分层开采工作面底板注浆加固条件与效果研究

以我国富水矿区焦作矿区九里山矿14141工作面为工程背景，统计分析大量底板注浆钻孔揭示的地质和水文地质信息与参量，分析了工作面注浆加固条件，得到了评价注浆效果的方法。研究得如下结论：根据注浆钻孔涌水量对工作面底板突水危险区进行划分|得到钻孔涌水量和水压呈现正相关关系|通过分析不同深度出水次数和总的涌水量，表明L8灰岩含水层富水性弱于L2灰岩含水层富水性|指出断层对底板富水性和注浆有着明显的影响。综合分析涌水量、水压、注浆量三者之间的动态关系，并发现随着注浆的持续进行水压呈现整体增大的现象，反映了底板岩层中的裂隙得到有效封堵，含水层局部密闭性增加。低水压、低涌水量和低注浆量为注浆效果良好的标志。     

巷道掘进过导水断层深孔帷幕注浆技术应用

为确保3502运输巷安全掘进过DF113断层，结合现场情况提出以深孔帷幕注浆为主、超前小导管为辅的防治水以及围岩加固技术方案，并通过锚网索梁联合支护体系降低巷道过断层期间围岩变形量。采用理论计算法确定帷幕注浆加固范围并给出帷幕注浆钻孔布置、注浆技术参数，帷幕注浆加固范围远超过巷道掘进扰动范围，可实现导水通道有效封堵；为新一步封堵围岩裂隙并提高围岩强度，在巷道断面布置超前小导管；采用锚网索梁联合支护体系，充分发挥高预紧力锚杆及锚索支护效果，降低变形量。现场应用后，3502运输巷过DF113断层期间围岩基本不出现淋水情况，同时巷道围岩变形量较小，确保了巷道安全掘进。     

巷道掘进过导水断层深孔帷幕注浆技术应用研究

针对巷道掘进过导水断层面临围岩破碎、承载能力差、支护困难,涌水量大等问题,将深孔帷幕注浆技术应用到巷道过导水断层中,取得显著效果。研究结果表明:(1)通过深孔帷幕注浆在巷道掘进轮廓线外围形成堵水帷幕圈、混凝土加固帷幕圈,降低巷道过断层期间的涌水量、提高岩层承载能力;(2)堵水、加固帷幕圈范围远大于巷道掘进引起的围岩松动圈,掘进引起围岩裂隙不会对注浆堵水效果及围岩承载力造成影响。采用深孔帷幕注浆为巷道通过导水断层创造良好环境,保障了巷道掘进安全,为矿井掘进巷道过断层防治水工作开展提供了切实可行的技术途径。     

斜井过向斜构造涌水原因分析及治理

针对山西黑龙矿副斜井在掘进至裂隙发育的向斜轴部时发生涌水,涌水量约120 m3/h,对施工造成严重影响的问题,首先根据水文地质条件及涌水特点,分析判断出涌水水源和涌水通道分别为太原组灰岩水和西沟向斜轴部裂隙发育区;然后针对西沟向斜岩溶裂隙发育,是构造富水带的特点,以＂引水孔排水—注浆堵水—预注浆防水＂为防治水思路,采用注浆封堵掘进工作面出水点和超前探水、预注浆相结合的治理方案;最后采用打检验孔和瞬变电磁超前探测的方法对注浆效果进行检验,斜井掘进后仅局部有淋水现象,涌水量3～4 m^3/h,注浆封堵效果显著。     

敏东一矿软岩区地下水注浆治理技术及应用研究

由于敏东一矿南一采区覆岩岩性较软且粘土成分含量较高,造成采空区垮落带的储水空间有限,煤矿面临的矿井水外排压力和地下水保护问题尤为突出。通过对导致地下水涌漏的原因进行分析,认为煤层开采引起的覆岩导水裂隙是造成地下水涌漏的主要根源,而采用地面钻孔、人工注浆封堵方法隔绝地下水泄流通道,实施帷幕注浆加固技术对巷道导水裂隙进行封堵,可以有效封堵覆岩导水裂隙。实践证明,根据矿区的地质和水文条件,按照隧道帷幕注浆工程设计和施工流程,优选注浆孔位置、间距、注浆材料和浆液配比、钻孔结构和注浆施工参数等,采用孔内止浆花管注浆对巷道软围岩进行帷幕灌浆,使巷道软围岩裂隙得到充分充填和加固,是解决矿区矿井水"零排放"难题、实现地下水保护的重要途径。     

注浆加固在过大型断裂构造中的应用

陈四楼煤矿北翼-640 m轨道暗斜井施工过程中巷道底板揭露L11灰岩,为防止灰岩含水层成为巷道涌水水源,对灰岩含水层进行注浆改造,同时注浆加固断层构造带,封堵围岩裂隙,保证断层不构成充水通道,保证巷道安全施工。     

刘桥二矿井筒注浆技术参数的探讨

在分析刘桥二矿水文地质条件的基础上,指出在滑动构造地区小断层和裂隙发育的条件下,实际井筒涌水量大于计算涌水量的主要原因是放炮震动、水流冲刷、岩体移动等造成的岩体裂隙开度加大所致;针对滑动构造地区的构造地质特点,确定了注浆段高、注浆压力、浆液浓度、注浆孔最佳数量、孔内处理、结束标准及复注等参数,并在刘桥二矿取得了良好的应用效果。     

软岩巷道过导水断层围岩控制技术研究

断层是制约巷道掘进安全的常见构造.针对马道头矿北三盘区皮带大巷围岩松软、掘进揭露的DF109断层具有导水性特点,提出综合使用深孔帷幕注浆+小导管注浆对断层破碎带内导水裂隙进行封堵并加固断层带破碎围岩,使用锚索网梁+T型钢带对围岩进行支护,并依据现场实际情况对巷道注浆加固方案以及巷道围岩支护参数进行设计.现场应用后,北三...     

帷幕注浆在维护巷道断层中的应用

介绍了余吾煤矿过断层大巷进行的帷幕注浆及注浆封堵导水裂隙施工技术,从根本上加固了该巷道,并消除大巷水患,实现了安全掘进生产。同时验证了帷幕注浆在维护巷道断层中的作用。     

层滑构造区井筒地质条件再分析及注浆参数的确定--以刘桥二矿为例

通过对刘桥二矿水文地质条件的再分析，指出了在滑动构造地区，小断层 和裂隙发育的条件下，实际井筒涌水量大于计算涌不量的主要原因是放炮震动、水流冲刷、岩体移动等造成的岩体裂隙开度加大。针对滑动构造地区的构造地质特点，确定了注浆段高、注浆压力、浆液浓度、注浆孔最佳数量、注浆结束标准及复注等参数。这些参数在刘桥二矿的应用取得了良好的效果。该方法对华北、福建等滑动构造发育的地区有一定的参考价值。     

新元煤矿风井井筒动态注浆堵水技术

 新元煤矿风井施工至K3灰岩含水层下部砂质泥岩时,矿井涌水量突然增加到104m3/h,造成淹井94m,经分析突水是由工作面放炮产生的次生裂隙与k2灰岩含水裂隙导通,致使k2石灰岩含水层涌水直接补给工作面造成的,为确保井筒安全施工,通过比较,决定采用动态注浆技术,本文分析计算得出止浆垫的厚度、注浆孔数目及倾角,经实测注浆结束后工作面涌水量为2.2m3/h,达到预期扩散效果。     

封孔器在注浆堵水施工中的应用实例

本文通过单家村煤矿井下注浆封堵奥灰观测孔涌水工程实例,详细介绍了其应用封孔器成功封堵钻孔涌水的施工原理和过程,证明了封孔器可以很好地运用在矿井乃至其他钻孔的分段注浆堵水工程中。同时提出了应用封孔器需要结合水压、套管直径和浆液配比等现场实际随时调整的观点,否则也会出现多次封堵失败、不断调整封孔器直径、长度等参数的情况。本次注浆工程为单家村煤矿首次利用封孔器进行注浆堵水,并取得了良好效果。     

花岗岩地质条件下的帷幕灌浆试验研究

针对水利水电大坝特有的花岗岩地质条件,灌浆施工方法较为复杂,因此进行花岗岩地质条件下的帷幕灌浆试验研究是必要的。通过对灌浆施工方法、灌浆压力、灌浆浆液进行比选,灌前透水率、灌浆材料耗量、帷幕形成情况论证分析,结果表明:灌前透水率随着排序的增加,灌浆孔透水率逐渐减小,随着孔序的加密,灌前透水率在逐渐减小,灌前灌浆孔透水率小于5 Lu的所占比例较少,灌浆具有一定的可灌性。单位注灰量随着排序的增加逐渐减小,随着孔序的加密,各次序孔单位注灰量在逐渐减小,说明灌浆后岩石裂隙得到了较好的填充,地层逐渐被灌注密实,岩石的抗渗透性有了明显的提高,灌浆效果明显。各个孔均能够找到与岩石胶结的水泥浆脉,透水率均小于5 Lu,证明设计终孔高程是合理的,形成符合设计要求的阻水帷幕。     

破碎带单孔循环注浆钻进工艺及应用

针对破碎带深孔施工存在的塌孔、卡钻问题,介绍了单孔循环钻进注浆工艺和新型无机注浆材料,并进行了效果考察。单孔循环注浆钻进工艺只采用一个钻孔,通过循环钻进、退钻、注浆工艺,对破碎带分别加固;新型无机双液注浆材料通过改变水灰比,实现浆液流动和凝结时间调整,解决了不同深度破碎带注浆后快速套孔问题。     

义桥煤矿立井井筒涌水机理与注浆封堵技术

针对义桥煤矿复杂水文地质条件下深厚表土层立井壁破裂、井筒涌水严重,采用单液及双液水泥、水玻璃多次封堵无效的技术难题,结合井壁破裂理论中的施工质量说和竖直附加应力说,分析了义桥煤矿主副立井井壁涌水特征及变形破坏机理,在此基础上,研究了高分子化学材料马丽散N注浆封堵涌水、加固围岩机理,并制定了主副井筒表土段壁间注浆、基岩段壁后注浆的钻孔布置与施工工艺,并对注浆量、注浆压力等进行了过程监控,对井筒涌水量进行了长期监测,实测涌水量已小于0.05 m3/h,达到了防治井壁破裂、封堵涌水、稳定含水层水压的目的,缓释和抑制了井壁附加压力。     

矿井煤层底板含水层注浆改造技术

根据焦作矿区5个矿井的煤层底板含水层注浆改造工程的实践,阐述了实施煤层底板含水层注浆改造技术时注浆孔、注浆压力、注浆材料、浆液配比、注浆量、终压及稳定时间等注浆参数的确定和选择,分析了工程施工的步骤、存在的问题与处理方案及工程实施的效益。研究表明,该技术不但可有效防止突水事故的发生,而且经济合理,同时还能有效地保护地下水资源,具有较高的推广应用价值。     

斜井井筒涌水特征及注浆治理方法研究

为解决骆驼山煤矿斜井井筒形成后井壁涌水治理难题,提出了一种截断井筒涌水补给水源、充填井筒壁后松动圈、提高井筒围岩稳定性的旋喷注浆支护方法。采用旋喷注浆法截断主斜井井筒涌水补给水源,采用壁后注浆技术充填井筒长期涌水携砂所形成的空隙和空洞,加固井筒并进一步封堵井筒涌水|通过水位观测、流场变化分析、钻孔验证和涌水量变化分析等方法对注浆治理效果进行验证。结果表明,旋喷注浆和壁后注浆既可封堵井筒涌水,又能充填加固井筒壁后空隙和空洞,消除井筒后期生产运行期间的安全隐患,对斜井井筒涌水治理具有很好的参考价值。     

径向水力喷射钻井技术在煤矿注浆孔中的应用

采用石油行业径向水平喷射钻井技术在煤矿注浆堵水方面可实现水平定向射流成孔,在薄层灰岩、奥陶系灰岩承压含水层中寻找沟通裂隙,尤其在直井或分支井段较小漏水的情况下可进行多分支喷射,还可以加适量盐酸、酸化缓蚀剂进行局部酸化沟通裂隙,压裂地层,从而降低注浆压力,提高注浆堵水效果。径向水力喷射钻井在峰峰集团梧桐庄矿9号注浆孔应用取得了一定的成效。该技术也可作为地热井增大水量的一种手段。     

加固破碎矿岩注浆强度GIN值的控制方法

云南某铜矿矿体软弱破碎,成孔凿岩开采困难,引入化学注浆预加固方案优化开采,然而前期注浆工业实验中遇到浆液用量过多,难以准确控制的情况。为了对速凝的化学注浆施工进行精确控制、简化控制流程,应用注浆强度控制理论GIN值法(Grouting Intensity Number)研究开展破碎矿体化学注浆试验,建立破碎铜矿化学注浆控制标准,并通过钻孔探测仪检测注浆效果。结果表明,注浆强度GIN值法的工业应用应综合考虑注浆终压Pf与每米浆液用量Vf,确定扇形注浆孔不同深度范围的控制标准为:孔深0~8 m,Pf60 MPa·L/m;孔深8~15 m,Pf95MPa·L/m;孔深15 m,Pf160 MPa·L/m。钻孔探测仪检测结果显示,浆液扩散范围满足设计扩散半径2.5 m,注浆后成孔效果有了显著改善。研究结果可用于量化注浆控制标准,简化工程应用,提高破碎矿体的稳定性。     

面向绿色矿山的注浆关键技术与工程示范

针对地表塌陷、水资源破坏、煤基固废堆积等问题,系统性提出了煤炭绿色开采“减沉、增载、处废、控水”一体化的多元耦合注浆技术体系,并成功示范。具体内容有:(1)综合利用理论分析、数值模拟、现场探测(钻探、超声成像、井下电视、光纤监测)等手段,研究了采动空隙空间与原生裂隙空间发育演化规律,尤其是将分布式光纤技术应用于离层空间探测,实现了注浆空间的精准识别。(2)利用煤基固废(煤矸石、粉煤灰)等制备了应用于不同场景的多源无机高性能注浆材料,将煤矸石作为离层注浆材料实现了规模化处置,同时研发了具有水下抗分散性、高体积系数、高塑性强度的新型KEP注浆堵水材料。(3)将丛式井技术运用到离层注浆孔钻探施工,有效规避采动超前破坏;集成研制了全天候、高泵压、大流量智能化注浆系统;应用补强注浆工艺,强化注浆减沉效果。(4)提出了注浆效果监测检测技术体系,重点阐述了钻探取芯与测井相结合的钻孔检测方法。(5)形成了以离层注浆减沉处废、垮落带注浆处废、老空区注浆增载处废和顶板裂隙注浆控水为核心的智能化技术体系,并在夏店煤矿、新浦磷矿、曹家滩煤矿、高家堡煤矿进行了工程示范,为我国绿色矿山建设提供了新思路。