矿山井巷工程施工中的预注浆技术

冯周卫 郎茂俊

摘 要：矿山井巷工程是在地下创建工程施工需要的环境，保证结构的稳定性和安全性。工程建设中，施工人员需认真分析地面环境和地质条件，将研究重点放在地质破碎带富水层上，确保预注浆技术的合理应用。预注浆是前期准备工作中的重要内容，直接关乎矿山井巷工程施工的整体质量。

关键词：矿山井巷工程;预注浆技术;稳定性;安全性

矿山井巷工程施工中需要构建良好的施工环境，工程施工中的影响因素较多，为规避不同因素的影响，需认真分析工程的地面环境及地质条件，严格控制施工中的每一个细节。应用预注浆技术能够推动工程作业的顺利进行，也可全面改善工程建设水平。因此，研究矿山井巷工程施工中的预注浆技术具有积极的现实意义。

1 预注浆技术特点

注浆技术是解决矿山类及隧道类工程渗水问题的有效手段。矿山井巷工程施工前，应按照规定要求落实预注浆施工，这能够保证地面形成封闭隔水层，进而规避渗水问题，打造有利于工程施工的环境，促进矿山井巷工程的顺利进行。我国预注浆技术的应用相对广泛，上世纪50年代，预注浆技术在矿山施工、煤矿施工和隧道施工中均得以应用，为工程施工创造了有利条件。水泥是现阶段预注浆施工中的主要注浆料，结合现场实际添加速凝剂和膨润土等多种外加料，能够加速浆液凝结，减少浆液损失，且在施工中要采取分段注浆的技术形式。

2 矿山井巷工程施工中预注浆技术的应用

某煤矿二进风井井口以素混凝土支护，壁厚为500mm，选用C25混凝土。施工至井深378m时，施工人员在工作面打了两个探孔，探孔深度为22m，孔底8m处出现涌水现象。该底层有裂隙发育，含水层的动储量与大气降水有着密切联系，结合探水孔的涌水情况，需采取有效措施做好工作面的注浆堵水。

2.1施工前的准备工作

（1）注浆设备布置

选择双液调速高压注浆泵，在井口应用专业搅拌机拌合浆液，井底部工作面上需设置工作台，工作台的高度在1.5m上下。工作台上需摆放注浆泵及配套的操作开关。此外，工作面上也要放置3个体积为0.5立方米的铁桶，分别存放水泥、清水和水玻璃，工作面的通风设备、信号设备和照明电缆均使用原有的设施。注浆机电源应用放炮电缆，供给需借助控制开关把控，以溜灰管保障水和水泥的充足供给。

（2）注浆孔布置和要求

清理工作面的杂物后，应先以潜孔钻机沿井筒工作面在四周均匀设置8个符合施工要求的钻孔，并以此为注浆孔，以高压注浆封水，完成注浆施工后，在距离井筒中心1.7m的位置布置4个内圈孔，内圈孔的角度、孔深和孔径均要满足工程要求，之后高压注浆封水。在两个注浆孔中间钻检查孔和中心检查孔，审核注浆的质量。检查孔的参数要与注浆孔的参数完全一致，中心检查孔垂直设置，如检查孔中依然油水，可向检查孔中继续注浆，无水后便可封孔。

（3）鉆孔设备的参数

工程施工中使用潜孔锤钻机，Φ50mm×1m钻杆，Φ95mm的钻头钻孔。

（4）注浆孔口管口规格

注浆管由一个插管和外套的4个套管构成，套管两端需焊接10mm厚的环形铁垫[1]。插管底端上150mm的位置要焊接厚度为10mm的环形铁垫，共有4组。插管顶端可设置Φ500mm的丝扣，之后加工一个螺丝帽，螺丝帽的厚度为30mm，确保上紧套管挤压止浆垫，使其膨胀紧贴孔壁。安装Φ25.4mm的球阀，严格把控进浆量，利用多组止浆胶垫增大上浆胶垫与孔壁间的摩擦力，避免注浆压力超出正常范围，使注浆管移位。

（5）注浆施工中需注意的问题

首先，注浆施工前，工作人员要认真检查注浆孔，全面清理孔内的杂物，确保注浆孔的清洁性。其次，在注浆施工中还应结合施工需求和实际确定注浆参数，依据规定要求确定浆液配比。再次，拆除注浆设备时，严格控制注浆压力，在合适的压力条件下拆除注浆设备，避免压力超标威胁施工人员的人身安全。最后，施工人员需依据施工规范操作，配浆时依据规定要求佩戴防护用具，以保障施工人员的人身安全。

（6）坚定注浆结果

注浆循环后可在注浆薄弱位置设置检验孔，合理评价检验结果，根据实际确定检验空的深度，明确检验孔是否存在漏水问题。高度重视水压测试，确定注浆结果。

2.2施工方案设计

（1）注浆孔数量及布孔方式

钻设注浆孔一方面可促进注浆施工的顺利进行，另一方面也可提前探测水层。钻孔施工中，若遇水层可以探水孔明确涌水量、涌水压力和岩层破碎程度等参数，进而调整水泥砂浆的参数。工程施工中需结合竖井的直径和注浆孔间距，确定注浆孔。本工程共设6个注浆孔，孔距为23mm，孔径为90mm，孔心与井中心间距为22mm，径向倾斜钻孔，偏距为30m，倾角5°。

（2）注浆参数注浆段高

含水层厚度、最佳注浆深度和最佳钻孔深度，这是确定注浆段高的重要依据。井深14m-20m间为富水层。为保障工程施工的安全性，注浆总长定为29m，注浆孔可穿越含层底板下方6m以上。

（3）注浆压力

注浆压力能够发挥预注浆的压实、扩散及填充作用，注浆压力大于静水压力。受地下水压力、水层深度等因素的影响，注浆压力需为静水压力的2倍。

（4）注浆工艺

工程施工中，由于作业面出现涌水现象，因此要先浇筑止浆垫，做好排水工作。浇筑止浆垫前，注重堵水效果。之后根据止水浆垫的尺寸设计轮廓。随后开展清洗工作，利用吊桶卸料。同时预埋清水管道和孔口，安装潜水泵，及时排出多余的水分[2]。注浆前，清理注浆孔。清孔工作对注浆质量具有决定性作用。拆除注浆设备的过程中，务必严格控制注浆压力，之后方可拆卸。依据规定的注浆比例注浆，改善工程施工质量。配置浆液时，施工人员还应规范佩戴防护工具，避免作业中出现严重的安全事故。

3 预注浆技术的发展趋势

3.1深化理论研究

预注浆技术中务必认真研究注浆浆液与裂隙作用、地质水层和地质环境构成之间的关系，明确客观规律，并以此为工程施工提供详实、可靠的数据支持。

3.2行业交流日益密切

预注浆技术的施工工序与其他技术十分相似，为此，施工人员需借鉴其他技术的优点，并根据实际将技术应用到工程建设中。

3.3出现了新型的施工技术

相关部门需增加资金投入，积极引入更为先进的设备及技术，全方位考虑工程建设，加强技术改造和创新，促使工程施工向环保、节能和高效的方向发展。矿山井巷工程的复杂性和综合性较强，危险因素较多。所以在工程作业中，应采取多种技术和措施保证工程质量，以降低施工难度。行业和技术发展中，创新是重要的基础和前提。如高压无极调速注浆泵与信息化系统检测注浆的融合，在工程施工中发挥着重要作用，维护了施工安全，提高了作业效率[3]。

3.4技术的应用范围不断扩展

预注浆技术具有显著的综合性，除在矿山井巷工程中发挥重要作用外，在交通建筑和水利工程中也扮演着关键角色，且其应用范围也会随着技术的发展不断扩大，更好地发挥技术优势。

4 结语

总之，矿山井巷工程具有危险性、综合性和复杂性，预注浆施工的质量对工程建设影响显著。为此，在工程施工期间，务必严格按照工程作业规范和要求施工，注重技术优化和创新，以此为矿山井巷工程创造优良条件，推动煤炭产业的稳定、可持续发展。

参考文献：

[1]王兴亚.预注浆技术在矿山井巷工程施工中的应用[J].世界有色金属，2019，No.535（19）：208-209.

[2]高岗荣.煤矿注浆技术综述[J].建井技术，2020，v.41;No.224（05）：6-14+28.

[3]许贵林.工作面预注浆在竖井井筒施工中的应用[J].科技风，2020（12）：133-133.

（中煤第七十一工程处有限责任公司，江苏 宿州 234000）