煤礦井下突水點注漿封堵施工技術分析

周瓊

摘 要：在煤礦生產過程中，井下吐水問題不僅會影響煤礦生產安全，還會導致生態安全問題的出現，本文介紹了應用注漿封堵施工工藝的意義以及該施工工藝的應用實例，以期降低突水問題對煤礦資源開采造成的不利影響，希望能夠給讀者帶來啟發。

關鍵詞：煤礦;井下突水點;注漿封堵;施工技術

注漿封堵技術主要是使用具有粘度時變性的水泥漿液或者水泥—水玻璃漿液，依靠漿液凝結作用，完成縫隙的封堵，在這一技術的實際應用過程中，由于不同突水點水壓、流速等因素存在一定的差別，為保證封堵工作的質量，對封堵漿液的種類、配比、封堵技術等因素進行研究，成為了一項極為重要的工作。

一、分析注漿封堵施工工藝的意義

在社會經濟飛速發展的背景下，社會對于煤炭資源的需求量也在不斷上漲，然而受當前大部分已探明淺層煤炭已經枯竭的影響，深部煤炭開采成為了一項極為必要的工作，但需要注意的是，在進行深層煤炭開采的過程中高壓水、高溫巖石等情況時有發生，不僅會降低煤炭資源的開采效率，還可能給開采人員的人身安全造成威脅。面對上述情況，為切實降低礦井滲水問題出現的可能性，相關工作人員探索得到眾多封堵裂縫水的技術，其中注漿堵水是當前較為常用的縫隙水封堵手段，但在注漿工藝應用的實際過程中，工藝設計與參數選取仍存在較大的盲目性，面對這種總情況，為進一步提升注漿封堵施工的可靠性，對其施工技術進行分析成為了一項極為重要的工作[1]。

二、注漿封堵施工工藝的應用實例

（一）工程概況

在A煤礦煤炭運輸下山斜巷掘進120m時，在巷道迎頭20m處出現了4處突水點，這4處突水點均屬于底板突水，其中，有3處較大的突水點，在巷道迎頭后方10m左右的范圍內，1處突水點在巷道迎頭后方19m處。對這4處突水點進行分析后可以發現，4處突水點的總涌水量約為35m3/h，盡管經過較長時間的排水，但突水點的涌水量始終保持穩定，這種情況的出現對后續巷道掘進工作的順利開展造成了嚴重的阻礙。

（二）注漿封堵施工技術的應用

1.注漿封堵方案選擇

在當前的煤礦井下突水點治理過程中，“堵”、“截”、“排”是較為常用的巷道底板突水問題治理方法，但在實際使用過程中，不同的方法存在不同的優缺點。對A煤礦突水點的實際情況進行分析可以發現，該巷道在經過排水處理后，巷道中的水量始終沒有減少，因此，直接排水的方法無法對A煤礦的突水問題進行有效的處理。同時，盡管A煤礦巷道突水層位置大致確定，但出水源頭未能有效查明，因此“截”這一方法也無法被有效使用，因此，“堵”成為該巷道突水點治理的唯一可選方案。

2.注漿封堵工作思路

對A巷道突水點進行分析可以發現，由于該巷道為下山巷道，巷道的突水點屬于開放性突水點，因此，堵水補孔工作的難度相對較大。面對上述情況，為進一步提升突水點的治理效果，可以通過將該巷道中的動水轉變為靜水，然后再對突水點進行封堵。具體來說，在突水點的治理過程中，先用混凝土制作止漿墊，然后將其放在出水點上，使動水封閉在止漿墊下，最后再進行注漿止水工作。在構建A煤礦巷道止漿墊的過程中，應先預埋2根直徑為32mm的鋼管，為注漿工作的開展提供支持，然后再注漿壓力達到設計要求后，在巷道底板與兩幫位置均勻布置6個孔，對突水孔是否涌水進行檢查，若有水則繼續注漿，若沒有誰則破墊掘進[2]。

3止漿墊厚度計算

在進行A煤礦巷道突水點止漿墊厚度計算過程中，可以以止漿墊厚度計算公式為依據，計算其厚度。具體來說，L=L1+L0;Li=[ln（ P）-ln（ ）]/0.3986=[ln（1.3 1.5 1.8 0.5）-ln1.5]/0.3986=0.4m，式中Li指的是止漿墊應力衰減階段的計算厚度，單位為m; 指的是作用的分項系數，取值為1.3; 指的是作用分項系數，取值為1.5; 同樣是作用分項系數，取值在1.2—2.0之間，由于本次計算水壓大、巷道的凈斷面積大，因此 的取值為1.8;P指的是水壓，考慮到在突水點處理的過程中存在靜水壓與動水壓，因此P應留有一定的賦予系數，取值為0.5MPa; 指的是混凝土的抗拉強度設計值，在本次突水點注漿施工過程中，混凝土標號我C30，因此， 的取值為1.5;L0指的是止漿墊應力回升段的厚度，取值在1.0—2.0之間，本次計算取值為2.0m。將上述數據值帶入L=L1+L0，則可以得到L=0.4+2.0=2.4m，在本次止漿墊構筑過程中，最終厚度值為2.5m。

4.止漿墊構筑

在本次止漿墊構筑過程中，為保證止漿墊的質量能夠滿足最終突水點注漿施工的需要，首先，應制備合適的混凝土，具體來說，止漿墊的材料包括石子、河沙、水泥等，并將材料按比例混合成C30混凝土，為后續厚度為2.5m止漿墊的構筑提供材料。其次，需要鋪設濾水層，在混凝土澆筑止漿墊前，應在突水點上面到巷道迎頭處，用碎石鋪設濾水層，并在濾水層上方鋪設油氈，避免混凝土與突水點的涌水直接接觸。再次，進行止漿墊的澆筑，具體來說，在工作過程中，用強度等級為C30的混凝土澆筑厚度為2.5m的止漿墊，再澆筑過程中，在混凝土中摻入高效減水早強劑，并保證其摻入量約占混凝土中水泥量2%。最后，進行孔口管的埋設，具體來說，在鋪設濾水層與澆筑止漿墊的過程中，應預埋2根直徑為273mm、長度為8.4m、可容納潛水泵的導水管，并且將導水管下部1m處的花管用濾水網包裹好，同時，保證導水管上端比止漿墊高6m，在管口處設置法蘭盤。在實際應用過程中，該導水管可以在制漿墊澆鑄過程中，排除突水點的涌水，同時，應預埋2根直徑為32mm長度為9m的鋼管，鋼管上端比止漿墊高6.5m，該鋼管既可以做觀測管、也可以做注漿管。當止漿墊的混凝土養護時間在6d左右時，停止抽水，提出潛水泵，封閉預埋管與導水管，觀察是否存在漏水問題，若存在問題，則需要通過下眼打管，并在其中注入高強度有機發泡化學漿的方式，對注漿施工進行填充加固，而濾水層的注漿加固，則可以應用預埋注漿管進行，在A煤礦發巷道突水孔注漿的過程中濃，注漿施工的壓力達到5MPa時，停止注漿。

結論：

總而言之，對上述注漿封堵實例進行研究可以發現，注漿封堵技術的應用對于突水點的治理有著較為明顯的效果，因此，在當前的煤礦井下突水治理過程中，合理應用注漿封堵施工工藝，不僅能夠為煤礦巷道的順利掘進提供了有效的保障，還為后續煤礦巷道的安全治理工作提供了實踐經驗。

參考文獻：

[1]張耀輝，熊祖強，李西凡，等.復雜水文地質條件下礦井水害綜合防治技術研究[J].煤炭科學技術，2021，49（3）：167-174.

[2]牛永波，陳禹旭.上河煤礦井下突水點注漿封堵施工技術探討[J].黑龍江科學，2021，12（16）：96-97.