮的缺點,可用于治理巷道淋水。
根據技術上可行,經濟上合理原則,我們選擇JD-WFK-2型速凝膨脹封孔劑作為這次治理巷道淋水注漿材料。
2.3 方案確定
本次治理巷道淋水試驗方案為:先注水泥漿(低壓)充填圍巖內大裂隙,降低注漿成本;再注速凝膨脹封孔劑封(高壓)堵圍巖內微裂隙,形成一個注漿堵水帷幕,并留有一個集中出水點排水。每次注漿均采用多點布管,多點注漿。
3 施工工藝及效果
3.1 注漿原理。將水泥或速凝膨脹封孔劑封按一定比例混合制成漿液,通過注漿設備壓人巖石裂隙,使它沿裂隙流動擴散,形成具有一定強度的低透水性的結合體,從而堵塞裂隙,截斷水流。
3.2 施工順序。噴漿——打眼——注水泥漿——打眼——注速凝膨脹封孔劑——設置集中出水點。
3.3 注漿設備。選用ZBY-3/7.0-11型全液壓注漿泵,制漿采用JJS-10型攪拌機。
3.4 水泥注漿參數。采用淺孔注漿,排距為3m,每排均布置5個孔,孔深1000mm;注漿管采用550mm 長4分普通鋼管,樹脂錨固劑封孔長度不低于100mm;注漿壓力為3.0Mpa;選用P.032.5普通硅酸鹽水泥,漿液水灰比1:1~1:1.5。
3.5 速凝膨脹封孔劑封注漿參數。采用深孔注漿,排距為3m,每排均布置5個孔,孔深頂部3個5000mm,幫部2個2200mm;注漿管采用2050mm長4分普通鋼管(一端花管長1200mm),樹脂錨固劑封孔長度不低于100mm;注漿壓力為5.0Mpa;漿液水灰比0.8:1~1.2:1。
3.6 集中出水點設置。速凝膨脹封孔劑封注漿完畢后,用MQT-120/130錨桿機,配合28mm鉆頭在淋水嚴重地點施工引水孔一個,孔深5m,并用2050mm 長4分普通鋼管埋入,鋼管用樹脂錨固劑固定,并外露100mm。鋼管下方設置一個集水漏斗集中排水。
3.7 施工效果。經過六個月的觀測,注漿范圍巷道未出現淋水,只部分巷道出現浸水,通過集中出水點出水。
4 結論
4.1 采用先注水泥漿,后注速凝膨脹封孔劑封,高低壓相結合,再設置集中出水點的治理巷道淋水方案,技術上可行,經濟上合理,為治理巷道淋水,提供了新的方法。
4.2 該方案具有工藝簡單,使用設備少,操作方便的特點。
4.3 該方案不僅能治理巷道使用期間淋水問題,也可用于防治巷道淋水。
參考文獻:
[1]張友俊;用BR型防水劑治理巷道淋水;煤炭科技,1999年第2期.
[2]徐永忻.《采礦學》.徐州:中國礦業(yè)大學出版社,2003.