淺談注漿防水技術在煤礦的應用

    摘 要：煤礦在生產(chǎn)過程中會遇到涌水問題，針對此種情況，采用壁后注漿技術不失為一種有效的防治方法。本文對注漿方案的選擇、材料的配比及注漿的工藝性等進行了分析。
    關鍵詞：注漿技術  方案  材料配比  注漿工藝
    煤礦是人類在開掘富含有煤炭的地質(zhì)層時所挖掘的合理空間，通常包括巷道、井峒和采掘面等等。煤是最主要的固體燃料，是可燃性有機巖的一種。它是由一定地質(zhì)年代生長的繁茂植物，在適宜的地質(zhì)環(huán)境中，逐漸堆積成厚層，并埋沒在水底或泥沙中，經(jīng)過漫長地質(zhì)年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地質(zhì)時期中，以石炭紀、二疊紀、侏羅紀和第三紀的地層中產(chǎn)煤最多，是重要的成煤時代。煤的含碳量一般為46～97%，呈褐色至黑色，具有暗淡至金屬光澤。根據(jù)煤化程度的不同，煤可分為泥炭、褐煤、煙煤和無煙煤四類。
    煤炭在社會生活中的應用面極為廣泛。隨著建筑材料的日益精細，耐磨性和抗壓性都在增加，以煤為原材料的燃料成本也在有地提高，這就要求在施工進行過程中，對煤礦的原始性保護及二次使用需要更多注意，以提高保護技術。因此有必要采用注漿技術來減少煤礦在防止涌水情況出現(xiàn)后所造成的不必要的損失。
    下面對注漿方案的選擇、材料的配比和注漿的工藝性來進行分析。
    一、主要注漿技術和細節(jié)分析
    （一）注漿方案的選擇 
    注漿的正確選擇，直接關系到注漿工期、材料消耗、注漿效果和費用等。因此選擇方案對于如何注漿、如何通過注漿達到其對煤礦的基本效果、煤礦的本身質(zhì)量的保護，就顯得比較重要了。以下我們在專業(yè)數(shù)據(jù)和實際操作情況下來看注漿技術在煤礦中的應用。
    1.合理配風。在整個回采過程中，回風巷風流中瓦斯體積分數(shù)穩(wěn)定在0.3%左右，配風量420m3/min，風量以最低配置為宜，以便提高采空區(qū)釋放效果。對于風量的掌控，在注漿技術應用到煤礦保護和開采中顯得非常重要。回風量對于固體燃料的釋放和聚合起著外部的推力，而對于注漿本身，對配風的要求也是外部因素之一。涌水情況很容易在注漿完成的條件下因為配風出現(xiàn)問題而最終達不到預期效果，在更多實踐中需要掌握里外兩層的關鍵影響因子。
    2.將回采工作面做到調(diào)成“L”形式，利于本采空區(qū)瓦斯通過小川向上部釋放，在整體注漿技術中，從整體到局部的調(diào)整都影響了最后的效果。為了保持煤礦燃燒的質(zhì)量，對于工作面的技術要求需要因材質(zhì)而異。調(diào)成“L”形能使釋放的瓦斯按照空氣的流動規(guī)律慢慢釋放，為煤礦的最終產(chǎn)出質(zhì)量做好鋪墊。
    3.加強放頂線處支護，增加切頂能力，工作面懸頂及時挑落，盡量避免采空區(qū)瓦斯涌入工作面。在完成了瓦斯的空間有效移動盡量不破壞和影響到煤礦的保護質(zhì)量的之后，我們需要對其進行第二次處理，使工作面保持本身。在沒有對采空區(qū)進行干擾的瓦斯的破壞下，完成對煤礦保護的外在空間的應用，也是注漿技術應用于其中的一方面。
    4.下出口石墻每班碼至第三排柱位置，不得滯后，減少采空區(qū)入風量，控制采空區(qū)瓦斯涌出。對于注漿過程中瓦斯的控制為了最后煤礦的生產(chǎn)質(zhì)量是工程進程中不可忽視的一環(huán)。
注漿是為了防止煤礦涌水情況的出線，而進入工作面后，因帶來的與空氣互相接觸而產(chǎn)生的氣體的控制也是工作中重要環(huán)節(jié)之一。通過石墻在注漿工程中起到的作用，我們能夠有效減少如風量，從而控制瓦斯涌出。
    5.保證下巷石墻質(zhì)量，尤其是小川初石墻質(zhì)量，以保證瓦斯釋放效果。在注漿過程中對瓦斯的特別處理是工作中必須進行的環(huán)節(jié)。石墻是工作面中應對回風量而采取的工作手段，石墻的構(gòu)造能夠保證瓦斯在整體工序中發(fā)揮一定作用而不導致?lián)p失，保證下巷石墻質(zhì)量是注漿中專門針對瓦斯的利用空間而設置的工作環(huán)節(jié)。
    6.對上巷采空區(qū)側(cè)、隨采隨打頂子維護，防止冒落冒嚴，而影響排放效果。除了對下巷的有效工作而控制瓦斯對煤礦的影響以外，對石墻上巷也需要有特殊的工作處理。對上巷采空區(qū)頂子維護是對下巷工作的繼續(xù)，也是對瓦斯之于采空情況的進一步處理。排放瓦斯是石墻工作面工作中必須注意和進行的，在注漿中完成了對石墻之于工作面的處理，就做好了對瓦斯之于煤礦積極效果的處理。
    7.石墻小川的間距必須小于周期來壓步距，當工作面段。為了防止水上下亂竄，先對每段7m的頂?shù)追夂茫�然后突出重點注中間，本次注漿為防止?jié){液沿裂隙擴散過遠，采用交叉布孔，控壓間歇式等注漿措施。    （二）注漿材料的配比
    注漿時嚴格按照要求配置漿液，經(jīng)常用濃度計測水玻璃漿液。如發(fā)現(xiàn)變質(zhì)或低標號水泥立即更換，確保注漿質(zhì)量，正常注漿水玻璃濃度為25——30Be，堵漏水玻璃濃度為30——35Be。
    為了更清晰分析注漿材料，即水泥和水玻璃的配比情況，我們可以簡單制作下表以供分析：
    裂隙（涌水分類）     水灰比（質(zhì)量比）   水泥漿：水玻璃（體積）
    大裂隙（涌水量大）    0.8:1.0——0.6:1.0      1.0:0.5
    中裂隙（涌水量中）    1.0:1.0——0.5:1.0      1.0:0.5
    小裂隙（涌水量�。�    1.0:1.0——1.0:1.0      1.0:0.5
    （三）注漿工藝
    注漿工藝也就是將注漿技術技術化的過程。通過對注漿技術在配比過程中的精細化處理，為注漿過程帶來的繁、雜、難作了化和學的處理。以下我們通過幾個方面來分別分析注漿工藝：
    1.布孔。采用密孔法，‘三花’式深淺孔結(jié)合布孔法，注漿孔間排距為1.5——2.5m，局部間距1.2m，孔深2——3m，造孔盡可能斜穿巖層，以增加鉆孔穿透巖石裂隙的幾率，便于漿液均勻擴散。
    2.預埋注漿管。淺孔埋管規(guī)格為42mn X 6mn，長500mn的鋼管，一端焊魚鱗扣，用風鉆通過打管氣將短管打入孔內(nèi)，外留30mn長絲扣安裝球閥。
    3.注漿工藝流程。鉆孔打好后埋注漿管并安上閥門連接好注漿管路，將2個吸漿籠頭放入清水桶內(nèi)開泵作清水壓力試驗，作為確定注漿壓力、觀察倉壁漏漿情況及注漿范圍的依據(jù)；將2個吸漿籠頭分別放入水玻璃和水泥漿桶內(nèi)，然后開泵進漿，根據(jù)壓力試驗情況來確定漿液配比和注漿壓力。由進漿情況決定注漿量和注漿時間，直至達到設計終壓；終壓，終量達到后，關閉注漿孔口的球形閥，并從孔口卸掉注漿軟管，然后對注漿泵和注漿管路進行清洗。
    二、小 結(jié)
    我國是家，需要用煤炭作為廣泛的能源來推動城市化和化進程。注漿技術在治理煤礦涌水中得發(fā)揮很好的作用，隨著該項技術的不斷完善，將為礦山的安全生產(chǎn)做出更大的貢獻。
 ：
[1]郭思堂等.注漿技術在煤礦中的應用[D].鄭州煤業(yè)集團公司.2007年8月.
[2]楊米加等.注漿理論的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向[D].巖石力學與工程學報.2001年第6期.
[3]馮旭海.綜合注漿技術的應用與發(fā)展[D].中國礦業(yè).2011年第2期.

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