采矿工程中的注浆堵水技术探讨

张明新 王金涛

摘 要： 在采矿过程中，巷道掘进操作可能会直接对含水层造成破坏，使围岩周围涌现出大量水，这会直接导致采矿生产过程无法继续进行下去。所以相关人员在开采之前，必须做好含水层勘测工作，对其进行精准定位，并对含水量进行预测，在此基础上，还要制定注浆堵水方案，使放水探矿孔不会成为水涌出的突破点。相关人员还要对该种技术进行分析，使其能与施工对象结合更好，真正对巷道过多的水量起到控制作用。

关键词： 采矿工程；注浆堵水；技术

注浆堵水技术对防水探矿孔的堵漏作用毋庸置疑，但也是在施工技术落实完全，注浆过程不会出现问题的前提下，所以相关人员还要对注浆过程进行控制，对注浆材料进行检查，使其能起到堵水效果。本文主要针对采矿工程中的注浆堵水技术进行探讨。

一.工程概况

某采矿工程位于山地丘陵区，在矿井掘进之前，会在矿层中开设孔洞，进行放水探矿，之后这些孔洞若不及时堵漏，其会成为含水层裂隙水涌入的突破点。该矿产含水层主要位于巷道中段上盘，含水层围岩类型主要为燧石白云岩，该含水层表面产生裂隙后，水分就会通过孔洞涌入巷道，而其他方向排水沟的堰测也会成为涌水地点。这些水直接作用在作业面和开采设备中，不仅会对井壁和生产环境的安全稳定性造成影响，还会对设备运行造成影响[1]。对于这些涌水，只能采取堵和疏方式，注浆堵水方式主要应用在含水层裂隙处，这些裂隙可能分布在含水层层理或节理中，这些裂隙都是水分渗漏通道，必须将浆体注入到每道裂隙中，相关人员要保证裂隙与浆体严丝合缝。在此基础上，继续采取疏干措施，使工作面恢复干燥状态。

二.采矿工程中的注浆堵水技术

在注浆之前，首先要对涌水孔洞进行精准定位，这需要测量人员采集勘探线、孔洞的实际方向和倾角等信息，然后参照这些数据，做出精准测量。注浆量以及注浆力度和孔洞深度以及孔洞含水量有直接关系。测量人员还要对孔洞含水层深度进行测量，在此过程中，依照测量信息，划分堵水范围，依据含水层裂隙层位和部位，制定合理的注浆方案。在该方案中，要对初始时期注浆过程和结束阶段的止浆过程进行控制，还要保证最终的注浆量符合施工要求。

1、注浆参数

在注浆过程中，相关人员需要掌握所有的注浆参数，在采集注浆参数过程中，要保证测量参数的精度和准确度，这些测量参数是关于灌注对象的，此外还有关于浆体本身的参数，比如配浆方面的、注浆压力等方面的[2]。具体的参数类型主要包括以下几种，其一浆体注入后，会在裂隙中扩散开来，相关人员需要采集扩散半径参数，以便计算注浆量。岩石类型是扩散半径影响因素，因为其渗透系数越大，扩散半径就越大，另外扩散半径还与注浆压力和注入时间呈正相关，所以还需要对后两者进行测量，浆液本身的性质和含水量也会影响扩散半径，这些都需要得到测量和采集。基于这些影响因素，对扩散半径进行预测，发现正常状态下浆液扩散半径平均值不超过15米，但也不小于10米。

其二注浆材料的选择和配置直接关系着注浆质量。普通硅盐酸水泥是主要的材料，相关人员需要对其级配和强度等进行确定。在配置过程中，主要对水灰比进行实验和控制，使其不会超出某个特定范围，该范围为0.66：1-0.8：1。

其三注浆压力是重要的控制参数，该参数在正式应用中，并不是固定不变的，相关人员要根据注浆情况，调整注浆压力[3]。高压力会保证孔洞充塞物质强度，孔洞的堵漏效果很显著。但如果孔洞的涌水量比较大，高压力则会起到反作用，还需要适当减少壓力值，增加浆液阻力值。在采矿工程中，一般将注浆压力值控制在2.8MPa左右。

其四在浆体配置过程中，要做好搅拌工作，这需要应用专门的搅拌设备，然后控制搅拌时间和搅拌力度，还要保证搅拌均匀。搅拌机主要选择0.8m3型号，搅拌时间控制在5分钟以上。在搅拌中，还要加入工业盐。

其五浆液注入量。浆液注入量要适合，注浆质量才能得到保证。扩散半径、岩石裂隙率、注浆段高以及浆液在裂隙内有效填充系数都是注浆量计算影响参数。

2、注浆

主要包括两方面，其一含水层联通试验。注浆过程不能直接进行，一般需要借助注浆管路作为通道，所以连接管道和注浆孔洞是注浆堵水的首要工作。在管道应用之前，还要对管道的严密性和承受力进行试验。模拟灌浆条件，向孔洞中注入水，对注水时间进行控制。在注水过程中，相关人员要做好随行记录，主要对孔洞周围和管路进行检查，看其是否会出现渗漏，如果检查对象周围保持干燥，没有水分流出，则证明管路是符合施工要求的，试验结束后，相关人员便可以进行注浆操作。如果检查对象发生渗漏，则需要确定渗漏部位，然后利用砂浆进行补漏，待确定管路完好无损后，则可以进行注浆。

其二注浆施工技术以及施工规程都必须符合相关的规范，施工人员更是要规范自身操作，如此注浆施工才会安全。注浆工具主要为活塞泵，这种设备为BW150型。注浆压力值是确定的，相关人员要对注浆压力值进行测量，当其达到一定数值时，则可以进入止浆阶段[4]。该数值为注浆终压。在注浆过程中，很有可能出现漏浆现象，对于这种问题，则需要停止注浆操作，等待下一次注浆。注浆过程中，还要保证浆体充满孔洞每个角落，所以还要使浆体搅拌振捣与灌注操作保持同步。

3、注浆过程中的问题

主要包括以下四方面，其一在矿层孔洞中，有些钻孔比较小，这些孔洞涌水量也少，需要注入的浆体量也少，但依旧要注意注浆过程，控制注浆压力，且注浆过程要连续进行。待注浆结束，相关人员还需要对注浆效果进行检查验收，看其是否符合标准。

其二对于钻孔直径比较大的孔洞，需要注入较多的浆体，才能阻止过大的涌水量。在初始阶段，浆体可以间歇浇筑，一直到浆液初凝。在注浆的过程中，孔口处浆体深度是不断增加的，压力也是处于上升状态的，并且越接近孔口，压力上升越快，在此种状态下，相关人员则要一气呵成，连续浇筑。浆体间歇浇筑时，要注意做好中途停歇时间的清水补充工作，这种措施主要是为了通畅通道井口，使附着在井口处的浆体能在凝固之前就被冲掉。

其三注浆孔洞不止一个，这些孔洞会应用串联或并联方式，来实现共同注浆。串联主要针对相距较近的孔洞发生的串浆问题，只要将这两个孔洞串联在一起，即可避免该类问题[5]。并联指的是灌注泵并联，这种方式主要针对孔洞含水量多，流速大的现象。

其四有的孔洞裂隙比较大，浆体灌注过程中，会出现外漏现象，在这种情况下，一方面相关人员要降低浆体压力，减少浆体含量，另一方面要减少裂隙范围，填充过水通道。基于此，还要快速灌注水泥浆体，使其快速凝固。

4、注浆效果评价

注浆工作并不是一朝一夕就能完成的，孔洞数量也比较多，在注浆全过程结束，浆体凝固后，会发现孔洞上不含水层间的水利联系通道不再会成为水上涌的切入点，而巷道的排水量也大大减少。

结语：采矿工程中需要注浆堵水的孔洞裂隙有很多，相关人员要根据孔洞的具体情况，选择合适的注浆方式与技术，在技术落实过程中，还要对相关参数进行检查，保证注浆堵水的质量。

参考文献

[1] 朱海明，胡国庆.地表注浆技术在井下采矿堵水工程中的应用分析[J].科技创新与应用，2016（04）：283.

[2] 景佳，刘利茂，钱再华.注浆堵水在采矿工程中的应用[J].广东建材，2016，28（06）：92-94.

[3] 王亮.大水金属矿床井下近矿体帷幕注浆堵水技术研究[J].长沙矿山研究院，2016.

[4] 刘伟.地表注浆技术在井下采矿堵水工程中的应用[J].西部探矿工程，2017（09）：180-181.

[5] 张淑同.破碎煤岩体注浆加固与堵水研究[J].山东科技大学，2016.