煤矿井下突水点注浆封堵施工技术分析

周琼

摘 要：在煤矿生产过程中，井下吐水问题不仅会影响煤矿生产安全，还会导致生态安全问题的出现，本文介绍了应用注浆封堵施工工艺的意义以及该施工工艺的应用实例，以期降低突水问题对煤矿资源开采造成的不利影响，希望能够给读者带来启发。

关键词：煤矿;井下突水点;注浆封堵;施工技术

注浆封堵技术主要是使用具有粘度时变性的水泥浆液或者水泥—水玻璃浆液，依靠浆液凝结作用，完成缝隙的封堵，在这一技术的实际应用过程中，由于不同突水点水压、流速等因素存在一定的差别，为保证封堵工作的质量，对封堵浆液的种类、配比、封堵技术等因素进行研究，成为了一项极为重要的工作。

一、分析注浆封堵施工工艺的意义

在社会经济飞速发展的背景下，社会对于煤炭资源的需求量也在不断上涨，然而受当前大部分已探明浅层煤炭已经枯竭的影响，深部煤炭开采成为了一项极为必要的工作，但需要注意的是，在进行深层煤炭开采的过程中高压水、高温岩石等情况时有发生，不仅会降低煤炭资源的开采效率，还可能給开采人员的人身安全造成威胁。面对上述情况，为切实降低矿井渗水问题出现的可能性，相关工作人员探索得到众多封堵裂缝水的技术，其中注浆堵水是当前较为常用的缝隙水封堵手段，但在注浆工艺应用的实际过程中，工艺设计与参数选取仍存在较大的盲目性，面对这种总情况，为进一步提升注浆封堵施工的可靠性，对其施工技术进行分析成为了一项极为重要的工作[1]。

二、注浆封堵施工工艺的应用实例

（一）工程概况

在A煤矿煤炭运输下山斜巷掘进120m时，在巷道迎头20m处出现了4处突水点，这4处突水点均属于底板突水，其中，有3处较大的突水点，在巷道迎头后方10m左右的范围内，1处突水点在巷道迎头后方19m处。对这4处突水点进行分析后可以发现，4处突水点的总涌水量约为35m3/h，尽管经过较长时间的排水，但突水点的涌水量始终保持稳定，这种情况的出现对后续巷道掘进工作的顺利开展造成了严重的阻碍。

（二）注浆封堵施工技术的应用

1.注浆封堵方案选择

在当前的煤矿井下突水点治理过程中，“堵”、“截”、“排”是较为常用的巷道底板突水问题治理方法，但在实际使用过程中，不同的方法存在不同的优缺点。对A煤矿突水点的实际情况进行分析可以发现，该巷道在经过排水处理后，巷道中的水量始终没有减少，因此，直接排水的方法无法对A煤矿的突水问题进行有效的处理。同时，尽管A煤矿巷道突水层位置大致确定，但出水源头未能有效查明，因此“截”这一方法也无法被有效使用，因此，“堵”成为该巷道突水点治理的唯一可选方案。

2.注浆封堵工作思路

对A巷道突水点进行分析可以发现，由于该巷道为下山巷道，巷道的突水点属于开放性突水点，因此，堵水补孔工作的难度相对较大。面对上述情况，为进一步提升突水点的治理效果，可以通过将该巷道中的动水转变为静水，然后再对突水点进行封堵。具体来说，在突水点的治理过程中，先用混凝土制作止浆垫，然后将其放在出水点上，使动水封闭在止浆垫下，最后再进行注浆止水工作。在构建A煤矿巷道止浆垫的过程中，应先预埋2根直径为32mm的钢管，为注浆工作的开展提供支持，然后再注浆压力达到设计要求后，在巷道底板与两帮位置均匀布置6个孔，对突水孔是否涌水进行检查，若有水则继续注浆，若没有谁则破垫掘进[2]。

3止浆垫厚度计算

在进行A煤矿巷道突水点止浆垫厚度计算过程中，可以以止浆垫厚度计算公式为依据，计算其厚度。具体来说，L=L1+L0;Li=[ln（ P）-ln（ ）]/0.3986=[ln（1.3 1.5 1.8 0.5）-ln1.5]/0.3986=0.4m，式中Li指的是止浆垫应力衰减阶段的计算厚度，单位为m; 指的是作用的分项系数，取值为1.3; 指的是作用分项系数，取值为1.5; 同样是作用分项系数，取值在1.2—2.0之间，由于本次计算水压大、巷道的净断面积大，因此 的取值为1.8;P指的是水压，考虑到在突水点处理的过程中存在静水压与动水压，因此P应留有一定的赋予系数，取值为0.5MPa; 指的是混凝土的抗拉强度设计值，在本次突水点注浆施工过程中，混凝土标号我C30，因此， 的取值为1.5;L0指的是止浆垫应力回升段的厚度，取值在1.0—2.0之间，本次计算取值为2.0m。将上述数据值带入L=L1+L0，则可以得到L=0.4+2.0=2.4m，在本次止浆垫构筑过程中，最终厚度值为2.5m。

4.止浆垫构筑

在本次止浆垫构筑过程中，为保证止浆垫的质量能够满足最终突水点注浆施工的需要，首先，应制备合适的混凝土，具体来说，止浆垫的材料包括石子、河沙、水泥等，并将材料按比例混合成C30混凝土，为后续厚度为2.5m止浆垫的构筑提供材料。其次，需要铺设滤水层，在混凝土浇筑止浆垫前，应在突水点上面到巷道迎头处，用碎石铺设滤水层，并在滤水层上方铺设油毡，避免混凝土与突水点的涌水直接接触。再次，进行止浆垫的浇筑，具体来说，在工作过程中，用强度等级为C30的混凝土浇筑厚度为2.5m的止浆垫，再浇筑过程中，在混凝土中掺入高效减水早强剂，并保证其掺入量约占混凝土中水泥量2%。最后，进行孔口管的埋设，具体来说，在铺设滤水层与浇筑止浆垫的过程中，应预埋2根直径为273mm、长度为8.4m、可容纳潜水泵的导水管，并且将导水管下部1m处的花管用滤水网包裹好，同时，保证导水管上端比止浆垫高6m，在管口处设置法兰盘。在实际应用过程中，该导水管可以在制浆垫浇铸过程中，排除突水点的涌水，同时，应预埋2根直径为32mm长度为9m的钢管，钢管上端比止浆垫高6.5m，该钢管既可以做观测管、也可以做注浆管。当止浆垫的混凝土养护时间在6d左右时，停止抽水，提出潜水泵，封闭预埋管与导水管，观察是否存在漏水问题，若存在问题，则需要通过下眼打管，并在其中注入高强度有机发泡化学浆的方式，对注浆施工进行填充加固，而滤水层的注浆加固，则可以应用预埋注浆管进行，在A煤矿发巷道突水孔注浆的过程中浓，注浆施工的压力达到5MPa时，停止注浆。

结论：

总而言之，对上述注浆封堵实例进行研究可以发现，注浆封堵技术的应用对于突水点的治理有着较为明显的效果，因此，在当前的煤矿井下突水治理过程中，合理应用注浆封堵施工工艺，不仅能够为煤矿巷道的顺利掘进提供了有效的保障，还为后续煤矿巷道的安全治理工作提供了实践经验。

参考文献：

[1]张耀辉，熊祖强，李西凡，等.复杂水文地质条件下矿井水害综合防治技术研究[J].煤炭科学技术，2021，49（3）：167-174.

[2]牛永波，陈禹旭.上河煤矿井下突水点注浆封堵施工技术探讨[J].黑龙江科学，2021，12（16）：96-97.