煤矿注浆堵水技术

帷幕截流
有的煤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,把水拦藏 在井 田之外。
3 注浆堵水方案
选择堵水方案应考虑的因素
1）突水水文地质条件。水源、突水构造的类型、突水方式， 井下与地面施工条件等。
2）矿井受淹状况与施工条件。淹巷道、工作面，还是淹水平、 或是整个矿井，地面与井下的施工条件等。
★当地下水流速大时，则容易冲走浆液，不利于浆液 充填固结，特别是在溶洞、断层、陷落柱等突水部位， 为了控制冲走浆液，可以先加入惰性材料，如砂子、 砾石、炉渣、粉煤灰、及锯末等充填过水通道，缩小 过水断面，增加浆液流动阻力。
2 注浆在煤矿中的应用
预注浆工程
注浆堵水工程
特殊注浆工程
工
导
井作 筒面 预注 注浆 浆改
1.3 注浆材料
固粒 灌浆材料
水泥 水玻璃 粉煤灰 粘土 骨料
1 概述
适用于裂隙、孔隙与岩溶类受注层。具有 结石强度高，性能稳定，来源广泛的特点。 裂隙宽度不下于3 ～5倍的水泥颗粒直径 （普通硅酸盐水泥30～80μm）
Na2CO3•nSiO2 作为速凝剂或双液浆 与水泥浆配合使用
满足《水工混凝土掺用粉煤灰技术 规范》，其细度应不小于水泥细度。
1 概述
1.2、注浆的分类
按注浆材料：水泥单液浆，水泥-水玻璃双液浆， 水泥-粘土（粉煤灰、沙子）混合浆，化学浆液。 按水动力条件：静水注浆，动水注浆。 按工程目的：帷幕注浆，注浆改造，注浆堵水， 井筒预注浆，管棚支护注浆。 按注浆工艺：旋喷注浆，孔口静压注浆，孔内 止浆注浆。 按突水构造：断层注浆，裂隙注浆，陷落柱注 浆
3）本次突水与矿井今后防治水工作和煤炭生产接续的关系。 4）不同方案的工期与工程造价因素
4 注浆工程设计
钻孔设计
钻 钻钻孔 孔孔技 布结术 置构要
求
注浆工艺设计
质量检查与效果检验
注
浆注 注
层 浆 浆 工钻物堵
段 与 注 浆
工 艺 控
结 束 标
序孔 探 水 检检 检 效 查查 查 果
方制 准
式
4 工程设计
水泥代用材料，不同的工程目的对粘 土性能指标（塑性指数、粘粒含量、 粉粒含量、含沙量等）有不同的要求
砾石、沙子等，适用于大空洞充填
化学浆材
真溶液浆材，具有粘度低、可灌性好、胶凝时间 易于控制的特点。适用于井巷工程小型裂隙与 微孔隙含水层注浆（丙烯酰胺类浆液）。
注浆的方法
★注浆堵水的方法可分为静水注浆和动水注浆两种， 静水注浆浆液不易流失，容易控制，动水注浆当地下 水流速不大时，则有助于浆液运动扩散而充填空隙， 对注浆有利。
巷道堵漏
为减少矿井涌水量,对煤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、砌巷道等处的淋水、漏水 都很有效。
工程设计应遵循的原则
1）先探后治，探治结合 2）动态设计 3）分序次施工 4）注浆工艺科学合理
(1) 先骨料、后浆液; (2) 动水注骨料、静水注浆; (3) 注浆时间小于浆液凝固时间相适应 (4) 注浆强度与受注层吸浆量相匹配
5 某某矿突水灾害治理案例分析
★项目背景
突水灾害
1）水源：奥陶系强岩溶含水层 2）水量：出水后3h水量就增加10000m3/h以上，出 水后9h水量增加到最大水70000m3/h 3）通道：隐伏导水陷落柱 4）其他：总涌水量约1000万m3 ，奥灰含水层内影 响半径达30Km
总体方案
阶段
一期治理工程
方案
过水巷道封堵工程
二期治理工程
突水陷落柱治理工程
目标
尽快恢复生产 同时探查陷落柱
根治水患 避免陷落柱二次突水
实施 情况
2013年5月开工，同年10 月完成，矿井已恢复正常 生产
2016年5月开工，2017年 6月29日完成
5.1 过水巷道封堵技术
快
阻
速
骨
水
定
料
向
灌
钻
注
墙 建
煤矿防治水系列讲座
目录
1 概述 1.1 注浆堵水的基本概念 1.2 注浆的分类 1.3 注浆材料和注浆方法 2 注浆技术在煤矿中的应用 2.1井筒注浆 2.2巷道堵漏 2.3帷幕截流 3 注浆堵水方案 4 注浆工程设计
目录
5 某某煤矿突水灾害治理案例分析 5.1过水巷道封堵技术 5.2陷落柱封堵技术 5.3什么条件下可以采用注浆堵水技术
1 概述
1.1、注浆堵水的基本概念
★ 注浆堵水是防止矿井涌水非常有效的措施，我国 用注浆法和地下水斗争已经有四十多年的历史，方法 较完善，效果显著，因此被广泛地应用到煤矿防治水 工作中。
★注浆堵水就是将具有胶凝性的浆液或化学溶液 （水泥、水玻璃、粘土及化学材料）按照规定的配比 或浓度，制成的浆液，借用注浆设备或浆液自重对之 施加压力，通过钻孔输送到受注层段中的一种施工技 术。其实质是使浆液在受注层中渗透、扩散、充填， 经过一定时间后凝固和硬化，从而达到加固受注层和 抗渗防水的目的。
帷 幕 注 浆
水 构 造 的 预 注 浆 处
造
理
巷 突突 道 水水 封 构水 堵 造源 工 封封 程 堵堵
管 棚 支 护 注 浆
防 灭 火 注 浆
充 填 注 浆
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;或者在并筒掘进 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,就在井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。如果井筒已凿砌完 毕面并壁漏水,也可以对井壁进行注浆堵水
进
造
旋
充
升
引
喷
填
压
来自百度文库
流
注
注
注
注
浆
浆
浆
浆
5.1巷道封堵
快速定向钻进
1）技术要求：钻孔须在垂深586m处透巷，透巷水平位 移不得大于1m，偏斜精度达1.72‰
2）钻探工艺： （1）T685WS车载顶驱钻机，灵活机动 （2） 复合钻进技术纠偏 PDC(钻头)+ф197mm(双扶)单弯螺杆(0.5°)+
ф203.2mm无磁钻铤+ф203.2 mm普通钻铤+ф178 mm 普通钻铤×6+ф114 mm钻杆 3）钻进效率：平均每孔12天，最快达到100m/天 4）钻探成果：7个钻孔命中巷道