平硐砂岩含水层淋水点注浆堵水技术

2019-12-12韩靖华

煤 2019年12期

韩靖华

(大同煤矿集团马脊梁矿，山西大同 037003)

某矿副平硐于2018年11月初出现一段淋水区域，该副平硐以-6°坡布置，淋水集中在里程420～450 m；出现淋水22 d后，涌水逐渐变大并趋于稳定，涌水量由2 m3/d增大到30 m3/d后稳定，该区域部分岩石已经遇水软化掉落。经地测专业人员多次地面勘察和对副平硐岩性对比及水质化验分析，判断该区域涌水为砂岩含水层涌水。由于副平硐承担着全矿的辅助运输任务，11月下旬开始，气候逐渐变冷，严寒天数增多，当井口供暖出现紧缺时，该淋水区域地面会出现结冰现象，严重威胁胶轮车行车安全。为了消除安全隐患，借鉴其他矿井淋水治理经验[1-3]，决定采用注浆堵水方法治理副平硐淋水。

1 注浆材料

综合考虑淋水区域地质条件，宜选用反应固化速度较快的化学注浆材料进行注浆，天固堵水材料是一种新型的煤矿井下专用聚脲酸酯材料，符合MT113-1995阻燃标准，具有较强的耐火耐高温能力和优异的煤岩层渗透能力。该材料由A、B两种化学组分组成，化学反应迅速，注浆时按1∶1比例混合注入围岩裂隙迅速反应并凝固，遇水时不影响反应产物最后的物化性能，能对涌水裂隙起到快速有效的封堵效果。天固堵水材料在套管内部初步混合，从套管喷出后即可迅速凝固成堵水泡沫，具有很强的抗压和抗收缩能力，可以承受地层运动的作用，并且具有抗磨、抗冲击性能和抗老化性能，从而达到长久稳固地层、封堵涌水裂隙和通道的目的。

2 注浆工艺

注浆工作先后顺序：堵水材料由地面运至注浆区域—注浆施工前准备工作(压风、注浆设备、配件、打钻工具、人员、搭设施工平台)—打钻(钻孔、调试设备、连接管路工作可以平行作业)—安设封孔器、连接管路—注浆—收尾。钻孔施工完毕后，为防止钻孔内的水流至巷道底板，需立即布置注浆管路，及时进行注浆施工。注浆示意见图1。

图1 注浆堵水连接示意

注浆时，在混合枪前面加上堵水封孔专用封孔器，待封孔器与岩体紧密结合后，开启气动注浆泵将A、B组分经混合器混合后注入注浆孔，气动注浆泵的压力将其压入岩层裂隙，封堵渗水裂隙。

3 注浆步骤

注浆采用“从高往低、从上到下、先疏后堵”的原则进行。注浆前先在副平硐淋水段水沟侧布置一排放水孔疏水，底部斜向上60°、打一排孔深6 m、孔径42 mm的放水孔，孔间距为3 m，放水孔共计10个孔。放水孔不能一次施工完毕，需结合现场注浆施工的进度进行，注浆结束后，局部放水孔因浆液堵塞，需要进行疏通或补打，放水孔的水如有局部流到巷道底板的，可根据现场情况采取插入软管导流。

第一轮全断面预注浆，由顶板往两帮、底板依次施工。因裂隙水具体出水点不固定的特点，在淋水、流水相对集中的区域采取全断面注浆方式，注浆孔孔深2～2.5 m、孔径42 mm，以70～90°的角度打孔，孔与孔间距2 m。全断面注浆区域以淋水或流水集中区域为中心，沿淋水段走向上下各延伸5 m范围。封孔位置距孔口500 mm处，由于在岩石中注浆，第一次的注浆量不会太大(单孔注浆量为6～16桶)，很快化学浆就会找到裂隙从顶板渗漏出来。这时调整注浆泵，减小灌注量，避免已注材料在固化之前被新注进的材料压出，让化学材料在裂隙里面充分固化。当减小灌注量都不能降低材料的渗漏时，立即停止注浆，换下一个孔继续注浆。

第二轮点注注浆，注浆孔以淋水位置为中心，作为钻孔的设计位置，根据现场实际情况，以点注方式注浆，注浆孔孔深2～2.5 m、孔径42 mm，以70～90°的角度打孔，封孔位置距孔口500 mm处，由于第一次注浆封堵注了部分裂隙，第二次注浆停止注浆的标准是：①裂隙还是比较严重，注浆量约等于跑浆量；②裂隙已经被第一次注浆堵住，设备的注浆压力超过15 MPa。

第三轮补打注浆，第一、二轮注浆后，有可能裂隙水会出现新的出水点，针对新的出水点需要补打注浆，如果一个孔不能满足封堵要求，就在附近打孔反复注浆。直至设备的注浆压力超过15 MPa。若第一轮注浆效果显著，第二轮、补打注浆可以视情况是否进行。