锚索、注浆封堵加固技术在煤仓防治水中的应用

摘 要：本文介绍了注浆封堵在煤仓防治水中的技术，通过采取煤仓内注浆的形式对煤仓涌渗水进行封堵，其显著的特点是增加了仓壁的支护强度，减少了煤仓渗水，提高了经济效益。

关键词：注浆；区段煤仓；封堵加固技术

基于红庙煤矿典型软岩特性突出，围岩具有软、弱、松散、低强度的特点。该矿二井五采区区段煤仓布置在六煤组中，六煤组裂隙发育，由砂岩、泥岩、砂质泥岩组成，岩层松软，砂岩微弱裂隙含水，以及局部煤层裂隙含水。围岩在工程压力的作用下，产生塑性变形，在煤仓使用中导致水从裂隙中渗出，煤仓经常维修及加固，同时也造成水湿煤，影响煤质。

1 五区区段煤仓基本情况

红庙煤矿二井五采区准备方式为采区多煤层联合准备方式；采区布置两条集中下山（轨道下山、皮带下山），五条区段石门（+220石门、+180石门、+150石门、+140石门、+100石门）；煤仓上口位于区段石门内，下口与皮带下山连接，形成采区运输系统。各区段煤仓形式为倾斜式和垂直式，煤仓断面为圆形，倾角为75°-90°，内径3.0m。

2 煤仓治理的总体方案

根据煤仓的地质分析，查阅相关资料，采用煤仓内注浆的方法，解决煤仓渗水的问题。

注浆的作用：一是充填围岩内部裂隙，将围岩进行重新胶结，使岩体达到完整性，进而形成连续的结构体；二是对于破碎、节理发育的围岩，注浆可改善围岩的力学性能，提高其粘结力和内摩角，使岩体强度提高。

3 注浆技术参数设计

3.1 注浆材料的选择

目前，国内外用于注浆治水的材料种类很多，但从材料的性质上主要分两大类：颗粒型浆材和溶液型浆材。应根据注浆的目的、浆材性质、及造价等因素选择适宜的浆材及浆液配比。

典型的颗粒型硅酸盐水泥浆材，具有结石强度高、耐久性好、材料来源丰富、工艺设备简单、成本低、注浆设备品种齐全等特点，所以在各类工程中得到广泛应用。但这种浆液容易离析和沉淀、稳定性较差，遇水易分散，极易被动水冲走，并且由于其颗粒度大，使浆液难以注入岩层的细小裂隙或孔隙中，扩散半径较小，凝结时间不易控制。

化学浆液可注性好，能注入岩层中的细小裂隙或孔隙，渗透性好，粘结力强，反应速度快。但目前常用的化学浆液性能差异大，用于永久性工程加固的化学材料必须具有较高的结石体强度。具备此类性能的化学材料种类有限，包括环氧类和不饱和聚酯类注浆材料，大量使用将直接导致工程成本大幅增加。

根据注浆材料特性，初步确定煤仓浅层围岩注浆使用化学浆，深层围岩注浆使用水泥浆。

水泥浆即水泥—水玻璃双液浆。水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水玻璃采用40Be，模数2.8-3.2。注浆材料配比：水泥浆的水灰比应控制在1～1.2：1；水玻璃浓度一般应控制在30Be；水泥浆与水玻璃之比应控制在1：（0.1～0.15）。

化学浆采用尤瑞散。尤瑞散是一种高分子浆液，用于加固松软破碎岩层。以其可控膨胀率、高粘结力及使用的高安全性在围岩加固方面起到难以替代的作用。该材料采用双液注浆泵按1：1的体积比注入岩层，注射后以低粘度的液体渗透到微细裂隙中，同时膨胀凝结达到加固的目的。尤瑞散技术参数如下表。

3.2 注浆钻孔的布置参数

3.2.1 浅层化学注浆钻孔布置参数

煤仓内共布置注浆钻孔3圈，间距1.8m，钻孔Φ28mm，孔深2.0m，钻孔角度垂直煤仓内壁；并安装Φ15×2000mm的注浆管。煤仓内自上而下依次在3.0m、6.0m、9.0m处布置第一、二、三圈注浆钻孔，每圈5个孔；并在装载硐室顶部布置4个孔，钻孔Φ28mm，孔深2.0m，钻孔角度垂直顶板，每孔安装2.0m长，直径为15mm的注浆管，共布置浅层化学注浆钻孔19个。

3.2.2 深层水泥注浆钻孔布置参数

煤仓内自上而下依次在2.0m、6.0m、10.0m处，共布置注浆钻孔3圈，每圈布置5个钻孔，间距1.8m，钻孔Φ42mm，孔深6.0m，钻孔角度垂直煤仓内壁；并安装Φ32×2000mm的注浆管；并在装载硐室顶部布置4个孔，钻孔Φ42mm，孔深3.0m，钻孔角度垂直顶板，每孔安装2.0m长，直径为32mm的注浆管；共布置深层水泥注浆钻孔19个孔。

3.2.3 注浆主要工序

注浆系统分为两部分，一部分为化学注浆系统，另一部分为水泥注浆系统。施工顺序：施工时先注浅部化学浆孔，再注深部水泥浆孔。

制输浆：采用机械制浆，水灰比为1～1.2：1，水玻璃浓度由40Be稀释成30Be，水玻璃用量一般为水泥浆用量的10%-15%。排浆采用Φ19mm高压胶管输送。

压浆：根据压注设备的初始排量，压注过程中要时刻注意观察注浆孔周围的碹体情况，发现跑浆应及时处理。同时密切注意注浆泵的工作状况，发现异常立即处理，各孔浆液的浓度控制原则均为先稀后浓。一般情况下，注浆压力升至5Mpa并维持5分钟，即可结束注浆。

4 治理效果

煤仓注浆施工完毕后，涌水量为0.25m3/小时，与未注浆前2.5m3/小时，降低了10倍；水湿煤也大大减少了，提高了煤炭质量。 增加了煤仓内壁的支护强度，减少了煤仓的维修及加固次数，消除了不安全隐患；提高了煤炭质量，增加了矿井的经济效益。

作者简介

王久伟（1970-），男，研究生，总工程师，副高级工程师，单位：内蒙古平庄煤业（集团）有限责任公司红庙煤矿。

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