采礦工程中的注漿堵水技術探討

張明新 王金濤

摘 要： 在采礦過程中，巷道掘進操作可能會直接對含水層造成破壞，使圍巖周圍涌現出大量水，這會直接導致采礦生產過程無法繼續進行下去。所以相關人員在開采之前，必須做好含水層勘測工作，對其進行精準定位，并對含水量進行預測，在此基礎上，還要制定注漿堵水方案，使放水探礦孔不會成為水涌出的突破點。相關人員還要對該種技術進行分析，使其能與施工對象結合更好，真正對巷道過多的水量起到控制作用。

關鍵詞： 采礦工程；注漿堵水；技術

注漿堵水技術對防水探礦孔的堵漏作用毋庸置疑，但也是在施工技術落實完全，注漿過程不會出現問題的前提下，所以相關人員還要對注漿過程進行控制，對注漿材料進行檢查，使其能起到堵水效果。本文主要針對采礦工程中的注漿堵水技術進行探討。

一.工程概況

某采礦工程位于山地丘陵區，在礦井掘進之前，會在礦層中開設孔洞，進行放水探礦，之后這些孔洞若不及時堵漏，其會成為含水層裂隙水涌入的突破點。該礦產含水層主要位于巷道中段上盤，含水層圍巖類型主要為燧石白云巖，該含水層表面產生裂隙后，水分就會通過孔洞涌入巷道，而其他方向排水溝的堰測也會成為涌水地點。這些水直接作用在作業面和開采設備中，不僅會對井壁和生產環境的安全穩定性造成影響，還會對設備運行造成影響[1]。對于這些涌水，只能采取堵和疏方式，注漿堵水方式主要應用在含水層裂隙處，這些裂隙可能分布在含水層層理或節理中，這些裂隙都是水分滲漏通道，必須將漿體注入到每道裂隙中，相關人員要保證裂隙與漿體嚴絲合縫。在此基礎上，繼續采取疏干措施，使工作面恢復干燥狀態。

二.采礦工程中的注漿堵水技術

在注漿之前，首先要對涌水孔洞進行精準定位，這需要測量人員采集勘探線、孔洞的實際方向和傾角等信息，然后參照這些數據，做出精準測量。注漿量以及注漿力度和孔洞深度以及孔洞含水量有直接關系。測量人員還要對孔洞含水層深度進行測量，在此過程中，依照測量信息，劃分堵水范圍，依據含水層裂隙層位和部位，制定合理的注漿方案。在該方案中，要對初始時期注漿過程和結束階段的止漿過程進行控制，還要保證最終的注漿量符合施工要求。

1、注漿參數

在注漿過程中，相關人員需要掌握所有的注漿參數，在采集注漿參數過程中，要保證測量參數的精度和準確度，這些測量參數是關于灌注對象的，此外還有關于漿體本身的參數，比如配漿方面的、注漿壓力等方面的[2]。具體的參數類型主要包括以下幾種，其一漿體注入后，會在裂隙中擴散開來，相關人員需要采集擴散半徑參數，以便計算注漿量。巖石類型是擴散半徑影響因素，因為其滲透系數越大，擴散半徑就越大，另外擴散半徑還與注漿壓力和注入時間呈正相關，所以還需要對后兩者進行測量，漿液本身的性質和含水量也會影響擴散半徑，這些都需要得到測量和采集。基于這些影響因素，對擴散半徑進行預測，發現正常狀態下漿液擴散半徑平均值不超過15米，但也不小于10米。

其二注漿材料的選擇和配置直接關系著注漿質量。普通硅鹽酸水泥是主要的材料，相關人員需要對其級配和強度等進行確定。在配置過程中，主要對水灰比進行實驗和控制，使其不會超出某個特定范圍，該范圍為0.66：1-0.8：1。

其三注漿壓力是重要的控制參數，該參數在正式應用中，并不是固定不變的，相關人員要根據注漿情況，調整注漿壓力[3]。高壓力會保證孔洞充塞物質強度，孔洞的堵漏效果很顯著。但如果孔洞的涌水量比較大，高壓力則會起到反作用，還需要適當減少壓力值，增加漿液阻力值。在采礦工程中，一般將注漿壓力值控制在2.8MPa左右。

其四在漿體配置過程中，要做好攪拌工作，這需要應用專門的攪拌設備，然后控制攪拌時間和攪拌力度，還要保證攪拌均勻。攪拌機主要選擇0.8m3型號，攪拌時間控制在5分鐘以上。在攪拌中，還要加入工業鹽。

其五漿液注入量。漿液注入量要適合，注漿質量才能得到保證。擴散半徑、巖石裂隙率、注漿段高以及漿液在裂隙內有效填充系數都是注漿量計算影響參數。

2、注漿

主要包括兩方面，其一含水層聯通試驗。注漿過程不能直接進行，一般需要借助注漿管路作為通道，所以連接管道和注漿孔洞是注漿堵水的首要工作。在管道應用之前，還要對管道的嚴密性和承受力進行試驗。模擬灌漿條件，向孔洞中注入水，對注水時間進行控制。在注水過程中，相關人員要做好隨行記錄，主要對孔洞周圍和管路進行檢查，看其是否會出現滲漏，如果檢查對象周圍保持干燥，沒有水分流出，則證明管路是符合施工要求的，試驗結束后，相關人員便可以進行注漿操作。如果檢查對象發生滲漏，則需要確定滲漏部位，然后利用砂漿進行補漏，待確定管路完好無損后，則可以進行注漿。

其二注漿施工技術以及施工規程都必須符合相關的規范，施工人員更是要規范自身操作，如此注漿施工才會安全。注漿工具主要為活塞泵，這種設備為BW150型。注漿壓力值是確定的，相關人員要對注漿壓力值進行測量，當其達到一定數值時，則可以進入止漿階段[4]。該數值為注漿終壓。在注漿過程中，很有可能出現漏漿現象，對于這種問題，則需要停止注漿操作，等待下一次注漿。注漿過程中，還要保證漿體充滿孔洞每個角落，所以還要使漿體攪拌振搗與灌注操作保持同步。

3、注漿過程中的問題

主要包括以下四方面，其一在礦層孔洞中，有些鉆孔比較小，這些孔洞涌水量也少，需要注入的漿體量也少，但依舊要注意注漿過程，控制注漿壓力，且注漿過程要連續進行。待注漿結束，相關人員還需要對注漿效果進行檢查驗收，看其是否符合標準。

其二對于鉆孔直徑比較大的孔洞，需要注入較多的漿體，才能阻止過大的涌水量。在初始階段，漿體可以間歇澆筑，一直到漿液初凝。在注漿的過程中，孔口處漿體深度是不斷增加的，壓力也是處于上升狀態的，并且越接近孔口，壓力上升越快，在此種狀態下，相關人員則要一氣呵成，連續澆筑。漿體間歇澆筑時，要注意做好中途停歇時間的清水補充工作，這種措施主要是為了通暢通道井口，使附著在井口處的漿體能在凝固之前就被沖掉。

其三注漿孔洞不止一個，這些孔洞會應用串聯或并聯方式，來實現共同注漿。串聯主要針對相距較近的孔洞發生的串漿問題，只要將這兩個孔洞串聯在一起，即可避免該類問題[5]。并聯指的是灌注泵并聯，這種方式主要針對孔洞含水量多，流速大的現象。

其四有的孔洞裂隙比較大，漿體灌注過程中，會出現外漏現象，在這種情況下，一方面相關人員要降低漿體壓力，減少漿體含量，另一方面要減少裂隙范圍，填充過水通道。基于此，還要快速灌注水泥漿體，使其快速凝固。

4、注漿效果評價

注漿工作并不是一朝一夕就能完成的，孔洞數量也比較多，在注漿全過程結束，漿體凝固后，會發現孔洞上不含水層間的水利聯系通道不再會成為水上涌的切入點，而巷道的排水量也大大減少。

結語：采礦工程中需要注漿堵水的孔洞裂隙有很多，相關人員要根據孔洞的具體情況，選擇合適的注漿方式與技術，在技術落實過程中，還要對相關參數進行檢查，保證注漿堵水的質量。

參考文獻

[1] 朱海明，胡國慶.地表注漿技術在井下采礦堵水工程中的應用分析[J].科技創新與應用，2016（04）：283.

[2] 景佳，劉利茂，錢再華.注漿堵水在采礦工程中的應用[J].廣東建材，2016，28（06）：92-94.

[3] 王亮.大水金屬礦床井下近礦體帷幕注漿堵水技術研究[J].長沙礦山研究院，2016.

[4] 劉偉.地表注漿技術在井下采礦堵水工程中的應用[J].西部探礦工程，2017（09）：180-181.

[5] 張淑同.破碎煤巖體注漿加固與堵水研究[J].山東科技大學，2016.