摘 "要：承壓開采礦井對(duì)煤層底板進(jìn)行注漿改造，目前在國內(nèi)已經(jīng)是一項(xiàng)比較成熟的技術(shù)。但國內(nèi)大多數(shù)地區(qū)進(jìn)行底板注漿改造的含水層一般距離開采煤層底板較遠(yuǎn)，即使有多層含水層，含水層間間距也比較大，含水層間無水力聯(lián)系或聯(lián)系很弱。因此，只需要加固緊接底板的一層含水層即可。

關(guān)鍵詞：煤層;注漿;工藝;

中圖分類號(hào)：TD745 " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " "文章編號(hào)：1674-3520（2014）-11-00-01

由于一些煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，所以含水層間可能存在變薄帶、構(gòu)造破碎帶、導(dǎo)水裂隙帶，致使含水層之間水力聯(lián)系密切，宏觀上實(shí)為一個(gè)含水體。若采用疏水降壓實(shí)現(xiàn)安全開采，則疏排水費(fèi)用太高，浪費(fèi)地下水資源且經(jīng)濟(jì)上不合理，經(jīng)長期生產(chǎn)實(shí)踐，我礦采取積極預(yù)防為主的帶壓開采，主要著眼于對(duì)隔水層、水壓、水量、構(gòu)造等綜合水文開采條件的認(rèn)識(shí)，通過對(duì)各個(gè)含水層注漿，改造其富水性，加固底板，封堵水源補(bǔ)給通道，提高其阻水能力，形成一定厚度的有效隔水層，從而防止采中、采后突水，實(shí)現(xiàn)安全回采。

一、注漿施工工藝流程

采用地面注漿站，通過注漿管路和井下工作面注漿孔對(duì)薄層灰?guī)r預(yù)注漿，充分利用薄層灰?guī)r的堅(jiān)固性和巖溶裂隙的可注性，使?jié){液在注漿壓力的作用下沿著巖層裂隙擴(kuò)散、沉淀、結(jié)石，最后充填巖層裂隙，把薄層灰?guī)r中的水置換出去，使薄層灰?guī)r不含水或弱含水，從而形成完整的注漿系統(tǒng)工藝流程。

1-1注漿流程圖

二、注漿現(xiàn)場布置方案

在工作面上、下巖中巷，按底板注漿加固工程按漿液擴(kuò)散半徑不大于30m均勻布設(shè)鉆孔，終孔層位經(jīng)突水系數(shù)計(jì)算選為L1灰?guī)r含水層，對(duì)于斷層裂隙發(fā)育區(qū)、頂板淋水較大區(qū)域及富水異常區(qū)重點(diǎn)加固，加密布孔。

鉆孔布置在平面上呈放射狀展布，以斜孔為主，在剖面上長短結(jié)合，使鉆孔揭露的含水層段盡可能長，盡量與斷層、裂隙垂直或斜交;鉆場之間的鉆孔盡量進(jìn)行交叉布孔，以揭露最多的巖溶裂隙，避免出現(xiàn)注漿盲區(qū)。

三、注漿程序

（一）注漿前先對(duì)注漿孔放水0.5-1小時(shí)，將沉淀在孔內(nèi)的碎石、巖溶裂隙中的充填物沖出，以使裂隙暢通。

（二）水 "灰比、比重、稠度視單孔涌水量及巖溶發(fā)育程度確定。⑶注漿過程中要根據(jù)進(jìn)漿、泵壓等情況，及時(shí)調(diào)整泵量及漿液配比。⑷達(dá)到注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，關(guān)閉孔口閥門，用清水將管路沖洗干凈，并檢修好注漿設(shè)備。⑸第一次序孔注漿完畢后，可根據(jù)需要布設(shè)第二次序孔，用于檢查注漿效果或視薄層灰?guī)r賦水性補(bǔ)充注漿，依次類推。

四、注漿方式

注漿的根本目的在于通過充填封堵出水通道及煤層底板裂隙，達(dá)到加固底板和增強(qiáng)隔水層厚度、強(qiáng)度的效果。材料以粘土漿和水泥漿混合液為主，分靜態(tài)注漿和動(dòng)態(tài)注漿兩個(gè)方面。

（一）靜態(tài)注漿。漿液通過注漿孔直接進(jìn)入并充填在薄層灰?guī)r含水層（如徐家莊石灰?guī)r）溶洞裂隙及煤層底板裂隙中，先采用濃度較小（根據(jù)鉆孔涌水量及底板裂隙發(fā)育情況確定）的粘土漿進(jìn)行裂隙充填，采用由稀到稠連續(xù)注漿方式使混合液通過注漿孔充填到溶洞裂隙中去。以孔口壓力達(dá)到孔口水壓的2.5-3.5倍做為充填飽和和終止注漿封堵的標(biāo)志。

（二）動(dòng)態(tài)注漿。由于底板破碎及巷道、采面滲水等原因，在注漿孔附近及巷道采面形成水力聯(lián)系通道時(shí)，需采用動(dòng)態(tài)注漿。首先加大漿液濃度，采取循環(huán)注漿方式。若達(dá)不到效果則采取特殊注漿，一是采用水玻璃和粘土漿液進(jìn)行雙液注漿，以加快動(dòng)態(tài)情況下漿液的硬化速度;二是根據(jù)裂隙及溶洞比較發(fā)育不易充填的實(shí)際情況，有針對(duì)性的向孔內(nèi)填塞海帶、粉碎玉米芯、鋸末、刨花、小海棉塊、豆子、砂子等骨料，利用其膨脹系數(shù)大的特性，保證充填固結(jié)強(qiáng)度。

五、漿注材料

以粘土為主要原料，在粘土漿中摻加適量的水泥，必要時(shí)可摻加少量的水玻璃。

（一）粘土。是漿液的主要成分，要求具有一定的塑性指數(shù)。研究表明，塑性指數(shù)15以上的粘性土一般均可作為配制漿液的原料，且塑性指數(shù)越高，粘土顆粒的分散性越好，造漿（粘土漿）的效率越高。

（二）水泥。是漿液的結(jié)構(gòu)生成結(jié)構(gòu)生成劑，水泥顆粒的水化作用使得漿液具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而且漿液結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的增長與水泥顆粒水化反應(yīng)速度有關(guān)，水化反應(yīng)越快，漿液結(jié)構(gòu)強(qiáng)度增長亦越快。雖然普通硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥都可用來配制漿液，但一般情況應(yīng)優(yōu)先選用425號(hào)或525號(hào)普通硅酸鹽水泥。

（三）水玻璃。是漿液的添加劑，它促使水泥顆粒更快地水化，在漿液結(jié)構(gòu)形式過程中起加速凝固的作用。

六、注漿孔布設(shè)原則

在工作面上下兩巷，一般按漿液擴(kuò)散半徑10-30m均勻布設(shè)鉆孔，力求使?jié){液在整個(gè)工作面或改造范圍內(nèi)覆蓋率達(dá)80%以上。工作面初壓及周壓段、構(gòu)造發(fā)育段、含水層富水段、隔水層變薄區(qū)要加密布孔，并使鉆孔盡量與裂隙發(fā)育方向垂直或斜交，穿透含水層。

七、注漿改造效果檢查

（一）把實(shí)際注漿量與預(yù)計(jì)注漿量進(jìn)行比較，看兩者的符合程度。

（二）施工檢查孔，取芯觀察其充填膠結(jié)情況。

（三）從檢查孔水量方面來評(píng)價(jià)注漿改造效果。

八、注意事項(xiàng)

封堵加固的部位應(yīng)在采動(dòng)破壞帶以下，避免在破壞帶內(nèi)加固，采動(dòng)之后仍受破壞。當(dāng)頂板堅(jiān)硬不易冒落而形成懸頂跨距過大時(shí)，則應(yīng)人工放頂，減少懸頂面積，促使回采過程頂板正常冒落，保持正常壓力。

九、總結(jié)

由于工作面底板有含水層，所以注漿改造極具復(fù)雜性，需要對(duì)含水層進(jìn)行注漿改造，否則極易造成注漿事故，導(dǎo)致注漿失敗。

所以，煤層底板含水層注漿改造工藝的研究成功，解決了煤層底板具有含水層時(shí)為保證采煤工作面的回采安全如何成功進(jìn)行底板注漿改造的問題，同時(shí)減小礦井排水量，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

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