漫谈注浆防水技术在煤矿的运用

煤矿是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间，通常包括巷道、井峒和采掘面等等。煤是最主要的固体燃料，是可燃性有机岩的一种。它是由一定地质年代生长的繁茂植物，在适宜的地质环境中，逐渐堆积成厚层，并埋没在水底或泥沙中，经过漫长地质年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地质时期中，以石炭纪、二叠纪、侏罗纪和第三纪的地层中产煤最多，是重要的成煤时代。煤的含碳量一般为46～97%，呈褐色至黑色，具有暗淡至金属光泽。根据煤化程度的不同，煤可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。

煤炭在社会生活中的应用面极为广泛。随着建筑材料的日益精细，耐磨性和抗压性都在增加，以煤为原材料的燃料成本也在有规律地提高，这就要求在施工进行过程中，对煤矿的原始性保护及二次使用需要更多注意，以提高保护技术。因此有必要采用注浆技术来减少煤矿在防止涌水情况出现后所造成的不必要的损失。

下面对注浆方案的选择、材料的配比和注浆的工艺性来进行分析。

一、主要注浆技术和细节分析

（一）注浆方案的选择

注浆的正确选择，直接关系到注浆工期、材料消耗、注浆效果和费用等。因此选择方案对于如何注浆、如何通过注浆达到其对煤矿的基本效果、煤矿的本身质量的保护，就显得比较重要了。以下我们在专业数据和实际操作情况下来看注浆技术在煤矿中的应用。

1.合理配风。在整个回采过程中，回风巷风流中瓦斯体积分数稳定在0.3%左右，配风量420m3/min，风量以最低配置为宜，以便提高采空区释放效果。对于风量的掌控，在注浆技术应用到煤矿保护和开采中显得非常重要。回风量对于固体燃料的释放和聚合起着外部的推力，而对于注浆本身，对配风的要求也是外部因素之一。涌水情况很容易在注浆完成的条件下因为配风出现问题而最终达不到预期效果，在更多实践中需要掌握里外两层的关键影响因子。

2.将回采工作面做到调成“L”形式，利于本采空区瓦斯通过小川向上部释放，在整体注浆技术中，从整体到局部的调整都影响了最后的效果。为了保持煤矿燃烧的质量，对于工作面的技术要求需要因材质而异。调成“L”形能使释放的瓦斯按照空气的流动规律慢慢释放，为煤矿的最终产出质量做好铺垫。

3.加强放顶线处支护，增加切顶能力，工作面悬顶及时挑落，尽量避免采空区瓦斯涌入工作面。在完成了瓦斯的空间有效移动尽量不破坏和影响到煤矿的保护质量的之后，我们需要对其进行第二次处理，使工作面保持本身。在没有对采空区进行干扰的瓦斯的破坏下，完成对煤矿保护的外在空间的应用，也是注浆技术应用于其中的一方面。

4.下出口石墙每班码至第三排柱位置，不得滞后，减少采空区入风量，控制采空区瓦斯涌出。对于注浆过程中瓦斯的控制为了最后煤矿的生产质量是工程进程中不可忽视的一环。

注浆是为了防止煤矿涌水情况的出线，而进入工作面后，因带来的与空气互相接触而产生的气体的控制也是工作中重要环节之一。通过石墙在注浆工程中起到的作用，我们能够有效减少如风量，从而控制瓦斯涌出。

5.保证下巷石墙质量，尤其是小川初石墙质量，以保证瓦斯释放效果。在注浆过程中对瓦斯的特别处理是工作中必须进行的环节。石墙是工作面中应对回风量而采取的工作手段，石墙的构造能够保证瓦斯在整体工序中发挥一定作用而不导致损失，保证下巷石墙质量是注浆中专门针对瓦斯的利用空间而设置的工作环节。

6.对上巷采空区侧、随采随打顶子维护，防止冒落冒严，而影响排放效果。除了对下巷的有效工作而控制瓦斯对煤矿的影响以外，对石墙上巷也需要有特殊的工作处理。对上巷采空区顶子维护是对下巷工作的继续，也是对瓦斯之于采空情况的进一步处理。排放瓦斯是石墙工作面工作中必须注意和进行的，在注浆中完成了对石墙之于工作面的处理，就做好了对瓦斯之于煤矿积极效果的处理。

7.石墙小川的间距必须小于周期来压步距，当工作面段。为了防止水上下乱窜，先对每段7m的顶底封好，然后突出重点注中间，本次注浆为防止浆液沿裂隙扩散过远，采用交叉布孔，控压间歇式等注浆措施。

（二）注浆材料的配比

注浆时严格按照要求配置浆液，经常用浓度计测水玻璃浆液。如发现变质或低标号水泥立即更换，确保注浆质量，正常注浆水玻璃浓度为25——30Be，堵漏水玻璃浓度为30——35Be。

为了更清晰分析注浆材料，即水泥和水玻璃的配比情况，我们可以简单制作下表以供分析：

裂隙（涌水分类）水灰比（质量比）水泥浆：水玻璃（体积）

大裂隙（涌水量大）0.8:1.0——0.6:1.01.0:0.5

中裂隙（涌水量中）1.0:1.0——0.5:1.01.0:0.5

小裂隙（涌水量小）1.0:1.0——1.0:1.01.0:0.5

（三）注浆工艺

注浆工艺也就是将注浆技术技术化的过程。通过对注浆技术在配比过程中的精细化处理，为注浆过程带来的繁、杂、难作了科学化和艺术学的处理。以下我们通过几个方面来分别分析注浆工艺：

1.布孔。采用密孔法，‘三花’式深浅孔结合布孔法，注浆孔间排距为1.5——2.5m，局部间距1.2m，孔深2——3m，造孔尽可能斜穿岩层，以增加钻孔穿透岩石裂隙的几率，便于浆液均匀扩散。

2.预埋注浆管。浅孔埋管规格为42mnX6mn，长500mn的钢管，一端焊鱼鳞扣，用风钻通过打管气将短管打入孔内，外留30mn长丝扣安装球阀。

3.注浆工艺流程。钻孔打好后埋注浆管并安上阀门连接好注浆管路，将2个吸浆笼头放入清水桶内开泵作清水压力试验，作为确定注浆压力、观察仓壁漏浆情况及注浆范围的依据；将2个吸浆笼头分别放入水玻璃和水泥浆桶内，然后开泵进浆，根据压力试验情况来确定浆液配比和注浆压力。由进浆情况决定注浆量和注浆时间，直至达到设计终压；终压，终量达到后，关闭注浆孔口的球形阀，并从孔口卸掉注浆软管，然后对注浆泵和注浆管路进行清洗。

二、小结

我国是发展中国家，需要用煤炭作为广泛的能源来推动城市化和工业化进程。注浆技术在治理煤矿涌水中得发挥很好的作用，随着该项技术的不断完善，将为矿山的安全生产做出更大的贡献。