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深井煤仓注浆堵水技术 王元龙，贾维勇 （新汶矿业集团公司 孙村煤矿，山东 新汶 271233） ［摘要］介绍了在深部矿井受采动影响的情况下治理煤仓漏水的经验，为类似工程提供参考。 ［关键词］深井煤仓；注浆；堵水 ［中图分类号］TD743［文献标识码］B ［文章编号］1006-6225（2002）03-0060-02 Technology of grouting to block against water in coal storehouse of deep well ［收稿日期］2002 - 04 - 02 ［作者简介］王元龙（1964 - ） ，男，安徽和县人，1989 年毕业于淮南矿业学院，一直从事煤矿生产技术工作，先后发表论文 5 篇。 1煤仓概况 孙村煤矿现主采水平为第 5 水平即 - 800m 水 平，该水平有主、副两个煤仓，主煤仓担负全矿井 的回采煤的中转，副煤仓则担负掘进半煤岩的中 转，所要治理漏水的煤仓为 - 800 水平主煤仓，该 煤仓上口位于 - 800 水平大巷内，采用 3t 底卸式矿 车运输，下出口和大倾角主暗斜井连结，采用大倾 角胶带运输。煤仓所处的层位为上出口及硐室在十 一层煤与九层煤之间砂岩内，下出口位于十一层煤 直接底板粉砂岩内，在十一层煤顶板与九层煤之间 的岩层均不含水。 煤仓为垂直式，上口标高 - 802.5m，下口标高 - 837.5m，垂高 35m，直径 7m，仓壁结构为二次 锚网喷支护，锚杆采用φ20 2000mm 全螺纹钢等 强树脂锚杆，树脂药卷加长锚固，挂两次压花经纬 网，上下煤仓缩口均采用钢筋混凝土浇注，煤仓于 1992 年 7 月投入使用。 2煤仓漏水原因分析 由于本矿开采深度已达千米以上，深部矿压的 影响给巷道和水平硐室造成不同程度的破坏。为了 给 - 800m 水平井底车场卸压，减轻深部矿压的影 响，2000 年与山东科技大学合作对 - 800m井底车 场上覆 4 层煤实施了跨采。在跨采过程中和跨采后 稳定阶段，由于受采动影响，整个井底车场和硐室 出现了不同程度的变形破坏，虽然对巷道进行了锚 索加固，巷道还是出现喷体爆皮、开裂脱落、巷道 底板鼓起等现象，但对整个煤仓体并未造成太大的 影响。由于煤仓上口处于砂岩内，且砂岩具有一定 的透水性（该砂岩不含水） ，水通过巷道底板鼓起 所产生的裂隙涌入，造成煤仓沿上出口巷道方向两 侧漏水，而煤仓另两侧均无漏水现象，且煤仓疏水 巷内 水 沟 无 水。在 治 理 漏 水 前 煤 仓 涌 水 量 达 2.5m3/h，由于该煤仓直接与大倾角胶带联结，造 成煤炭上拉困难，并多次造成煤仓跑水炭现象，给 安全生产带来严重影响，已到了必须治理的程度。 3煤仓漏水治理方案 - 800m 水平煤仓最初是通过疏水巷水沟进行 疏水，但由于跨采巷道底鼓造成煤仓漏水，为了不 影响生产，采取了一系列治理漏水的措施。 第 1 次是对巷道进行卧底重新打砌水沟，但由 于巷道底鼓裂隙较深，通常的巷道卧底深度 0.5 ～ 0.8m，根本达不到裂隙发育的深度。在没有解决 问题的情况下，第 2 次是在煤仓上出口巷道内距煤 仓 50m 处将水沟截住，并安装水泵和排水管路进 行排水，所采用的疏堵办法均没有达到治理煤仓漏 水的目的。第 3 次是考虑在煤仓上出口巷道两端挖 深沟，然后再用混凝土浇注，不仅工程量大，而且 必须停产进行。同时也考虑在仓内注浆方案，但势 必造成矿井停产，并且由于采用底卸式矿车运输， 为防止矿车卸载时煤炭对仓壁的破坏，煤仓卸载两 侧均用 24kg/m 的钢轨铺设而成的，仓内注浆不可 能实现。 为了保证在治理煤仓漏水的过程中既不影响正 常生产，又能达到治理煤仓漏水的目的，最后决定 采用在煤仓两端打钻孔注浆进行堵水。 4注浆材料 注浆堵水通常都是采用单液注浆，如水泥浆， 高水材料或化学浆。水泥浆价格便宜、结实抗压强 度高，操作工艺简单、方便，但浆液凝固时间长、 渗透性差，不宜用作动水注浆堵水；高水材料虽然 具有渗透性好，成本低的优点，但凝固时间长，抗 压强度低；化学浆液具有良好的渗透性，凝胶时间 可控制，力学性能突出，但浆液配制工艺较复杂， 价格较高且污染环境。 经过认真分析并结合孙村矿千米副立井采用水 泥-水玻璃浆进行注浆堵水成功的经验，决定采用 水泥-水玻璃双液浆注浆堵水。水泥-水玻璃双液浆 具有渗透性好，凝固时间短，成本低，操作方便等 优点。 5注浆技术及工艺 5.1注浆技术 在确定了以注浆治理煤仓漏水方案后，首先确 定注浆的安全技术措施。为了不影响矿井的正常生 产，利用矿井停产检修时间进行煤仓注浆的前期准 备工作，即在煤仓上出口两侧距煤仓 8m 处挖 0.8m 0.8m 浅沟到硬底板，然后在不影响生产的情况 下在浅沟内用风钻打眼，钎子长度 2m，钻孔间距 为 0.8m，钻孔直径 32mm，钻孔深度以穿透导水裂 隙带为宜，然后下特制的φ30mm 的注浆管，注浆 管是在φ30 2000mm 铁管子的基础上并进行了特 殊加工而成。 在钻孔打好后，将注浆管用风钻配合冲击锤顶 入钻孔内，并用水泥固定好注浆管，最后采用注水 泥-水玻璃双液浆进行注浆堵水，从而达到治理煤 仓漏水的目的，设计方案如图 1。 5.2注浆工艺 在下好注浆管后，必须先对注浆孔用清水冲 刷，而后就可以进行注浆。水泥-水玻璃双液浆的 配比是决定治理漏水效果的最关键的一道工序，即 要保证浆液在岩石裂隙内的渗透性，也要保证在所 渗透的范围内迅整凝固，为此结合孙村矿副立井治 理井壁淋水的经验，认为按重量水泥 水 水玻璃的配 比为0.7 1 0.01 效果最理想。 为保证水泥-水玻璃双液浆达到半径 1.5m 的渗 透范围，采用风压达 5MPa 的高压风泵注浆，为使 双液浆不至于在配比容器内沉淀和注浆过程中浆液 的均匀性，使用了特制的搅拌器不停地搅拌，在整 个注浆过程中对注浆泵上的压力表进行观测，当表 压达到 4MPa 时，立即停止注浆，完成了整个注浆 过程。 图 1 - 800m 井底煤仓注浆堵水设计方案 6注浆效果 在- 800m 煤仓治理漏水的过程中，在煤仓顺 巷道方向两端共打注浆孔 14 个，其中煤仓每端位 于巷道中间位置各有 3 个钻孔在孔深达到 1.2m 时 见裂隙水，其它 4 个孔孔深达到 2m 也未见水，在 上硐室巷道两侧打钻孔 10 个，孔深均达 2m 未见 水，说明在巷道中间位置巷道底板裂隙发育，而巷 道两侧裂隙不发育。在全部钻孔注浆过程中，共消 耗水泥 8000kg、水玻璃 115kg，主要消耗在见水的 钻孔中，而其它钻孔的消耗量很少。在煤仓注浆结 束 3d 后对煤仓的漏水情况进行观测，涌水量由原 来的 2.5m3/h 减少到 0.3m3/h，完全达到彻底治理 煤仓漏水的目的。 7结语 在深部矿井的生产中，随开采深度和强度的增 加，矿山压力的加大，巷道变形也在不断加剧，从 而造成巷道底板鼓起，各种涌水以潜水的形式出 现，造成煤仓漏水也以潜水的形式出现，因而只进 行巷道表面工程治理根本达不到治水的目的，而采 取注浆的形式进行治理煤仓漏水，不仅是一条有效 的途径，而且起到加固巷道底板作用，提高巷道底 板的抗压强度，为新汶矿区深部矿井治理煤仓漏水 提供了有益的经验。 ［责任编辑邹正立］