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摘 要：承压开采矿井对煤层底板进行注浆改造，目前在国内已经是一项比较成熟的技术。但国内大多数地区进行底板注浆改造的含水层一般距离开采煤层底板较远，即使有多层含水层，含水层间间距也比较大，含水层间无水力联系或联系很弱。因此，只需要加固紧接底板的一层含水层即可。
关键词：煤层;注浆;工艺;
中图分类号：TD745 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-11-00-01
由于一些煤矿地质条件复杂，所以含水层间可能存在变薄带、构造破碎带、导水裂隙带，致使含水层之间水力联系密切，宏观上实为一个含水体。若采用疏水降压实现安全开采，则疏排水费用太高，浪费地下水资源且经济上不合理，经长期生产实践，我矿采取积极预防为主的带压开采，主要着眼于对隔水层、水压、水量、构造等综合水文开采条件的认识，通过对各个含水层注浆，改造其富水性，加固底板，封堵水源补给通道，提高其阻水能力，形成一定厚度的有效隔水层，从而防止采中、采后突水，实现安全回采。
一、注浆施工工艺流程
采用地面注浆站，通过注浆管路和井下工作面注浆孔对薄层灰岩预注浆，充分利用薄层灰岩的坚固性和岩溶裂隙的可注性，使浆液在注漿压力的作用下沿着岩层裂隙扩散、沉淀、结石，最后充填岩层裂隙，把薄层灰岩中的水置换出去，使薄层灰岩不含水或弱含水，从而形成完整的注浆系统工艺流程。
1-1注浆流程图
二、注浆现场布置方案
在工作面上、下岩中巷，按底板注浆加固工程按浆液扩散半径不大于30m均匀布设钻孔，终孔层位经突水系数计算选为L1灰岩含水层，对于断层裂隙发育区、顶板淋水较大区域及富水异常区重点加固，加密布孔。
钻孔布置在平面上呈放射状展布，以斜孔为主，在剖面上长短结合，使钻孔揭露的含水层段尽可能长，尽量与断层、裂隙垂直或斜交;钻场之间的钻孔尽量进行交叉布孔，以揭露最多的岩溶裂隙，避免出现注浆盲区。
三、注浆程序
（一）注浆前先对注浆孔放水0.5-1小时，将沉淀在孔内的碎石、岩溶裂隙中的充填物冲出，以使裂隙畅通。
（二）水 灰比、比重、稠度视单孔涌水量及岩溶发育程度确定。⑶注浆过程中要根据进浆、泵压等情况，及时调整泵量及浆液配比。⑷达到注浆结束标准时，关闭孔口阀门，用清水将管路冲洗干净，并检修好注浆设备。⑸第一次序孔注浆完毕后，可根据需要布设第二次序孔，用于检查注浆效果或视薄层灰岩赋水性补充注浆，依次类推。
四、注浆方式
注浆的根本目的在于通过充填封堵出水通道及煤层底板裂隙，达到加固底板和增强隔水层厚度、强度的效果。材料以粘土浆和水泥浆混合液为主，分静态注浆和动态注浆两个方面。
（一）静态注浆。浆液通过注浆孔直接进入并充填在薄层灰岩含水层（如徐家庄石灰岩）溶洞裂隙及煤层底板裂隙中，先采用浓度较小（根据钻孔涌水量及底板裂隙发育情况确定）的粘土浆进行裂隙充填，采用由稀到稠连续注浆方式使混合液通过注浆孔充填到溶洞裂隙中去。以孔口压力达到孔口水压的2.5-3.5倍做为充填饱和和终止注浆封堵的标志。
（二）动态注浆。由于底板破碎及巷道、采面渗水等原因，在注浆孔附近及巷道采面形成水力联系通道时，需采用动态注浆。首先加大浆液浓度，采取循环注浆方式。若达不到效果则采取特殊注浆，一是采用水玻璃和粘土浆液进行双液注浆，以加快动态情况下浆液的硬化速度;二是根据裂隙及溶洞比较发育不易充填的实际情况，有针对性的向孔内填塞海带、粉碎玉米芯、锯末、刨花、小海棉块、豆子、砂子等骨料，利用其膨胀系数大的特性，保证充填固结强度。
五、浆注材料
以粘土为主要原料，在粘土浆中掺加适量的水泥，必要时可掺加少量的水玻璃。
（一）粘土。是浆液的主要成分，要求具有一定的塑性指数。研究表明，塑性指数15以上的粘性土一般均可作为配制浆液的原料，且塑性指数越高，粘土颗粒的分散性越好，造浆（粘土浆）的效率越高。
（二）水泥。是浆液的结构生成结构生成剂，水泥颗粒的水化作用使得浆液具有一定的结构强度，而且浆液结构强度的增长与水泥颗粒水化反应速度有关，水化反应越快，浆液结构强度增长亦越快。虽然普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥都可用来配制浆液，但一般情况应优先选用425号或525号普通硅酸盐水泥。
（三）水玻璃。是浆液的添加剂，它促使水泥颗粒更快地水化，在浆液结构形式过程中起加速凝固的作用。
六、注浆孔布设原则
在工作面上下两巷，一般按浆液扩散半径10-30m均匀布设钻孔，力求使浆液在整个工作面或改造范围内覆盖率达80%以上。工作面初压及周压段、构造发育段、含水层富水段、隔水层变薄区要加密布孔，并使钻孔尽量与裂隙发育方向垂直或斜交，穿透含水层。
七、注浆改造效果检查
（一）把实际注浆量与预计注浆量进行比较，看两者的符合程度。
（二）施工检查孔，取芯观察其充填胶结情况。
（三）从检查孔水量方面来评价注浆改造效果。
八、注意事项
封堵加固的部位应在采动破坏带以下，避免在破坏带内加固，采动之后仍受破坏。当顶板坚硬不易冒落而形成悬顶跨距过大时，则应人工放顶，减少悬顶面积，促使回采过程顶板正常冒落，保持正常压力。
九、总结
由于工作面底板有含水层，所以注浆改造极具复杂性，需要对含水层进行注浆改造，否则极易造成注浆事故，导致注浆失败。
所以，煤层底板含水层注浆改造工艺的研究成功，解决了煤层底板具有含水层时为保证采煤工作面的回采安全如何成功进行底板注浆改造的问题，同时减小矿井排水量，达到节能减排的效果。
参考文献：
[1]柴登榜主编，《矿井地质工作手册》，煤炭工业出版社，1984.
[2]李白英.弥尚震，《采矿工程水文地质学》，山东矿业学院，1988.
[3]赵斌等，《注浆堵水加固技术及其应用》，煤炭工业出版社，1998.
关键词：煤层;注浆;工艺;
中图分类号：TD745 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-11-00-01
由于一些煤矿地质条件复杂，所以含水层间可能存在变薄带、构造破碎带、导水裂隙带，致使含水层之间水力联系密切，宏观上实为一个含水体。若采用疏水降压实现安全开采，则疏排水费用太高，浪费地下水资源且经济上不合理，经长期生产实践，我矿采取积极预防为主的带压开采，主要着眼于对隔水层、水压、水量、构造等综合水文开采条件的认识，通过对各个含水层注浆，改造其富水性，加固底板，封堵水源补给通道，提高其阻水能力，形成一定厚度的有效隔水层，从而防止采中、采后突水，实现安全回采。
一、注浆施工工艺流程
采用地面注浆站，通过注浆管路和井下工作面注浆孔对薄层灰岩预注浆，充分利用薄层灰岩的坚固性和岩溶裂隙的可注性，使浆液在注漿压力的作用下沿着岩层裂隙扩散、沉淀、结石，最后充填岩层裂隙，把薄层灰岩中的水置换出去，使薄层灰岩不含水或弱含水，从而形成完整的注浆系统工艺流程。
1-1注浆流程图
二、注浆现场布置方案
在工作面上、下岩中巷，按底板注浆加固工程按浆液扩散半径不大于30m均匀布设钻孔，终孔层位经突水系数计算选为L1灰岩含水层，对于断层裂隙发育区、顶板淋水较大区域及富水异常区重点加固，加密布孔。
钻孔布置在平面上呈放射状展布，以斜孔为主，在剖面上长短结合，使钻孔揭露的含水层段尽可能长，尽量与断层、裂隙垂直或斜交;钻场之间的钻孔尽量进行交叉布孔，以揭露最多的岩溶裂隙，避免出现注浆盲区。
三、注浆程序
（一）注浆前先对注浆孔放水0.5-1小时，将沉淀在孔内的碎石、岩溶裂隙中的充填物冲出，以使裂隙畅通。
（二）水 灰比、比重、稠度视单孔涌水量及岩溶发育程度确定。⑶注浆过程中要根据进浆、泵压等情况，及时调整泵量及浆液配比。⑷达到注浆结束标准时，关闭孔口阀门，用清水将管路冲洗干净，并检修好注浆设备。⑸第一次序孔注浆完毕后，可根据需要布设第二次序孔，用于检查注浆效果或视薄层灰岩赋水性补充注浆，依次类推。
四、注浆方式
注浆的根本目的在于通过充填封堵出水通道及煤层底板裂隙，达到加固底板和增强隔水层厚度、强度的效果。材料以粘土浆和水泥浆混合液为主，分静态注浆和动态注浆两个方面。
（一）静态注浆。浆液通过注浆孔直接进入并充填在薄层灰岩含水层（如徐家庄石灰岩）溶洞裂隙及煤层底板裂隙中，先采用浓度较小（根据钻孔涌水量及底板裂隙发育情况确定）的粘土浆进行裂隙充填，采用由稀到稠连续注浆方式使混合液通过注浆孔充填到溶洞裂隙中去。以孔口压力达到孔口水压的2.5-3.5倍做为充填饱和和终止注浆封堵的标志。
（二）动态注浆。由于底板破碎及巷道、采面渗水等原因，在注浆孔附近及巷道采面形成水力联系通道时，需采用动态注浆。首先加大浆液浓度，采取循环注浆方式。若达不到效果则采取特殊注浆，一是采用水玻璃和粘土浆液进行双液注浆，以加快动态情况下浆液的硬化速度;二是根据裂隙及溶洞比较发育不易充填的实际情况，有针对性的向孔内填塞海带、粉碎玉米芯、锯末、刨花、小海棉块、豆子、砂子等骨料，利用其膨胀系数大的特性，保证充填固结强度。
五、浆注材料
以粘土为主要原料，在粘土浆中掺加适量的水泥，必要时可掺加少量的水玻璃。
（一）粘土。是浆液的主要成分，要求具有一定的塑性指数。研究表明，塑性指数15以上的粘性土一般均可作为配制浆液的原料，且塑性指数越高，粘土颗粒的分散性越好，造浆（粘土浆）的效率越高。
（二）水泥。是浆液的结构生成结构生成剂，水泥颗粒的水化作用使得浆液具有一定的结构强度，而且浆液结构强度的增长与水泥颗粒水化反应速度有关，水化反应越快，浆液结构强度增长亦越快。虽然普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥都可用来配制浆液，但一般情况应优先选用425号或525号普通硅酸盐水泥。
（三）水玻璃。是浆液的添加剂，它促使水泥颗粒更快地水化，在浆液结构形式过程中起加速凝固的作用。
六、注浆孔布设原则
在工作面上下两巷，一般按浆液扩散半径10-30m均匀布设钻孔，力求使浆液在整个工作面或改造范围内覆盖率达80%以上。工作面初压及周压段、构造发育段、含水层富水段、隔水层变薄区要加密布孔，并使钻孔尽量与裂隙发育方向垂直或斜交，穿透含水层。
七、注浆改造效果检查
（一）把实际注浆量与预计注浆量进行比较，看两者的符合程度。
（二）施工检查孔，取芯观察其充填胶结情况。
（三）从检查孔水量方面来评价注浆改造效果。
八、注意事项
封堵加固的部位应在采动破坏带以下，避免在破坏带内加固，采动之后仍受破坏。当顶板坚硬不易冒落而形成悬顶跨距过大时，则应人工放顶，减少悬顶面积，促使回采过程顶板正常冒落，保持正常压力。
九、总结
由于工作面底板有含水层，所以注浆改造极具复杂性，需要对含水层进行注浆改造，否则极易造成注浆事故，导致注浆失败。
所以，煤层底板含水层注浆改造工艺的研究成功，解决了煤层底板具有含水层时为保证采煤工作面的回采安全如何成功进行底板注浆改造的问题，同时减小矿井排水量，达到节能减排的效果。
参考文献：
[1]柴登榜主编，《矿井地质工作手册》，煤炭工业出版社，1984.
[2]李白英.弥尚震，《采矿工程水文地质学》，山东矿业学院，1988.
[3]赵斌等，《注浆堵水加固技术及其应用》，煤炭工业出版社，1998.