煤矿注浆堵水技术的新进展.docx

1、煤矿注浆堵水技术的新进展煤矿注浆堵水技术的新进展1.1.概述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。2.2.注浆堵水技术的发展历程注浆堵水技术的发展历程注浆堵水作为注浆

2、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。1802 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

3、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 3 注浆堵水技术的研究现状与研究成果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

4、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。中国业大学（北京）研制的有机高水材料(HWM)具有粘度低、凝胶时间可在几秒至几小时的时间范围内人为调节并能准确控制、易于被压注进岩体深部微细裂隙内，所形成的凝胶体要求结石率高、渗透性低的特点，已成功地应用于透水岩层注浆堵水工程。其反应过程及与含水流砂反应生成的固结体如图 1 所示。3.2 注浆堵水设备注浆设备组成中的关键设备是注浆泵，目前国内注浆堵水工程中所使用的大都是电动调速高压注浆泵，但因其重量较大，使用不便。近年国内开发了以乳化液为动力的双液注浆泵38，可以输送包括聚氨酯在内的多种注浆堵水材料，但其需要由乳化液作动力，使用不便。中国矿业大学（北京）研制的 QB-25(12)系列高压双液注浆泵，如图 2所示，具有性能可靠、使用方便安全，最大注浆压力可达 30MPa，能适用于井下狭小空间。并已成功地应用于煤矿井下透水岩层注浆堵水工程中 3.3 注浆堵水工艺