化学注浆治理巨厚表土层立井井壁漏水

煤矿立井由于各种原因经常发生井壁渗漏水,严重影响正常的煤矿安全生产。邱集煤矿副立井表土层厚320m,为巨厚表土层,发生渗水后,采用改性脲醛树脂浆材成功进行了破壁注浆处理,将井筒的涌水量由10m3/h降至0.3m3/h左右。同时,注浆时浆液形成的帷幕能达到加固地层,减少地层压缩沉降量,排除生产安全隐患,保护井桶的作用。     

孔隙砂岩多次化学注浆试验研究

选取宁东地区典型的孔隙砂岩,采用不同颜色示踪的化学浆液进行4次注浆试验;揭示了浆液在孔隙中的扩散、充填规律及注浆次数与被注岩层渗透系数、孔隙率之间的关系。研究发现：每次化学注浆浆液的充填情况有明显的差别,首次注浆浆液在整个岩样均有较均匀的充填,后续的各次注浆浆液均呈现部分区域积聚充填的现象;随着注浆次数的增加岩样的渗透系数减小,孔隙充填率增加,渗透系数、孔隙充填率与注浆次数的关系可分别采用幂函数及对数函数拟合;4次注浆后岩样的渗透系数减小了97%,说明多次注浆起到了很好的减渗效果。依据试验成果,建立数值计算模型,预测了不同注浆次数、不同开挖条件下注浆孔及井筒的涌水量,并与井筒实际涌水量进行对比,发现两者数据较为吻合,说明依据试验结果建立数值模型进行涌水量预测是可行的。     

黔西县龙场煤矿南回风井井筒地面预注浆工程得失探讨

该井采用立井开拓方式,设计直径5.5m,掘深268m。抽水试验预计断层破碎带涌水量37m3/h,经预注浆处理,井筒涌水量仍达10m3/h。分析该井注浆设计、施工中的得失,以指导类似工程。     

贵州省黔西县龙场煤矿南回风立井地面预注浆工程得失探讨

龙场煤矿南回风井采用立井开拓方式,设计直径φ5.5m,掘深268m。根据井检施工报告,揭露断层破碎带一处,含水层3段,预计涌水量37m^3/h。按照立井施工规范,必须进行预注浆处理。为此,设计共分三个层序,每层序各3孔共9孔（其中最后层序3个孔为检验加强孔）。因业主不同意施工第三层序孔,预注浆处理后井筒涌水量将近10m^3/h,但仍未达到全井少于6m^3/h的目的,以致未达到设计目的,增加了施工难度,延缓了工期。本文就注浆施工从设计到施工进行剖析,指出施工中的得失,对类似工程有指导作用。     

预留岩帽短段掘砌注浆方法在新发煤矿主井井筒封堵含水层中的应用

鸡西矿务局新发煤矿主井井筒在掘进到25m时,涌水量为22.5m3/h,并且有逐渐增大趋势,通过研究井筒检查孔流量测井报告,认为是发育于40m与60m处的风化裂隙承压含水层沿风化裂隙上涌所致,为了保证井筒正常施工,采用了工作面预留岩帽短段掘砌注浆封堵含水层方法,注浆成井45m,水泥消耗量0.78t/m,水玻璃消耗量0.28t/m,工期35d,成井后井筒涌水量4m3/h,达到了预期效果。     

厚表土深立井基岩段探水预注浆施工技术

山东单县煤田陈蛮庄煤矿松散层厚度为527.5m,预注浆段井深为750.-758.40m,预计涌水量为26m^3/h,为有效治理工作面水害,确保井筒的安全施工和进度质量,根据基岩段围岩条件及水文地质条件设计了10个预注浆孔,注浆段混凝土材料由C40变为C70,确定含水层预注浆的止浆垫厚度为10m,预留岩帽厚度为4.5m。在注浆时采取高压分段注浆的方法,结果使主井涌水量减少到2.4m^3/h,效果显著。通过此次注浆,总结出了＂探、注、堵＂等一套深立井基岩含水层综合注浆堵水施工技术,对深立井井筒工作面探水预注浆和安全施工具有借鉴意义。     

富水隧道幕墙堵水技术研究

富水隧道的涌水问题是目前隧道施工中要解决的首要问题,尤其是涌水量特别大、水流速度大的隧道。目前针对该问题多采用注浆加固圈的方法,以排为主,后注浆加固。这种方法对于涌水量不大、渗透率低的围岩可行,而对于水压力大、地下水丰富的隧道,其效果差、成本高。针对该问题,文章提出一种幕墙堵水技术。首先分析渗透力与浆液的黏滞系数之间的关系,通过计算得出多孔介质中注浆浆液在渗透力作用下的地下水临界流速,确定幕墙距离隧道的最佳间距为2m,并提出了24种不同尺寸的注浆方案。采用数值模拟方法,分别计算了24种注浆方案的堵水或限排效果。最后在所建的24个模型中得出注浆深度为30.6m,注浆长度为20m的方案为最佳堵水方案,并应用到工程中。结果显示该方案堵水效果明显,洞内积水降低80%,能保证隧道下一步施工。研究表明:通过临界流速分析方法能够经济、快速地确定堵水或限排方案,满足现场施工及注浆堵水限排的要求,研究成果可为类似工程设计提供理论依据。     

深井高倾角微裂隙围岩防渗化学注浆治理

晋城煤业集团赵庄矿副立井高倾角微裂隙渗漏严重,采用工作面水泥预注浆和壁后注水泥浆方法收效甚微。采用壁后化学注浆新工艺进行治理后,水量降至2.5m3/h,减渗率达到97%,施工结束至今历经11个月未出现反渗现象,表明化学注浆是治理深井高倾角微裂隙渗漏的有效技术。      

SJP水泥浆封堵强涌水钻孔可控注浆工艺技术研究

以云南毛坪铅锌矿勘查钻孔涌水治理实践为背景,针对金刚石钻进钻孔高涌水压力和大流量涌水的工程实际,对多种涌水治理方案进行了论证分析。依据实测的涌水量及涌水压力等参数,提出了可控注浆堵涌工艺。论述了SJP水泥浆基本组成及其性能特点,可控注浆止涌的工艺技术,分析了止涌注浆孔口压力变化与孔内浆液处境之间的关系,提出了止涌注浆压力变化中的“零起点”和“零末点”及h值等新概念,以及利用压力变化判断涌水通道类型的方法等。经3个涌水钻孔的注浆止涌的实践表明,按研究成果对大涌水量钻孔进行治理,有效封堵了这3个强涌水钻孔,保证了工程顺利施工。     

河南唐河周庵矿区井采矿坑涌水量预测研究

随着我国矿业经济的发展,金属矿山浅部资源的开采日趋贫乏,部分金属矿产资源的供需矛盾突出,以河南唐河周庵铜镍矿区为研究对象,对矿区岩体埋藏特征和矿区水文地质条件进行分析,查明该矿区主要充水水源为地下水,通过对矿区矿坑涌水量进行预测结果发现:-310 m开采层段涌水量预测结果为正常涌水量为1 520.54 m~3/d,最大涌水量为74 667.95 m~3/d;-810 m段开采层段涌水量预测结果为正常涌水量为567.41 m~3/d,最大涌水量为75 235.36 m~3/d。为防止矿区在竖井施工中发生涌水现象,在日常施工中应对含水层进行预注浆处理后再行掘进。同时在地表建立多个地下水位长期观测孔。研究结果为同类地区井下开采中类似水文地质难题提供基础依据。     

地下水加坡理论在井筒涌水量预算中的应用

地下水加坡理论可有效的消除抽水试验引起的无效降深,结合云驾岭煤矿井筒检查孔抽水试验资料,对该井简检查孔涌水量进行了预算,预算副井筒啮。砂岩含水层涌水量为523．03m^3／h,实际涌水量为455m^3／h．误差率14．95％,可见运用加坡理论计算的矿井涌水量与井筒实际涌水量基本相符。     

基于顶板水预疏放的首采工作面涌水规律

为了建立符合蒙陕接壤区煤炭开采防治水技术体系,以纳林河二号矿井首采工作面为例,开展了覆岩破坏规律、水文地质条件、涌水量预计、顶板水预疏放等研究,结果表明:应用钻探取心、钻孔冲洗液漏失量观测和钻孔彩色电视探测手段,实测得到首采工作面导水裂缝带高度为103.23 m,裂高（导水裂缝带高度）采厚比为18.8,导水裂缝带可沟通3段含水层,其中直罗组底部含水层钻孔涌水量92.0~136.0 m3/h、水压4.0~5.6 MPa,呈"水量大、水压高、分布不均"的特点,是威胁工作面回采安全的最主要含水层。回采过程中顶板水主要由静态储存量和动态补给量构成,采用"动静储量结合法"计算得到静态储存量和动态补给量分别为2.596×106 m3和417.6 m3/h。对顶板水开展分段预疏放条件下,整个工作面回采过程中采空区涌水量与推采步距呈正相关关系,随着顶板周期性滞后垮落,导水裂缝带也周期性发育至高点（直罗组底部含水层）,采空区涌水量又呈台阶式增长。最终总预疏放水量4.235×106 m3,采空区总涌水量5.313×106 m3,首采工作面总排水量为622.8 m3/h,与预计排水量596.9 m3/h相差4.2%。涌水量准确预测和顶板水提前预疏放,是实现首采工作面防治水安全的关键,可以为鄂尔多斯盆地北部深埋区提供防治水技术支撑。      

煤矿井筒重复破坏的化学注浆治理

兴隆庄矿西风井井筒事隔5a后第二次发生破坏,原因是松散层失水造成第四系压缩下沉。经分析论证,采用地面注水泥浆-化学浆复合注浆工艺,通过浆液在裂隙中流动、凝胶、劈裂、充填,可实现对岩体裂隙的封堵,达到控水、增强、防止沉降的目的。      

注浆技术在治理烧变岩区煤层涌水中的应用

烧变岩储水空间开阔,补泄通畅,富水性强,是陕北侏罗纪煤田采煤区特殊而重要的含水层。基于火烧区分布范围、烧变岩物性特征和矿井主斜井涌水特征的研究,总结出其涌水规律。根据井巷布置和涌水特征,认为对烧变岩区煤层涌水的治理应采取井下注浆和地面注浆相结合的方法,并对各种方法在注浆时注浆孔的布局、结构,注浆材料及其配方、注浆参数等进行了详细说明。注浆效果显示：主斜井、1^#副斜井井壁进行壁后注浆处理后．井壁涌水量控制到3m^3／h以下,封水效果明显;3^-1煤中央胶运大巷及辅运大巷进行超前预注浆后,巷道出水量一直控制在50m^3／h以下．从而保证了巷道掘进的正常进行。顺利的通过了火烧区的富水段。     

动水条件下递增开放式涌水通道高效治理技术

陕西榆神矿区西湾露天煤矿东端帮一条爆破扩张裂隙沟通矿坑外侧烧变岩含水体,形成长度大于65 m的递增开放式涌水通道,水量稳定在400 m3/h左右,流速高达0.36 m/s,导致该矿面临生态、环保、经济、安全等一系列问题。为尽快封堵该涌水通道,化解以上问题,综合考量环保、工期、成本及施工条件等,针对裂隙主通道位置的确定提出逐步加密布置钻孔的快速探查方法,针对动水条件下递增开放式涌水通道常规灌注方案骨料留存率极低的问题,提出新型骨料充填技术。采用上述方法,成功探查出2个与主涌水通道连通的钻孔,明确通道位置;治理时,先在通道外端口布设“骨料拦阻网”,再采用镁渣核和钙质结核搭配,提高骨料留存率,实现通道的快速充填,经双液浆加固,水量剩余6.6 m3/h,仅用6 d即成功封堵该涌水通道。结果表明,本次提出的爆破裂隙探查方法和递增开放式涌水通道封堵方案科学、高效,该成功案例可为类似条件下涌水通道的探查与治理提供参考。