注浆技术在112回风上山防漏的科学应用

田玉森 张海江 李振龙

摘要：文章论述了在分析了米村矿112回风上山由于巷道裂隙漏风可能引发自燃隐患的基础上，应用注浆堵漏方案并加以科学应用，不仅根治了漏风问题，保证了通风系统稳定，实现了矿井安全生产，而且投入低效果好，是一种处理巷道裂隙漏风好方法，可以在类似矿井中推广应用。

关键词：巷道漏风；自燃发火；注浆堵漏

中图分类号：U455 文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）06-0065-02

一、概况

112回风上山原为+35轨道上山，因受周围小窑的采掘破坏及多年的停用，在12021、12031工作面车场上下附近135m范围内造成严重漏风，并且风流中检测有CO，浓度在5～10×10-6之间，并且有逐渐增长的趋势。如不采取果断措施可能引起煤层自然发火，直接威胁我矿井安全生产。针对这一问题有关领导及工程技术人员，通过现场察看，及考虑到外围小煤窑情况复杂，经研究确定采用巷道壁后注浆形成帷幕，封堵由于巷道煤体破坏而产生漏风通道。根治了漏风问题，保证了通风系统稳定，实施了矿井安全生产。

二、方案制定

由于小窑的采掘破坏，使12021、12031工作面车场口附近巷道支撑压力失去平衡，矿山压力显现明显，造成巷道变形、开裂形成漏风。分析巷道应力分布情况，越靠近巷道周围的地方变形、开裂越严重，漏风相应越大。而深部恰如其反，漏风较小。鉴于这样原因分析，有关人员一致认为，科学堵漏是确保通风系统稳定，实现矿井安全唯一途径。而注浆堵漏方案经讨论后拟定为两种：

方案Ⅰ：由巷修队实施浅孔壁后注浆。通过勘察巷道附近的老空、老巷与112回风上山的关系，找出主要漏风源，组织巷修队进行壁后注浆，可立即减少漏风量，施工中随时根据漏风情况选择地点进行注浆，施工力量可靠、施工技术灵活，能从根本上治理漏风，服务年限长，但因巷道围岩裂隙发育，且存在老空老巷，初步分析，注浆量大、成本高、工期长。

方案Ⅱ：承包给北京某有限公司采用壁后喷涂料进行堵漏。该有限公司通过在巷道壁面喷涂瑞琪密封，隔断巷道的漏风通道，见效快，但施工质量受井下条件的限制，若矿尘大，施工质量就差，另外巷道受采动影响，若片帮冒顶，喷涂材料将受到破坏，重新造成漏风，总之不能从根本上治理漏风，服务年限短，经济费用高。

通过综合分析确定，由巷修队对两个车场口前后试注5m，观察效果。采用双液浆，克服存在老空老巷，注液量大成本高，工期长等缺点，只在巷道周围形成加固圈堵漏即可。通过试注效果良好，确定采用第Ⅰ种方案注浆堵漏。堵漏的范围在12021车场，12031车场及该段的回风上山附近。

三、方案的实施

（一）注浆方法确定依据

通过注浆将壁后松散破碎煤体胶结为整体，提高煤体本身的稳定性，增加其自身稳定能力，有效控制高压力围岩巷道的变形。并对裂隙形成充填作用，实现减少巷道变形的目的。

（二）注浆压力

注浆压力是给予浆液扩散压实的能量，本次注浆主要是充填式注浆，即壁后一定厚度内松散煤体胶结起来，使之形成整体，若压力过大将会增加新的裂隙，使本不稳定的煤体趋于严重，将会事与愿违。根据经验井下巷道注浆一般采用低压注浆，只要能把浆液充填到煤体本已存在的裂隙空洞中即可。

根据现场实际及以往注浆经验，采取以下科学的注浆方案：

1．先对注浆段打眼，深度2m，采用封孔器入煤体注浆并封孔。

2．注浆孔间距1.5m，即截面内顶部一个，二码处各一个，两帮距地面一米处各一个，排距2.5m，即既考虑到浆液的扩散性，又考虑到浆液的覆盖性。

3．注浆水：灰=1：0.4～0.6的配比，过稠堵管损坏设备，不利于浆液的扩散注入，过稀影响注浆

效果。

4．加入速凝剂，按水量的2%～4%。

5．注浆顺序是：每排先底眼孔，后二码，最后顶眼孔。

6．采用间歇式换孔注浆，每3～4个孔轮注一次，注浆压力2.5MPa为止，使浆液尽快凝固，不至于向里过多扩散，提高经济效益。

四、关键技术创新点

1．采用4分钢管，封孔科学合理。

2．根据巷道布置及采空区分布，科学布置注浆孔，合理进行注浆液配比，改变了采空区注浆水泥消耗的局面。

3．采用多轮次间歇式注浆，使浆液只在巷道周围扩散并形成结实体。

4．压力调整合理，避免损坏设备，并减少浆液的远渗。

五、效果及分析

1．通过对12031、12021车场注浆一段时间后，壁后帷幕逐渐形成，外部表现出注浆段裂隙处CO浓度逐渐下降，从最高的10×10-6降低到1×10-6以下，最后通过二次、三次补注后，整个治理区内检测不到CO，达到了设计要求，取得了良好的效果。

2．通过对12031、12021车场的注浆，堵漏的效果十分显著，经有关单位及人员反复测风并验收确认堵漏成功。这次注浆堵漏的成功归于三点：（1）分析透彻，措施得力，做到了立竿见影的效果；（2）试堵期间的参数选择合理，方案优化，科学数据；（3）对外有了竞争意识，强化了责任心及技术感，为以后的注浆提供了一些数据。

六、结论

处理巷道裂隙漏风是矿井通风技术难题，利用注浆技术封堵巷道裂隙的漏风，不但解决了煤矿大巷进风流中CO超限问题，而且提高了风流的利用率，并且将巷道破碎顶板生成二次再生顶板，提高巷道的服务年限。该方法效果好，投入低是一种行之有效的封堵巷道裂隙的好方法。

七、经验

在实施注浆堵漏的过程中，我们结合现场实际，认真分析总结，不断优化注浆方案和技术要求，从中积累了丰富的经验。

1．注浆堵漏实施方案前，必须侦察清楚巷道周围的巷道布置情况，找出主要漏风源，才能达到立竿见影的效果。

2．施工中有时跑浆不容易发现，增加了材料消耗，注浆效果和成本与注浆的工艺技术和浆液凝固时间密切相关，合理的注浆设计不仅可以保证注浆效果，也能合理降低注浆费用。所以注浆对设备性能和施工队伍紊质要求严格，注浆前需进行必要的操作指导，使施工人员熟悉施工流程和施工要求。

（责任编辑：周加转）