韓靖華

(大同煤礦集團(tuán) 馬脊梁礦，山西 大同 037003)

某礦副平硐于2018年11月初出現(xiàn)一段淋水區(qū)域，該副平硐以-6°坡布置，淋水集中在里程420～450 m；出現(xiàn)淋水22 d后，涌水逐漸變大并趨于穩(wěn)定，涌水量由2 m3/d增大到30 m3/d后穩(wěn)定，該區(qū)域部分巖石已經(jīng)遇水軟化掉落。經(jīng)地測(cè)專(zhuān)業(yè)人員多次地面勘察和對(duì)副平硐巖性對(duì)比及水質(zhì)化驗(yàn)分析，判斷該區(qū)域涌水為砂巖含水層涌水。由于副平硐承擔(dān)著全礦的輔助運(yùn)輸任務(wù)，11月下旬開(kāi)始，氣候逐漸變冷，嚴(yán)寒天數(shù)增多，當(dāng)井口供暖出現(xiàn)緊缺時(shí)，該淋水區(qū)域地面會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅膠輪車(chē)行車(chē)安全。為了消除安全隱患，借鑒其他礦井淋水治理經(jīng)驗(yàn)[1-3]，決定采用注漿堵水方法治理副平硐淋水。

1 注漿材料

綜合考慮淋水區(qū)域地質(zhì)條件，宜選用反應(yīng)固化速度較快的化學(xué)注漿材料進(jìn)行注漿，天固堵水材料是一種新型的煤礦井下專(zhuān)用聚脲酸酯材料，符合MT113-1995阻燃標(biāo)準(zhǔn)，具有較強(qiáng)的耐火耐高溫能力和優(yōu)異的煤巖層滲透能力。該材料由A、B兩種化學(xué)組分組成，化學(xué)反應(yīng)迅速，注漿時(shí)按1∶1比例混合注入圍巖裂隙迅速反應(yīng)并凝固，遇水時(shí)不影響反應(yīng)產(chǎn)物最后的物化性能，能對(duì)涌水裂隙起到快速有效的封堵效果。天固堵水材料在套管內(nèi)部初步混合，從套管?chē)姵龊蠹纯裳杆倌坛啥滤菽?，具有很?qiáng)的抗壓和抗收縮能力，可以承受地層運(yùn)動(dòng)的作用，并且具有抗磨、抗沖擊性能和抗老化性能，從而達(dá)到長(zhǎng)久穩(wěn)固地層、封堵涌水裂隙和通道的目的。

2 注漿工藝

注漿工作先后順序：堵水材料由地面運(yùn)至注漿區(qū)域—注漿施工前準(zhǔn)備工作(壓風(fēng)、注漿設(shè)備、配件、打鉆工具、人員、搭設(shè)施工平臺(tái))—打鉆(鉆孔、調(diào)試設(shè)備、連接管路工作可以平行作業(yè))—安設(shè)封孔器、連接管路—注漿—收尾。鉆孔施工完畢后，為防止鉆孔內(nèi)的水流至巷道底板，需立即布置注漿管路，及時(shí)進(jìn)行注漿施工。注漿示意見(jiàn)圖1。

圖1 注漿堵水連接示意

注漿時(shí)，在混合槍前面加上堵水封孔專(zhuān)用封孔器，待封孔器與巖體緊密結(jié)合后，開(kāi)啟氣動(dòng)注漿泵將A、B組分經(jīng)混合器混合后注入注漿孔，氣動(dòng)注漿泵的壓力將其壓入巖層裂隙，封堵滲水裂隙。

3 注漿步驟

注漿采用“從高往低、從上到下、先疏后堵”的原則進(jìn)行。注漿前先在副平硐淋水段水溝側(cè)布置一排放水孔疏水，底部斜向上60°、打一排孔深6 m、孔徑42 mm的放水孔，孔間距為3 m，放水孔共計(jì)10個(gè)孔。放水孔不能一次施工完畢，需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)注漿施工的進(jìn)度進(jìn)行，注漿結(jié)束后，局部放水孔因漿液堵塞，需要進(jìn)行疏通或補(bǔ)打，放水孔的水如有局部流到巷道底板的，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采取插入軟管導(dǎo)流。

第一輪全斷面預(yù)注漿，由頂板往兩幫、底板依次施工。因裂隙水具體出水點(diǎn)不固定的特點(diǎn)，在淋水、流水相對(duì)集中的區(qū)域采取全斷面注漿方式，注漿孔孔深2～2.5 m、孔徑42 mm，以70～90°的角度打孔，孔與孔間距2 m。全斷面注漿區(qū)域以淋水或流水集中區(qū)域?yàn)橹行模亓芩巫呦蛏舷赂餮由? m范圍。封孔位置距孔口500 mm處，由于在巖石中注漿，第一次的注漿量不會(huì)太大(單孔注漿量為6～16桶)，很快化學(xué)漿就會(huì)找到裂隙從頂板滲漏出來(lái)。這時(shí)調(diào)整注漿泵，減小灌注量，避免已注材料在固化之前被新注進(jìn)的材料壓出，讓化學(xué)材料在裂隙里面充分固化。當(dāng)減小灌注量都不能降低材料的滲漏時(shí)，立即停止注漿，換下一個(gè)孔繼續(xù)注漿。

第二輪點(diǎn)注注漿，注漿孔以淋水位置為中心，作為鉆孔的設(shè)計(jì)位置，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，以點(diǎn)注方式注漿，注漿孔孔深2～2.5 m、孔徑42 mm，以70～90°的角度打孔，封孔位置距孔口500 mm處，由于第一次注漿封堵注了部分裂隙，第二次注漿停止注漿的標(biāo)準(zhǔn)是：①裂隙還是比較嚴(yán)重，注漿量約等于跑漿量；②裂隙已經(jīng)被第一次注漿堵住，設(shè)備的注漿壓力超過(guò)15 MPa。

第三輪補(bǔ)打注漿，第一、二輪注漿后，有可能裂隙水會(huì)出現(xiàn)新的出水點(diǎn)，針對(duì)新的出水點(diǎn)需要補(bǔ)打注漿，如果一個(gè)孔不能滿足封堵要求，就在附近打孔反復(fù)注漿。直至設(shè)備的注漿壓力超過(guò)15 MPa。若第一輪注漿效果顯著，第二輪、補(bǔ)打注漿可以視情況是否進(jìn)行。

4 結(jié) 語(yǔ)

注漿方案實(shí)施后，副平硐所有淋水點(diǎn)全部封住，不再出現(xiàn)流水、淋水、滲水等現(xiàn)象，使井筒壁后形成注漿隔水墻，隔絕了水源，達(dá)到堵水目的，徹底消除了冬季副平硐路面淋水結(jié)冰影響行車(chē)安全的問(wèn)題。