地面预注浆技术在煤矿石门过断层破碎带中的应用.pdfVIP

朱 琳：地面预注浆技术在煤矿石门过断层破碎带中的应用 第19卷第4期 也易通过导水断层进行垂 向补给，给矿井安全带来 的相关参数进行参考，但浆液的扩散半径还会随着 很大威胁 。 注浆压力、注入时间、浆液的浓度和粘度而改变。所 2) 砂岩裂隙水：煤系砂岩水以静储量为主，根 以在施工的过程 中要注意人为控制和调整，以便控 据已有资料砂岩富水性较弱，但局部富水性较强。 制扩散范围。 3) 太原组灰岩岩溶裂隙水：根据 YZ一2孑L石 2) 注浆压力：注浆压力是给予浆液扩散、充 炭系太原组 1～6灰和YZ一3孔 1～4灰抽水试验资 塞、压实的能量。浆液在岩层中扩散就是克服流动 料，灰岩上部富水性均较弱，但太原组灰岩距 1煤的 阻力的过程 。而阻力的大小与静水压力 、岩层裂隙 距离较近，平均 35m，由于灰岩水头压力较大，且下 的粗糙程度、过流断面的大小、浆液的粘滞性 、颗粒 部灰岩的富水性不清，并不能确保安全。 度和凝固的时间长短有关，注浆压力也是 由这些因 素决定。 2 注 浆 在注浆过程中，浆液在一定压力下，沿裂隙流动 注浆通过穿过断层破碎带的地面钻孔进行。所 扩散，离注浆孔越远，阻力也越大，因此浆液中的颗 谓注浆堵水，就是将制成的浆液压入地层空隙，使其 粒成分产生沉析。这样，流动阻力随着扩散半径的 扩张凝固硬化后，起到堵、截补给水源或加固地层的 增大而逐渐增加，注浆压力也相应随之升高，从而产 作用。注浆堵水工艺过程和所用的设备比较简便 ， 生充塞。当压力上升一定值时，将充塞物冲开，或将 效果较好，目前在国内外均广泛应用。 充塞物继续沿裂隙向前推进，出现下降趋势。在此 2．1 注浆基本原理 情况下 ，浆液经再充塞，压力又继续上升，直至将充 水泥浆液是水与水泥的混合体 (通常还加入一 塞体压实。经验证明，随着注浆压力的提高，充塞物 定量的速凝早强剂)，水泥颗粒 由于搅动在水中呈悬 的强度急剧增加，这就保证 了充塞物有足够 的抗压 浮状态，通过一定的注浆压力，它被推入的岩层的空 强度和隔水性。 隙中流动扩散 ，在空隙内形成具有一定强度和低透 3) 注浆浆液：采用单液水泥浆，并加入食盐和 水性的结石体，可以堵塞空隙，截断水源和通路。 三乙醇胺作速凝早强剂，加入量分别为水泥量 5％。 浆液在岩层空隙中的充塞作用，包括机械充塞 和0．5％。。水泥浆液的浓度根据注前压水试验的单 和水化作用充塞。其从开始到结束，一般有四个过 位吸水量来确定起始浓度，浆液浓度的水灰比逐级 程：①注浆压力克服静水压力和流动阻力，推动浆液 为 1．5：1，1．25：1．1：1；0．8：1。 进入裂隙；②浆液在裂隙内流动扩散和沉析充塞，大 4) 浆液的注入量：浆液的注入量可根据扩散 裂隙逐渐缩小，小裂隙被充填，注浆压力徐徐上升； 半径及岩石的裂隙率进行粗略计算，但只作为施工 ③在注浆压力的推动下，浆液冲开或部分冲开充塞 的参考。 体再沉析充填，逐渐加厚充填体，此时注浆压力下 Q=AwR2HnB／B 降；④浆液在注浆终压下，进行充塞、压实、脱水，完 式中：4／为注浆消耗系数，单液水泥浆 1．5；R 全封闭裂隙。 为扩散半径，rn；H为破碎带注浆段长，m；n为裂隙 2．2 注浆技术措施 率，一般取3％～5％；B为浆液充填系数，单液水泥 2．2．1 注浆方式和段高划分 浆 0．