矿井注浆堵水技术
金属矿山立井深井筒水面抛石注浆法堵水技术实践
采用 C : 。 素 混凝 土 灌 注 ,支 护 厚 度 3 0 0 mm。
副井井 筒施 工 装备 采用 Ⅲ型 亭式 井架 ,主提 升机选 用 J K 2 . 5 —2 0单 滚 筒 矿 用 提 升 机 ,
提 升 速度 v …为 4 . 7 m/ s ,选 用 定 制 的 2 . 5 m
能力是 根 据最初 提 供地 质资 料设计 最 大排 水
能力 ,约 为 5 0 m。 / h ,还 须 安 装 排 水 能 力 大 于 出水 量 的水泵 及 管路 , 目前集 中 出水点 涌 水 量远 大 于排水 设 备排水 能 力 ,临时 增加排 水 设备 仓促 之 间论证 不 细致 。综合 分 析 了出 水 点水 量 、压力 等情 况 ,认 定直 接在 出水 点 封 堵投 人 多 、难 度 大 、风险 高 ,决 定 采用静 水 位下 填 石 注浆 法 进 行 堵 水 ,具 体 步骤 为 :
筒 积水 的堵 水技 术 。
2 突 水 机 理 分 析
面涌水 量 逐 步 增 大 至 5 0 m。 / h 。为保 证 施 工 安 全 ,施工 止浆 垫并 对 工作 面 围岩进 行 了预
注浆。
出水后 及治 水期 间 ,结合 施工 期 间 的实
际揭露 地层 资料 、构 造情 况 、井筒 钻孔 柱状
从 井筒 施工 揭露 地层来 看 , 自地 表表 土 段 以下 岩石 均为 灰黑 色辉 绿岩 ,可见 裂 隙不 发育 , 目视 岩 层 完 整 性 较 好 ,岩 层 倾 角 约 6 0  ̄8 0 。 。 以往 几次 壁后 注浆 堵 水施 工 发 现 , 虽然 岩石较 完整 ,但 在其 间多 发大 角度 的或 接近 于纵 向 的毛细裂 隙 ,该种 裂隙 肉眼极 难 看到 ,用 注浆泵 利用 带颜 色 的水试 验后 即可
鲁新矿井副井高分子材料注浆堵水技术研究
液注浆 泵 , 该注浆泵 最大可提供 2 1 MP a 的注浆压力 。 注浆时调配好 的水泥浆和水玻璃 事先贮存在两个容 器内 ,
将注浆机两个 吸浆软管分别放置在装有水泥浆和水玻璃 的容器 内, 浆液在注浆泵 内混合并被压人注浆管 。 混合浆液在压力作用 下迅速进入 导管并通 过导 管上 预先 打的小孔充满 注浆孔 ,如图
2 0 1 4. N0 . 0 2
J o u r n a l o f H e n a n S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y
工 业 工程 与技 术
鲁新矿井副井高分子材料注浆堵水技术研究
方 献 辉 时 磊
( 河南工程咨询监理有 限公 司, 河南 摘
图 1 罐笼顸部作业平台
一
其 中第 四系表土层有 出水点两处 。 新 近系砂砾岩及砂岩 地
层有 出水点两处 。 白垩系煤系地层有出水点两处 . 火 山角砾岩及 火成岩地层有出水点一处 。主要 出水点均在标高+ 7 5 2 . 5 m上 。
注浆堵水主要作业流程为 : 井下施工人员乘罐笼 到注浆位
此次注浆 采用兴 城市注浆 泵厂生产 的 2 T G Z 一 6 0 / 2 1 0型双
理想 的注浆材料应满足 以下要求 : ( 1 ) 粘 度低 、 流动 性和可
注性 好 , 能进入 细小裂隙 ; ( 2 ) 浆 液凝 固时 间易调节 ; ( 3 ) 稳 定性 好, 在流动过程 中不 产生分层 、 离析现象 ; ( 4 ) 浆液 固化体无收缩 现象 , 结 实率高 , 结石 体抗 渗性好 ; ( 5 ) 固化体抗水侵蚀 能力强 ;
煤矿注浆堵水方案
煤矿注浆堵水方案1. 引言在煤矿开采过程中,由于地质条件复杂,经常会遇到地下水突泉、渗水和涌水等问题。
这些问题不仅给煤矿的安全生产带来威胁,同时也会对环境造成严重污染。
因此,采取合适的堵水方案成为确保煤矿安全和环境保护的重要措施之一。
本文将介绍一种煤矿注浆堵水方案。
2. 注浆原理注浆是指利用注浆剂将矿井或地下工程中的孔隙、裂隙等空隙填充,从而起到堵水封浆的作用。
常用的注浆剂有水泥浆、聚合物浆和化学药剂浆等。
注浆的原理主要包括以下几个方面:•浆液的粘稠性能:选择具有一定黏度的注浆剂,以保证注浆剂在注入矿井或地下工程中不易流失。
•浆液的抗压强度:注浆剂在固化后需具有一定的抗压强度,以保证注浆层不会因为地质压力而破坏。
•浆液的充填性能:注浆剂应具有良好的充填性能,能够充分填充矿井或地下工程中的空隙和裂隙。
•浆液的流动性:注浆剂应具有一定的流动性,便于在矿井或地下工程中流动,并填充空隙。
3. 注浆堵水方案3.1 注浆剂的选择根据具体地质条件和堵水目标,选择合适的注浆剂进行注浆堵水。
常用的注浆剂有以下几种:•水泥浆:水泥浆具有较高的抗压强度和充填性能,适用于需求高强度的封浆工程。
•聚合物浆:聚合物浆具有较好的流动性和充填性能,适用于填充细小裂隙的封浆工程。
•化学药剂浆:化学药剂浆具有良好的延展性和粘稠性能,适用于渗水源较严重的封浆工程。
3.2 注浆参数的确定在进行注浆堵水工程之前,需要确定合适的注浆参数,包括注浆剂的用量、注浆压力和注浆速度等。
这些参数的选择应根据具体情况进行调整,以确保注浆效果。
•注浆剂用量:根据矿井或地下工程的尺寸和空隙情况,确定注浆剂的用量。
一般情况下,注浆剂用量应适中,既能够充分填充空隙,又能够节约成本。
•注浆压力:注浆压力应根据地质压力和注浆剂的性能确定。
过大的注浆压力会导致注浆剂破坏或流失,过小的注浆压力则无法实现充分填充。
•注浆速度:注浆速度应适中,过快的注浆速度会导致注浆剂流失,过慢的注浆速度则无法实现及时充填空隙。
矿井防治水技术措施
矿井防治水技术措施矿井防治水技术措施是指在矿井开采过程中,通过一系列的防水治理措施保障矿井工作面的安全和稳定性,防止由于地下水涌升、渗漏和外部水体对矿井造成的威胁和危害。
准确地说,矿井防治水技术措施主要包括以下几个方面:1.矿井防渗注浆:主要是通过在矿井壁和顶板等易渗漏区域进行注浆,有效消除地下水渗透。
2.矿井断层水位管理:矿井断层交汇区域是矿井多次发生水灾的重要原因之一,因此要在这些区域实行水位管理,及时做好维护和管理工作。
3.填井采水:矿井开采过程中,地下水常常会从开采工作面渗出,这就需要进行填井采水来进行应对,在必要时可以进行收集和处理。
4.排水系统的建设:在矿井内部建设疏干、疏浚系统,及时排水,保持矿井内部的干燥与舒适。
为了保障矿井工作面的安全和稳定性,必须采取有效的防治水技术措施,下面将从矿井防渗注浆、矿井断层水位管理、填井采水和排水系统建设四个方面进行详细的介绍。
1. 矿井防渗注浆矿井防渗注浆是指在矿井地下水级别高、渗流量大的地方,施加压力将水泥浆等材料注入矿井壁和顶板等易渗漏区域,增加地下水涌进的阻力,达到封堵水流渠道,以达到防止渗漏的目的。
注浆的材料通常包括水泥、特种混凝土、树脂等。
注浆施工前,要做好相关的工程设计和施工方案,根据矿井地质结构和地下水情况进行详细的勘测和分析,确定注浆的注入深度、注入量、注入压力等技术参数。
同时,对注浆材料的类型、比例和施工条件也要进行认真考察和筛选。
2. 矿井断层水位管理矿井断层交汇处是地下水流聚集的区域,也是水灾频繁发生的主要地方。
为了及时预防和避免矿井断层水位升高引发的安全事故,需要建设水位管理系统,对这些区域进行统一管理和调控。
水位管理系统一般包括井下水位监测、水位预警、水位调节、水位控制等多个方面。
通过监测和分析井下的水位情况,预测矿井水位升高的趋势,并及时采取相应的措施进行调控和管理,确保矿井在水位下降的过程中,不会对矿井工作面的安全和稳定性造成影响。
煤矿立井井筒注浆堵水设备及压力标准
煤矿立井井筒注浆堵水设备及压力标准下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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煤矿注浆堵水技术的新进展(四篇)
煤矿注浆堵水技术的新进展煤矿注浆堵水技术是一种常见的井下防水技术,通过注入特定的浆液混合物,将其填充到煤矿井下空洞和裂缝中,以阻止水的进入。
这项技术在矿井抢险、排水和施工中起到了至关重要的作用。
近年来,随着科技的不断进步,煤矿注浆堵水技术也取得了一些新的进展,这些进展主要涉及浆液材料、注浆方法以及注浆效果的改进。
首先,煤矿注浆堵水技术的新进展之一是浆液材料的改进。
传统的浆液材料主要是水泥、粉煤灰、沙子等材料的混合物,虽然可以起到一定的堵水效果,但在一些特殊情况下效果并不理想。
近年来,研究人员开始尝试使用一些新型的浆液材料,如聚合物材料、水泥增韧材料等。
这些新型材料具有更好的封闭性和机械性能,可以更好地填充和固化井下空洞和裂缝,提高了注浆的效果。
其次,注浆方法的改进也是煤矿注浆堵水技术的新进展之一。
传统的注浆方法主要是通过钻孔注浆或者井下喷射注浆来进行,虽然能够实现一定的堵水效果,但在一些复杂情况下不够灵活。
近年来,研究人员开始尝试一些新的注浆方法,如喷射-自流注浆法、多点注浆法等。
这些新的注浆方法可以更加精确地控制注浆流量和浆液分布,提高了注浆的效果,并且减少了浆液的浪费。
最后,注浆效果的评估和监控也是煤矿注浆堵水技术的新进展之一。
传统的注浆工艺主要依赖人工观察来评估注浆效果,这种方法存在主观性和不准确性的问题。
近年来,研究人员开始引入了一些新的技术,如无线传感器、地震波传播等,用于实时监测注浆效果。
这些新的监测技术可以准确地测量注浆后的地下水位和水压变化,评估注浆的效果,并及时采取措施进行调整和修正。
总之,煤矿注浆堵水技术在浆液材料、注浆方法以及注浆效果的改进方面取得了一些新的进展。
这些新的进展不仅提高了注浆的效果和效率,还减少了浆液的浪费和环境污染。
随着科技的不断进步,相信煤矿注浆堵水技术将会迎来更多的突破和发展。
煤矿注浆堵水技术的新进展(二)煤矿存在着严重的地下水涌入问题,给矿井运行和矿工的生命安全带来了巨大的威胁。
二五西井风井井筒钻探注浆防治水技术
37 .
38 . 38 .
2 l 3 0。 0
4O
5
2 5
至 55 1m . ~ 4 蓖鬻蠹, 均为 凝街妁木最蒙
第二遍注浆打钻情况参数表
钻孔
2 #
4 #
钻 布置平 图
风蚌井笥剖
孔漂
‘ ) m
l 6
1 6
满术量
3 打钻注浆施工效果 、
3 1 1 孔 .. 布 第 一遍 打 钻 注 浆 , 置 5个 钻 孔 。1 布 #孔 正北 方 向、#孔 北 偏 东 9 0 3 2 0 、# 孔 正 南 10 、 #孔 北 偏 东 2 0 、 #孔 井 筒 中 心 垂 直 向 下 , 终 孔 深 度 均 为 804 705 4m 第 二 遍 打 钻 注 浆 ,布 置 4个 钻 孔 。6 0。 #孔 北 偏 东 2 0 、#孔 北 偏 东 i0 7
1 4
1 8
5 0 10 0
1 5
l 5 l 0
0 4 ,5 O 4 .5
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04 . 05 .
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井 篱 中
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36 .
2 12钻 孔施 工 技术 ..
5 #
3 5
42 .
钻 进 2 时 冕蠊 范 肄时与 { r 率嫠 h . 孔
采用 D 一 0 z 1 0型钻机钻孔, 钻孔配备 8 r 0 m冲击器 , a 另外需配备 1m 23 空压机一 台。具体施工步骤如下 : 1用 中10m钻头开孔 , () 3m 开孔深度 4 ; m () 0 18 m套 管 作 为 孔 口管 , 度 4 , 入 钻 孔 后 , Z Y 5/ 0型 双 2下 0m 长 m下 用 B一 0 7 液注 浆 泵 向孔 口管 内注 水 泥 水 玻 璃 双 液 浆 , 待 液 浆 溢 出钻 孔 后停 止 注浆 , 并 在孔 口管 上 安 装 中 18 m高 压 闸 阀 , 液 浆 凝 固 8 0m 注 h后 , 下钻 深 4 。然 向 m 后连接 注浆系统 向孔 内压水试 压, 水压 3 P , M a 如果孔 口管周 边不漏水 , 试 压成 功 , 果 漏 水 , 如 重复 上 述 过 程 , 不 漏 水 为 止 ; 3 用 中9 m 至 () 3m钻 头钻 进 , 直 到打 到 设 计 深度 或见 老 空 为 止 。 2 2注 浆 施工 技 术 . 用 Z Y 5/ 0型注浆系统注浆, B 一 07 注浆泵 站设在井 口附近 。注浆材料选
注浆堵水技术在煤矿矿井施工中的应用
注浆堵水技术在煤矿矿井施工中的应用前言:在实际生产过程中,煤矿矿井漏水会直接影响到煤矿开采进度,甚至威胁工作人员生命和财产安全。
现阶段,我国矿井项目在执行开采掘进作业时,强度和深度随着作业环境的日益复杂都在不断地提升。
由于矿山压力的增强,出现巷道变形的概率越来越大,导致频繁发生矿井漏水的事故,为企业生产和加工设置了难度,而注浆堵水技术在煤矿矿井施工过程中的应用能够在一定程度上缓解这一状况。
一、煤矿矿井施工中注浆堵水技术概述(一)注浆堵水技术的内涵注浆堵水技术,顾名思义,就是利用灌浆堵塞缝隙渗水的技术。
注浆堵水技术在我国的发展是从上个世纪中叶开始的,技术较为成熟是在21世纪初以后。
在注浆堵水技术的整个演进过程中,接连整合了特定浆液的注浆理论以及各类注浆工艺,并在技术改进时应用了多种新型材料和设备,针对该项技术的探究都取得了一定的研究成果以及应用成效。
(二)注浆堵水技术的应用环境分析1.矿山巷道掘进环境在进行矿山巷道掘进的工序时,由于穿越断层或其他导致岩层出现裂痕情况的发生,易使导水通道出现事故,因此,需要在诸多可能发生的意外事故出现之前,要做好矿山巷道周围环境的防漏水工作,利用注浆堵水技术来维系煤采掘进环境的安全性。
2.遇到岩层或巷道漏水状况时,要及时采取注浆堵水技术来进行处理在实际生产过程中,我国某煤矿采区的工人在执行作业时,出现了回踩过程出水现象,由于处理及时,出水量得到了有效控制,并采取了注浆堵水技术对采空区漏水点实施封堵,进而保证了矿井的安全,并有效降低了矿井排水环节的生产成本[1]。
可见,为了保证煤矿资源的开采总量能够满足社会需求,煤矿矿井施工工程的实施就可能会面临复杂的水文地质环境,煤矿开采工程的难度也在不断攀升,随时可能发生水体渗漏状况,威胁着作业人员的人身安全,因此,则需要采用注浆堵水技术等为煤采项目的顺利实施做有效支撑。
二、煤矿矿井施工中注浆堵水技术在实际应用过程中所遇到的问题煤矿开采又被业界称之为"井工开采",矿采行业在具体实施过程当中,会面临诸多的实际问题,例如:矿井煤层、顶板、底板结构不稳,一旦发生渗水、漏水等状况未得到及时处理,则后果不堪设想。
注浆堵水技术在鸣西矿井的应用
摘
要 : 述 了 注浆 堵 水 技 术 在 治 理 茅 E灰 岩 岩 溶 裂 隙 水 中 的 应 用 及 效 果 。 叙 l 、
关 键 词 : 患 治 理 ; 水 技 术 ; 用 水 堵 应
中 图分 类号 : D7 3 T 4
文献标识码 : B
文章 编 号 :0 6 5 2 2 1 ) 1 0 6 - 0 1 0 —2 7 ( 0 2 0 — 0 4 3
一
图 1 鸣 西 煤 矿 风 井 下 部 封 堵 方 案 略 图
3 0 型钻 机 。2 0 0A 0 9年 7月 至 1 O月 实 施 注 浆 。 实施 过 程
3 堵 水 技 术 的 现 场 应 用
3 1 割 管 充 填 骨 料 . 1 )原 井 筒 内共 布 置 有 管 道 6道 : 0 01 8 mm 压 风 管 ( 焊 管 ) 05 , 0mm 供 水 管 ( 管 ) 01 8 mm 排 水 管 ( 缝 管 ) 焊 , 0 无 ,
一
2 堵 水 方 案
结 合 现 场情 况 , 出井 筒 下部 先 采 用 骨 料充 填 约 1 提 0 m, 至 水 平 巷道 上 方 1m。再 进 行 托 举 封 隔水 下 混凝 土 浇 注 形
成 5~1 Om混凝土井盖 , 待强后排水至混凝土井盖 , 由混 再
凝 土 井 盖进 行 定 向钻 孔 施工 至井 下 水 平 出 水 巷 道 进 行 注 浆
涌水 量 增 至 5 r / 。从 6月 2 日至 7月 7日 , 计 出水 量 2 r3 h 】 累
约 3 7 0 m3 . ×1 。
出 水 巷 道 (3 0m 回风 石 门 ) 于 二 迭 系 龙 潭 组 官 山 -6 处 段 中 , 段 岩 层 由 中 粗 粒 砂 岩 、 岩 、 砂 岩 组 成 , 度 7 该 泥 粉 厚 0
立井冻结段井壁注浆堵水技术
井筒 的安全带来较大隐患, 必须对井壁进行注浆堵水。 关键词 立井
阳城煤 矿位于济宁市汶上 县 , 主采煤层为 3煤 , 均厚 平
度 7 5 矿井设计生产能力 10 t 。 .m, 8万 / a 阳城煤矿主风井直径 5 , m 副井直径 65 .m。在 3 井筒 个 的冻结段均出现 了不 同程 度的出水。其 中风井 出水量 达到
出l处设置折页 , 眼注浆时可 以伸 出, Z l 打 上下 罐笼 时可 以折 回, 以利作业。注浆采用在地 面安装一 台 H V—C型液压 注 F
图 1 注浆 系 统 示意 图
浆泵单体进行注浆。注浆顺序由下往上赶 , 先在 出水点下方 12 3m以下 3 4米处 开始打 眼注浆 , 每个高度在东西 南北 四个 方位布置钻孔。同一高度 注浆 达到终压后 即往 上 1 米左右
浆管路 。注浆管路与井筒内南侧压风管路用 1 #铁丝每 5 0 m
绑扎 一 道 。
办法, 即将 裂隙处凿掉 , 重新补填混凝 土, 利用导水管做注浆 管进行注浆 , 完成之后 , 准备进行 1 #孔注浆。
3 注 浆作 业
()注浆作业流程 : 1 注浆液经搅拌系统搅拌均匀后 经注
() 2 注浆设备试运转 : 注浆设备及注浆 管路安装完毕后 , 必须进行试运转 , 经试运转及 耐压试验 , 设备应无异 常响声 。 具体作业程 序: . 面检 查注浆 、 ① 全 搅拌系 统及 管路连 接 处 等 。②注浆系统进行无负荷试运 转。③全系统联合试运转。
3万 t, 0 , 开采陕北 黄陇侏 罗纪 2号煤层。井 田走 向长 6m, a k
再在四个方向打眼找 出水 点注浆 。这样循环 向上 一直注 到 井壁 19米上方 , 1 把该段井壁彻底注好达到没有出水点 。 2 注浆作业准备 () 1注浆站 的建 设及 注浆管 路。注 浆站 布置 在井 口附
注浆堵水措施
注浆堵水措施
注浆堵水,就是把配制好的浆液(水泥浆液、水泥—水玻璃浆液或化学浆液),用注浆泵压入地层空隙中,使浆液扩散、凝固、硬化,起到堵、截补给水源的作用。
目前,注浆应用在以下几方面:
(1)井筒注浆
井筒常要通过一个或几个含水层,含水层的水就会进入井筒,给建井带来困难和危害。
为此,在井筒开凿之前先从地面打钻孔,对含水层进行预先注浆;或者在井筒掘进工作面距含水层一定距离的地方停止掘进,从工作面预先进行注浆。
这样,就在并筒四周造成一道隔水屏障,使井筒能安全、顺利地通过含水层。
如果并筒已凿砌完毕而井壁漏水,也可以对井壁进行注浆堵水。
(2)巷道堵漏为减少矿井涌水量,对矿井下大量存在的小出水点也要进行封堵。
这些出水点水压、水量不大,可以用打入简单注浆管的办法解决。
做法是:用短而细的水管一根,其外侧螺旋状焊上铅条,裹以粗麻后用力打入钻好的小孔内,用高压注浆泵向孔内注入水泥浆,直到出水点停止出水为止。
这种办法对一些大的硐室、大交岔点、砌碹巷道等处的淋水、漏水都很有效。
(3)帷幕截流
有的山矿为了减少矿井涌水量,采用帷幕截流注浆法建造一个隔水墙,切断水源的补给通路,把水拦截在井田之外。
- 1 -。
2024年矿井井下防治水技术(3篇)
2024年矿井井下防治水技术引言:随着全球经济的快速发展和能源需求的增加,矿山的开采程度和规模也在不断扩大。
然而,矿井井下发生的水灾事故往往给矿山生产带来巨大的影响,甚至威胁到矿工的生命安全。
因此,矿井井下防治水技术的研究和应用成为矿山管理者亟待解决的问题。
本文将对2024年矿井井下防治水技术进行详细探讨。
一、井下灌浆技术井下灌浆技术是防治水灾事故的一种重要手段。
传统的井下灌浆技术主要采用水泥浆、聚合物浆等填充材料,但其密度较大,渗透性差,容易造成孔隙堵塞,影响井下水流的通畅。
因此,2024年矿井井下灌浆技术的发展方向主要有以下几个方面:1. 高渗透性灌浆材料的研发:研究人员通过改变灌浆材料的组分和比例,使其具有较高的渗透性,能够快速填充井下孔隙,提高井下水流的通畅性。
2. 智能控制技术的应用:引入传感器技术和智能控制系统,实现对井下灌浆过程的实时监测和自动控制,提高灌浆质量和效率,减少人工操作的风险。
3. 环保型灌浆材料的研究:传统的灌浆材料往往对环境造成一定污染,因此,2024年矿井井下灌浆技术的发展方向之一是研究环保型灌浆材料,减少对环境的影响。
二、井下排水技术井下排水技术是保证矿井安全生产的重要手段。
传统的井下排水技术主要采用抽水机械抽取井下积水,但其存在抽水效率低、工作成本高等问题。
为解决这些问题,2024年矿井井下排水技术的发展方向主要有以下几个方面:1. 高效率抽水设备的研发:研究人员通过改进抽水机械的结构和工作原理,提高抽水效率,减少工作成本。
2. 统一控制平台的建立:建立统一的井下排水控制平台,实现对整个井下排水系统的实时监测和控制,减少人员操作的风险,提高排水效率和安全性。
3. 环保型排水设备的研究:传统的抽水机械往往对环境造成一定的噪音和振动,2024年矿井井下排水技术的发展方向之一是研究环保型排水设备,减少对环境的影响。
三、井下渗水预警技术井下渗水是矿山管理者需要密切关注的问题。
2024年煤矿注浆堵水技术的新进展(2篇)
2024年煤矿注浆堵水技术的新进展1.概述煤矿水害影响矿山工程施工的进度和质量、恶化工人的劳动环境、增加矿井的排水设施及排水费用、给煤矿生产带来了不安全因素、严重者甚至发生淹井事故、造成生命和财产的重大损失[1]。
我国煤田水文地质条件复杂,目前我国约有18%待开采的煤炭储量受到较为严重的水害威胁,对其进行防治工作具有十分重要和十分迫切的现实意义。
注浆堵水是矿井水防治的重要方法之一,具有减轻矿井排水负担,节省排水用电,降低吨煤成本,提高工效和质量,加固井巷薄弱地段,减少突水机率、延长矿井服务年限的明显优点[2]。
2.注浆堵水技术的发展历程注浆堵水作为注浆技术的一个分支,是随着注浆技术的发展而发展的。
注浆堵水技术作为工程技术的一个新领域不过只有一百多年的历史。
18xx年法国首次把注浆法应用于俢复挡潮闸[3],英国于1856年第一次将水泥用于注浆,1882年~1920年相继研制了气动注浆机和水玻璃-氯化钙化学浆液,此后又相继研制出铬木素、丙烯酰胺等浆液材料。
二十世纪四十年代以来,各种新的化学浆液(如木质素类、脲醛树脂类、丙烯酰胺类、聚氨酯类等)和改性水泥浆相续问世,将注浆堵水技术推向一个新的高度。
注浆堵水技术在国内的发展是从20世纪50年代初期煤矿井筒井壁注浆堵水开始的[4],从60年代后,我国相继开发了一系列无机或有机注浆材料,并逐渐建立了适用于特定浆液的注浆理论、注浆工艺。
进入21世纪后,注浆堵水技术的研究与应用进入一个鼎盛时期,在注浆堵水技术许多方面,包括材料品种、设备器材等都获得了一定发展。
注浆堵水技术近年来在各种岩土工程中得到广泛应用,技术效益及社会效益也很显著,但注浆堵水技术本身还不成熟,还需不断完善。
3注浆堵水技术的研究现状与研究成果注浆堵水技术包括硬件和软件两部分:硬件部分又包括注浆材料和注浆设备,软件部分可简单地分类注浆工艺和注浆参数计算理论。
3.1注浆堵水材料目前煤矿井巷堵水注浆材料大都选用水泥类浆材或水泥—水玻璃类浆材,其主要优点是成本低、材料来源广,但由于其硬化后易收缩而产生细小裂隙,在水力冲刷下裂隙逐渐扩大,堵水效果不理想,且因其为颗粒性材料,对细小裂隙难以压入,因此其应用范围有一定的局限性。
2024年煤矿注浆堵水技术的新进展
2024年煤矿注浆堵水技术的新进展随着煤矿行业的不断发展和技术的进步,注浆堵水技术在煤矿井下的应用得到了广泛推广和运用。
2024年,煤矿注浆堵水技术迎来了一系列新的进展,以下将详细介绍。
一、新型注浆材料的应用新型注浆材料是煤矿注浆堵水技术的重要发展方向之一。
在2024年,煤矿注浆堵水技术中出现了一种新型的高性能注浆材料。
该材料具有优异的渗透性和堵水效果,能够快速堵塞煤层中的裂缝和孔隙,有效抑制煤矿井下的水涌问题。
与传统的注浆材料相比,新型注浆材料不仅具有更高的堵水效果,还具有更低的成本和更短的施工周期。
二、注浆堵水技术的智能化和自动化2024年,随着人工智能和自动化技术的快速发展,煤矿注浆堵水技术也迎来了智能化和自动化的时代。
通过引入智能传感器、自动控制系统和数据分析算法,煤矿注浆堵水技术能够实现井下水压、水位、温度等关键参数的实时监测和自动调控。
这使得注浆堵水技术更加高效、准确和安全,大大提高了煤矿井下的安全性能和工作效率。
三、注浆堵水技术与无人机的结合无人机技术是2024年煤矿注浆堵水技术的又一新进展。
注浆堵水作业通常需要在煤矿井下进行,工作环境复杂且存在安全隐患。
利用无人机进行注浆堵水作业能够避免人员进入危险区域,降低工作风险。
无人机具备快速、灵活的特点,能够轻松到达注浆点进行作业,有效地提高了作业效率和安全性。
四、注浆堵水技术与人工智能的结合人工智能技术的应用为煤矿注浆堵水技术带来了更多发展机会。
通过建立基于深度学习的预测模型,煤矿注浆堵水技术能够准确预测煤层的水涌情况并及时采取相应措施。
此外,利用人工智能技术对煤层水涌进行大数据分析,可以从中挖掘出更多的规律和特点,为注浆堵水技术的改进提供了更多的思路和参考。
总而言之,在2024年,煤矿注浆堵水技术迎来了新的进展,包括新型注浆材料的应用、注浆堵水技术的智能化和自动化、注浆堵水技术与无人机的结合以及注浆堵水技术与人工智能的结合等。
这些新技术的应用将进一步提高煤矿井下的安全性能、工作效率和矿井的经济效益,有力推动了煤矿注浆堵水技术的发展和应用。
煤矿井下注浆堵水技术探析
煤矿井下注浆堵水技术探析在煤矿开采中存在多种风险性开采工作,其中煤矿井下水害成为严重威胁井下作业人员人身安全的灾害之一,井下工作的风险和对经济效益的直接影响要求企业在井下实施注浆堵水技术,本文通过简单描述井下探水技术、疏放水技术和防治水技术等技术,对井下注浆堵水作业的关键技术点进行详细介绍,对煤矿企业井下注浆堵水工作提供借鉴和提出矿井生产中预防治水开展提出建设性意见。
标签:煤矿井下;注浆堵水;水害;技术探析0 引言在复杂地质条件下,井下工作常发生突发水灾的危险,增加了井下排水量,对井下作业人员的人身安全造成严重的威胁;企业中对于突发水害得地质灾难,需要根据固有水文条件和地质条件,与钻探技术和物探技术相结合,进而进行注浆堵水工作,该技术在很大程度上提高了施工效率;但由于企业在开采中受资金不足或施工措施不先进等因素制约,导致井下的防水工作仍然不到位的地方,因此企业需要在综合分析矿井水文地质条件的基础上,全面考虑矿井堵水的诸多因素,为矿井防治水工作提供依据。
1 实施煤矿井下注浆堵水技术的可行性与必要性1.1 水灾发生的主要原因在煤矿井下施工中常见的问题是水害灾害,为加速煤矿开采需要不断深入到地下水埋藏地方,但开采企业无视相应的防治措施,导致水害的发生,不仅会降低煤矿开采的效率还会引发安全事故,对人们的财产安全造成重大损失;造成水灾的最主要原因是不良钻孔或矿压破坏引起的,当每层底板松动时,容易破坏其导水带,给水灾的防治带来很大困难,在井下采矿时,容易引起突发性水灾,导致严重的水害现象,影响整个采矿的安全进行。
1.2 井下注浆堵水的必要性根据矿井下水文地质的不同状况,井下突水点都备有详细的数据资料,这不仅为煤矿井下突水注浆堵水提供数据依据,而且对煤矿井下注浆堵水的改造提供便利,减少注浆费用,还为注浆提供理想充填效果,因此,对煤矿井下注浆堵水提供强有力的支持。
在煤矿井下开采中回采顶层工作面,若出现较大的突水情况时,在工作面放弃回采,会直接损失剩余的煤炭储量,但目前随着煤矿井下注浆堵水技术的应用,不断进行回采工作,使得煤炭储量向可采储量转变,由于突水点较多容易淹没巷道,常导致难以运输,在应用井下注浆技术后,不断改进井下回采工作,合理利用报损资源,减少资源的浪费,通过注浆堵水技术才能得到改善。
矿井注浆堵水技术
矿井注浆堵水技术当涌水量很大,仅仅靠排水已不可能或有经济时,注浆堵截水源通道,然后再进行排水。
注浆堵水是将水泥将或化学浆通过管道压入井下岩层空隙、裂隙或巷道中,使其扩散、凝固和硬化,从而岩层具有较高的强度、密实性和不透水性,达到封堵截断补给水源和加固地层的作用,是矿井防治水害的重要手段之一。
目前,注浆堵水已广泛用于矿井井筒注浆,封堵突水点,恢复被淹矿井,井巷堵水过含水层或导水断层,帷幕注浆堵水截流,减少矿井涌水量、底板注浆加固防止突水等方面已取得良好的效果。
一、注浆堵水的适用条件(1)当老窑或被淹井巷的积水与强大水源有密切联系时,可先注浆堵截水源,然后排干积水。
如山东肥城国庄矿、河南焦作演马庄矿等,都是先堵截水源而后排干积水恢复生产的。
(2)当井巷工程必须穿过一个或几个强含水层或充水断层,如不堵截水源,将给矿井生产和建设带来很大困难和危害,甚至无法施工,我国许多矿井穿过强含水层时,都是利用这一方法.(3)当井筒或工作面发生严重淋水,为了加固井壁、改善劳动条件、减少排水费用,可以采取注浆措施。
如鹤壁鹿楼主、副井,新汶协庄主、副井,采取挂浆措施后,取得了良好的效果。
(4)某些涌水量特大的矿井,为了减少矿井涌水量,降低常年排水费用,亦可采用注浆堵截水源。
如焦作九里山矿,北部隐伏露头区冲积层水补给八层石灰岩含水层涌人矿井,采取注浆措施后,矿井涌水量减少56 m3/’rain,lO 年共节省排水电费近亿元,取得了显著的经济效益,使一个严重亏损的矿井得以扭亏为盈。
二、注浆工作程序(一)注浆材料注浆材料的选择应根据堵水的目的、地质条件、施工条件、注浆工艺和投资多少等因素决定。
从水文地质条件考虑,选择材料可参考表4—2。
在一般情况下,凡是水泥浆能解决问题的尽量不采用化学浆,化学浆主要用于弥补水泥浆的不足,解决一些水泥浆难以解决的问题。
当地下水流速为25 m /h时,采用单液水泥浆;当大干25 m/h时,采用水泥一水玻璃双液浆;用于底板岩溶、断层破碎带和动水注浆堵水及处理井下突水事故时,目前多采用先灌注惰性材料(如砂、炉渣、砾石、锯末等)充填过水通道、缩小过水断面、增加浆液流动阻力、减少跑浆,然后灌注快凝水泥一水玻璃浆液,再用强度较高的化学浆进一步封堵。
煤矿井下注浆安全技术措施
根据煤矿井下的实际情况,确定需要注浆 加固或堵水的范围,明确注浆的具体目标 。
准备注浆设备
根据确定的注浆范围和目标,制定详细的 注浆方案,包括注浆材料、设备、工艺流 程、安全措施等。
现场布置
根据注浆方案,准备相应的注浆设备,包 括搅拌机、注浆泵、输浆管路、阀门等。
将注浆设备布置在合适的地点,确保注浆 施工方便、安全可靠。
制定详细的注浆施工方案,包括施工步骤 、时间表和可能遇到的问题及解决方案。
现场检查
在施工前进行现场检查,确保所有设备、 工具和材料都准备就绪,没有安全隐患。
施工中的安全注意事项
安全操作规程
确保所有操作人员都了解 并遵守安全操作规程,避 免因操作不当导致的安全 事故。
瓦斯监测
在注浆施工过程中,要密 切监测瓦斯等有害气体的 浓度,防止因瓦斯浓度过 高导致爆炸等事故。
注浆设备选择及布置
注浆设备选择
根据实际需要,选择合适的注浆设备,包括搅拌机、注浆泵、输浆管路、阀门等。
设备布置
根据现场实际情况,合理布置注浆设备,确保施工方便、安全可靠。
04
安全技术措施
施工前的安全准备工作
安全培训
对所有参与注浆施工的人员进行安全培训 ,确保他们了解并遵守相关的安全规定。
施工方案
谢谢您的聆听
THANKS
06
安全风险评估与应对措施
风险识别与评估方法
风险识别
通过经验判断、专家咨询、事故统计分析等方法,识别井下注浆作业中可能存在的安全风险。
风险评估
对识别出的风险进行定量或定性评估,确定其危害程度和影响范围,为制定安全技术措施提供依据。
主要安全风险分析
01
注浆作业人员未经过专业培训或 操作不当,可能导致注浆设备损 坏或人员伤亡。
煤矿突水点井下动水注浆封堵技术
C、石炭系灰岩岩溶裂隙含水层组 本区石炭系地层为石灰岩、砂岩、粉砂岩、页岩和 煤层互层,厚度为90~100m,含水层以第二层灰岩 (简称“二灰”,L2 )和第八层灰岩(简称“八灰”, L8 )为主,厚度较大且分布稳定,具有较强的充水作用, 是本矿区的主要充水含水层。 D、奥陶系岩溶裂隙含水层组 奥陶系地层为厚层状石灰岩、泥灰岩和白云质灰岩互 层,厚400米左右,为煤系地层的基底,是本矿区的最主 要含水层。
①矿井突水频繁突水量大且时刻受到特大型突水的威胁 按照水文地质条件的差异及复杂程度,我国共划分为6 个煤矿水害区(图1-1),最为严重的煤矿水害主要分布 在华北和华南区,其中以华北地区尤为突出。 据统计,华北地区从1956年到2003年共突水2000余 次,淹井250余次,死亡近两千人,直接经济损失近百亿元。 河南煤田位于华北型煤田南端,同样受底板灰岩的水 害威胁。最近几年,义煤新安煤矿、巩义市西村镇西洼煤 矿、郑州煤电集团弋湾煤矿新平井、伊川县奋进煤矿黄村 分矿等相继发生突水淹井事故,造成了重大的人员伤亡和 经济损失。国家投资40亿元的永城煤电集团,目前矿井涌 水量已达到矿井设计排水能力,矿井安全受到严重威胁。
2、焦作矿区水文地质问题 ①受水威胁储量巨大,水害压煤严重 焦作矿区受水威胁储量约60132.6万吨,目前仅解放 4685.0万吨,尚有92.2%约55447.6万吨的储量等待解放。 特别是位于石炭系薄层灰岩下的一 5煤(储量9462万吨) 的局部,一2煤(储量27909万吨)的全部,总计37371万 吨,受水威胁最为严重,不能正常开采。 ②矿井经常涌水量大、排水费用高、经济负担重 焦作矿区是全国著名的水大矿区之一,历年来曾发生 1.0m3/min以上的突水500余次,其中10m3/min以上的 突水72次,最大一次突水320m3/min。全区总涌水量高 达400~500m3/min。突水后造成淹采区14次,淹井17 次,经济损失达3亿多元。随着排水量的增加及电价的提高,
主立井井筒129m处注浆堵水设计方案
中峪矿井主立井井筒(129m处)注浆堵水设计方案平煤建工集团有限公司二〇一三年十二月三十一日中峪矿井主立井井筒(129m处)注浆堵水设计方案一、工程概况1、中峪矿井主立井井筒设计净直径6.5m,井深948.5m,目前井筒施工成井126m,掘进工作面129m,为单层钢筋混凝土支护,支护壁厚600mm,掘进断面46.57㎡。
2、12月27日例行探放水作业,钻孔直径φ65㎜,钻进18m开始出水,至27m停钻,涌水冒出,高度达18m,单孔涌水达44m³/h。
3、井筒掘进工作面78m处,揭露涌水达到108m³/h,在井筒75处采用壁后注浆+工作面预注浆法进行综合治水,预注浆段高40m,现工作面深度超出注浆段14m,至停钻部位深度38m。
根据揭露用水情况,为确保工程质量及施工安全,遵照有水必治原则,特编制此注浆堵水设计方案。
二、工程地质与水文地质及注浆依据一)根据中峪矿井井筒检查孔成果报告,现工作面处于三叠系刘家沟组地层。
1、三叠系刘家沟组地层厚度约193.95m,以淡红色、灰红色细、中砂岩为主,间夹薄层砂质泥岩,或泥岩条带。
2、三叠系刘家沟组含水层为砂岩裂隙含水层,含水层主要为细粒砂岩组成,含水空间以风化及构造裂隙为主,经对井田内泉水调查,天然泉流量≤0.510L/s,属弱富水性含水层,水质属HCO3-Ca型。
3、根据抽水试验获得参数预算结果,单位涌水量0.0338m³/h•m,大井法计算井筒水量8.52m ³/h ,Q ~S 曲线法计算井筒水量11.10m ³/h 。
二)隔水层据霍州煤电集团中峪矿井检查孔终孔报告和主立井井筒检查孔柱状图资料,该层净水位标高+1026.37m 。
隔水层为泥岩,厚度27.51m ,隔水层顶板在井筒197.26m 处,距离掘进工作面垂直深度68.26m ,本次工作面预注浆不能达到预想深度,必须分二次以上方能达到隔水层顶板标高。
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行注浆。
注浆过程中应特别注意堵浆、跑浆及冒浆,对待不同情况采取相应措施,以保证注浆工作正常进行。
(三)注浆参数
(1)浆液扩散半径。
裂隙中浆液的扩散半径随岩石的渗透系数、注浆压力、注入时间的增加而增大,随浆液的浓度和黏度的增加而减少。
据现场经验,岩深地层注浆,浆液平均扩散半径为10 m~15m,裂隙地层平均为4m~8m。
(2)注浆压力。
注浆压力对浆液的扩散影响很大,经验表明,随着注浆压力的提高,充塞物质的强度急剧增加,这就保证了充塞物具有足够强度和不透水性。
在地下水流速大的情况下,应设法增加浆液的流动阻力,需降低注浆压力,故合理运用注浆压力是注浆的关键。
不同地区因地质条件不同,注浆压力也不尽一样。
有地区选用注浆压力为静水压力的2~3倍,有的则根据岩石裂隙采用合适的压力值。
(3)浆液注入量。
根据扩散半径和岩裂隙率进行粗略计逄,公式为
Q=r2AHnβ
(4-2)
式中Q―――浆液注入量,m3;
r-―――浆液扩散半径,m;
n―――裂隙率,%
H―――注浆段高,m;
β―――浆液在裂隙内有效充填系数,0.9~0.95;
A――――浆液消耗系数,一般取1.2~1.3。
(4)注浆结束标准。
一般是用两个指标表示;一是最终吸浆量,即注浆注至最后的允许吸浆量;另一个是达到设计压力时(即终压时)的持续时间。
从理论上讲,最终吸浆量是越小越好,最理想的情况是注至完全不吸浆,但难以做到,故结束标准是注浆压力达到设计终压,一般为受注含水层水压的1.6~2.5倍,吸浆量小于80L/min,时间不少于30min 即可。
三,突水点(口)注浆堵水
矿井因突水事故被淹没后,可以采取适当方法与措施,使其恢复生产获得新生,常用的方法有强排疏干法和注浆堵水法。
强排疏干法,即利用大流量水泵(水泵排水量要大于矿井突水后的总水量)强行排水,追水至井底,然后采到相应措施恢复生产。
它适用于突水点(口)动水量和含水层静储量均小,矿井排水设备及电力供应条件皆好,排水后对工农业和居民用水无影响等条件。
注浆堵水法是指用各种方法和材料(水泥、水玻璃、化学材料等)堵塞井下突水点,增加突水点及其周围岩层和隔水层的强度,切断通道和水源,故又称突水点(口)注浆堵水。
此法适用于突水点动水量大、突水点距地面深,井巷断面有限、不能安装大型排水设备,突水点水源与工农业和居民供水属同一水源,排水后会引起水源地枯竭或产生环境水文地质问题时。
突水点(口)注浆堵水,按注浆孔的们位置可分为先后排法和先排后堵法,我国淹没矿井恢复注浆堵水常用的是地面注浆先堵后排法。
(一)注浆堵水前的水文地质工作
注浆堵水时应解决的问题是:井下突水点的具体位置在哪里,在什么部位注浆效果最好,根据什么原则布置勘探注浆孔,突水点堵水效果如何判断等问题。
为了正确选择堵水
方案,确保注浆钻孔能命中堵水的关键地点或部位和正确评价堵水效果,一般需进行下列水文地质工作:
(1)通过现有水文地质资料的整理分析、野外地质调查以及必在的突水点(口)注浆堵水补充勘探工作,查清突水点的位置,确定或判断突水水源、突水点附近断裂构造的确切位置和含水层间的对接关系、突水点地段内含水层的分布及它们之间的水力联系、各含水层岩溶裂隙发育程度及岩溶裂隙发育的主要方向;
(2)因地制宜地进行连通试验,测定地下水的流速、流向和地下水的水质与水温;
(3)布设地下水动态观测网,进行堵水前、堵水后和堵水过程中的动态观测,并编制注浆观测孔历时曲线和等水位(压)线图,以指导注浆工程和注浆效果评价;
(4)用钻孔和被淹矿井进行抽(放)水试验,了解各含水层与突水点(口)的水力联系情况;与注浆工程前后放水资料对比,评价堵水效果;
(5)注浆前每孔都要进行冲洗钻孔及压水试验,目的是冲洗岩层中空隙通道,利于浆液扩散并与围岩胶结提高堵水效果;通过压水试验计算岩层单位吸水量,了解岩层的渗透性,以选择浆液材料及其浓度与压力。
(二)突水点注浆堵水方案的制定
制定方案时应反复分析研究,在弄清水文地质条件等情况的基础上,对堵水工程作出正确布置,对堵水方法提出明确要求。
方案设计应包括如下内容;
(1)确定堵水范围、注浆层位和部位,注浆孔、观测孔检查孔数及其布置方式;
(2)确定注浆材料、注浆深度,划分注浆段、选择注浆方式和止浆方法;
(3)确定注浆参数及质量检查和评价方法;
(4)选择钻探设备,确定钻孔结构与施工方法,确定主要安全技术措施(包括注浆操作规程)。
(三)施工注浆孔及注浆
1.勘探注浆孔及注浆
(1)应布置在井下突水点附近,围绕着突水点由内往外和由稀至密分批布置。
其目的是根据探资料及时修改补充原设计,以达到提高堵水和加固底板的效果;
(2)根据地下水的流速、流量和流向,注浆孔应布置在来水方向上,在突水点或断层带附近应适当加密堵水钻孔,以便切断突水点补给来源,减少注浆堵水孔数;
(3)布置钻孔尽可能一孔多用,使之既是地质、水文地质勘探孔,又是试验孔、观测孔,同时还可作为注浆堵水孔;
(4)注浆间距应按当地的具体地质、水文地质条件与实际扩散半径(R)等因素确定。
2.注浆过程中的若干问题
(1)注浆层或段裂隙细小,钻孔单位吸水量小到中等的钻孔,一般耗浆量不大时,可采用连续注浆法,即自始至终连续不断地注浆,直到达到注浆设计结束标准。
(2)岩溶通道大、钻孔单位耗浆量大时,可采用间歇时间长短,主要依浆液达到初凝所需时间而定。
间歇的次数以孔口压力上升快慢而定。
当注浆孔口压力上升较快时,可改为连续注浆。
每次停注后需冲入一定量清水,以保持通道井口有致被堵塞。
(3)若发现邻孔有窜浆现象,应串连两孔同时注浆;若设备不足,依钻孔水位高低,可在下游注浆孔压入清水保持通道能畅、上游注浆孔注浆的办法处理。
(4)注浆时,若通道中地下水流量汪、流速大时,只要浆液性能(水灰比)适宜,吸浆量大于通道中地下水流量1.5倍,注浆也可以成功;若通道流量大、流速小时,可用不易被水稀释的浆液,使用间歇注浆法注浆;若通道中流量和流速皆大,则可在注浆前设置比重较大固料,先将通道充填,然后注入速凝浆液。
3.注浆堵水效果的判断
当注入突水点及其周围的堵水材料固结封住突水通道后,则淹没矿蟛的水位将发生显著变化,地下水流的流动方向和水化学成分也相应发生变化,这些均可看成判断堵水效果的定性指标;定量指标是通过注浆前后的排水试验取得水量与降深关系的数据后,即可识别。
四、井下注浆堵水
井下注浆封堵突水点,主要是处理某些生产过程中发生和规模小的突水或恢复某个采区、工作面的生产工作。
它的注浆堵水工作在井下进行,而且主要是对断层突水处理,主要方法是:
(1)用水闸墙挡水。
当水突入巷道后,若水量较大,应采取紧急措施,在所掘巷道突水点以处地段,将水堵在巷道内;若水量不大时,可用水管将水导出,然后先择岩层比较完整处修筑水闸墙,待水闸墙修好后将管子的水门关闭,造成静水条件。
(2)待封堵于巷道内的水停止流动后,在接近水闸墙的正常巷道内向断层出水点和和其接近的含水层打注浆孔,然后用高压注浆泵往钻孔里注浆,以封堵和加固突水点及其周围地层,同时切断补给水源。