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摘要：本文介绍了核桃峪矿主斜井筒穿洛河组巨厚孔隙裂隙承压含水层段锚喷井壁壁后综合注浆治水的技术方法，并对施工中存在的技术难点进行了分析，总结了注浆治水技术的实施情况及取得的治水效果，积累了一定的锚喷井壁壁后注浆治水经验，为陇东及彬长煤田治理同类问题提供了对策。
关键词：锚喷井壁;巨厚孔隙裂隙承压含水层;壁后综合注浆
一、引言
核桃峪煤矿主斜井井口标高+922m，设计长度5853m，分上下两段，上段长2873m，下段长2980m，坡度-7°，支护方式锚网喷砼+锚索，喷砼厚度150mm，巷道为半圆拱型，净宽5.6m，净高4.1m，净断面积19.6 m2。井筒斜穿井田五个含水层，其中穿平均400m巨厚洛河组孔隙裂隙承压含水层段井筒长为3200m，导致井筒涌水量较大，经2018年1月份实测，主斜井筒涌水量为730.4m3/h（其中上段522.5 m3/h，下段207.9 m3/h）。为解决涌水分散、水量大，排水费用高，对设备冲淋锈蚀严重、长期淋水冲刷井筒质量差等问题，决定对主斜井上段涌水量较大的1270m-2760m段井筒进行注浆治水试验。
二、地质条件
井田位于鄂尔多斯盆地庆阳单斜南部，南邻彬县一黄陵坳陷带，地层自老而新有三叠系、侏罗系、白垩系和第四系。井田总体为一向北西方向平缓倾斜的复式单斜构造，地层倾角一般在5°～10°之间。地下水主要有第四系松散层潜水和下白垩统碎屑岩潜水及承压水，侏罗系直罗组碎屑岩承压水，侏罗系延安组碎屑岩承压水，三叠系延长群碎屑岩承压水。其中下白垩统洛河组均厚400m，属富水性中等的巨厚含水层，对矿井建设影响较大，其他含水层富水性较差。
三、施工工艺
采用壁后注浆封堵井壁漏水和高压深孔渗透帷幕注浆相结合的方式进行治水，首先对基岩段漏水井壁采用壁后注浆，重点对集中渗漏出水点进行注浆封堵，减少井壁的出水量，然后进行高压深孔渗透注浆，通过浆液的高压挤压提高浆液的渗透力，达到切断渗漏水通道、封堵水源的目的，同时对破坏松散岩体、裂隙进行了充填和加固。注浆孔间距3m，排距6m（具体可根据浆液扩散情况现场微调），以顶板中心为点向两帮均匀布孔，浅孔深2m-4m，深孔深为10m-20m，对局部集中出水段加密布孔，同时为避免驱散地下水，造成试验区域外涌水量增加，每100m布设3排截水孔，排距3m，孔距2m，孔深15-21m。
注浆材料选取，考虑到井筒掘进期间曾进行过水泥、水玻璃预注浆，已对围岩的孔隙-微裂隙的连续性进行了破坏，若继续单一采用传统的颗粒性注浆材料，浆液不易渗透到孔隙-微裂隙内，不能达到预期效果，经过孔隙裂隙注浆理论分析与现场试注，本工程选取了钙溶液、酰胺等新型稀水型注浆液、水玻璃等化学浆及水泥浆动态调配、综合运用的方法，确保注浆治水效果。
四、施工新技术、新材料、新工艺应用
1、壁后注浆封堵井壁漏水和高压深孔渗透帷幕注浆相结合，分区域、分阶段注浆技术的应用
本注浆方案改变了传统井壁注浆思维和注浆方法，优化了传统注浆工艺，采用深、浅孔并举、分区域、分阶段注浆，从根源切断涌水通道，达到治表治本目的，彻底治理涌水含水层。即：首先对基岩段漏水井壁采用下行式壁后注浆，重点对集中渗漏出水点进行注浆封堵，达到控制井壁出水量的要求。然后分区域布设截水孔，形成止水帷幕，避免驱散地下水，造成试验区域外涌水量增加。再采用上行式高压深孔渗透注浆，布置深孔、高压注浆，通过浆液的高压挤压提高浆液的渗透力，达到切断渗漏水通道、封堵水源的目的。同时利用浆液在裂隙中的胶结作用，使破坏松散岩体、裂隙重新胶结成整体，形成一个可以承受外载的注浆壳，充分发挥其自稳能力，达到加固和堵水的双重目的。最后采取检查补注的方式，对较大出水点封堵后，暴露出的小型出水点，进行封堵，切断渗漏水通道，达到控制井壁出水量要求。
2、井筒砼底板下鹅卵石垫层加固及下部含水岩层大孔径注浆改造综合治水技术的应用
斜井注浆工程，巷道底板历来是注浆的难点，也是决定注浆效果好与坏的重点，经常出现砼底板不承压，到处漏浆或者注浆引起底鼓，导致注浆效果差等问题。尤其本工程砼底板下部铺有约300mm-800mm厚鵝卵石垫层，该垫层孔隙大、透水性好，实际可看作井筒底板下部一层贯穿的含水层，无法找到出水源头，致使施工中频繁出现卡钻、滑钻、掉钻、漏浆、跑浆等严重影响注浆堵水效果的现象。为此，采用了井筒砼底板下鹅卵石垫层加固及下部含水岩层注浆改造综合治水技术，即先用水泥单液浆对砼底板下鹅卵石垫层进行注浆加固，钻孔间排距为2m×4m，孔深以打透砼底板进入垫层为宜，使砼底板和鹅卵石垫层成为密实、不透水的整体。然后采用潜孔钻机在底板布设大孔径注浆孔进行下部岩层注浆改造，钻孔开孔直径110mm，终孔直径90mm，套管直径89mm，孔口管直径108mm，孔深15m，钻孔间排距视扩散效果而定。钻进过程中，见水即停钻注浆，待压力达到6Mpa且浆液凝固后，恢复钻进，如此往复，直至达到设计钻孔深度而无明显涌水，以此降低砼底板以下15m范围内含水岩层孔隙率和透水性，达到改造含水岩层目的，使得井筒砼底板下部涌水得到有效的控制。
五、注浆治水效果对比
经实测，本工程实施后主斜井筒涌水量为518m3/h（其中上段313.1 m3/h，下段位204.9 m3/h），与注浆前实测涌水量730.4m3/h（其中上段522.5 m3/h，下段207.9 m3/h）相比井筒上段涌水降低209.4m3/h。
六、结语
1、壁后注浆封堵井壁漏水和高压深孔渗透帷幕注浆相结合，分区域、分阶段注浆技术，可有效降低锚网喷支护井巷涌水量，对同类型地质条件与支护方式井巷壁后注浆工程具有重要的指导借鉴意义。
2、砼底板下鹅卵石垫层加固及下部含水岩层大孔径注浆改造综合治水技术可解决斜井巷道底板不承压、漏浆，导致注浆效果差等问题。
参考文献：
[1] 张永成，董书宁，卢相忠，张斗群.《矿井注浆施工手册》[M].北京：煤炭工业出版社，2013.
[2] 刘伟，黄伟，张军甫.注浆堵水技术在矿井中的应用[J].煤矿现代化，2013（01）.
[3] 李磊，高祥，王俊.帷幕注浆堵水技术在蔡园煤矿的应用[J].能源技术与管理，2011（05）.
（作者单位：华能庆阳煤电有限公司核桃峪煤矿）
关键词：锚喷井壁;巨厚孔隙裂隙承压含水层;壁后综合注浆
一、引言
核桃峪煤矿主斜井井口标高+922m，设计长度5853m，分上下两段，上段长2873m，下段长2980m，坡度-7°，支护方式锚网喷砼+锚索，喷砼厚度150mm，巷道为半圆拱型，净宽5.6m，净高4.1m，净断面积19.6 m2。井筒斜穿井田五个含水层，其中穿平均400m巨厚洛河组孔隙裂隙承压含水层段井筒长为3200m，导致井筒涌水量较大，经2018年1月份实测，主斜井筒涌水量为730.4m3/h（其中上段522.5 m3/h，下段207.9 m3/h）。为解决涌水分散、水量大，排水费用高，对设备冲淋锈蚀严重、长期淋水冲刷井筒质量差等问题，决定对主斜井上段涌水量较大的1270m-2760m段井筒进行注浆治水试验。
二、地质条件
井田位于鄂尔多斯盆地庆阳单斜南部，南邻彬县一黄陵坳陷带，地层自老而新有三叠系、侏罗系、白垩系和第四系。井田总体为一向北西方向平缓倾斜的复式单斜构造，地层倾角一般在5°～10°之间。地下水主要有第四系松散层潜水和下白垩统碎屑岩潜水及承压水，侏罗系直罗组碎屑岩承压水，侏罗系延安组碎屑岩承压水，三叠系延长群碎屑岩承压水。其中下白垩统洛河组均厚400m，属富水性中等的巨厚含水层，对矿井建设影响较大，其他含水层富水性较差。
三、施工工艺
采用壁后注浆封堵井壁漏水和高压深孔渗透帷幕注浆相结合的方式进行治水，首先对基岩段漏水井壁采用壁后注浆，重点对集中渗漏出水点进行注浆封堵，减少井壁的出水量，然后进行高压深孔渗透注浆，通过浆液的高压挤压提高浆液的渗透力，达到切断渗漏水通道、封堵水源的目的，同时对破坏松散岩体、裂隙进行了充填和加固。注浆孔间距3m，排距6m（具体可根据浆液扩散情况现场微调），以顶板中心为点向两帮均匀布孔，浅孔深2m-4m，深孔深为10m-20m，对局部集中出水段加密布孔，同时为避免驱散地下水，造成试验区域外涌水量增加，每100m布设3排截水孔，排距3m，孔距2m，孔深15-21m。
注浆材料选取，考虑到井筒掘进期间曾进行过水泥、水玻璃预注浆，已对围岩的孔隙-微裂隙的连续性进行了破坏，若继续单一采用传统的颗粒性注浆材料，浆液不易渗透到孔隙-微裂隙内，不能达到预期效果，经过孔隙裂隙注浆理论分析与现场试注，本工程选取了钙溶液、酰胺等新型稀水型注浆液、水玻璃等化学浆及水泥浆动态调配、综合运用的方法，确保注浆治水效果。
四、施工新技术、新材料、新工艺应用
1、壁后注浆封堵井壁漏水和高压深孔渗透帷幕注浆相结合，分区域、分阶段注浆技术的应用
本注浆方案改变了传统井壁注浆思维和注浆方法，优化了传统注浆工艺，采用深、浅孔并举、分区域、分阶段注浆，从根源切断涌水通道，达到治表治本目的，彻底治理涌水含水层。即：首先对基岩段漏水井壁采用下行式壁后注浆，重点对集中渗漏出水点进行注浆封堵，达到控制井壁出水量的要求。然后分区域布设截水孔，形成止水帷幕，避免驱散地下水，造成试验区域外涌水量增加。再采用上行式高压深孔渗透注浆，布置深孔、高压注浆，通过浆液的高压挤压提高浆液的渗透力，达到切断渗漏水通道、封堵水源的目的。同时利用浆液在裂隙中的胶结作用，使破坏松散岩体、裂隙重新胶结成整体，形成一个可以承受外载的注浆壳，充分发挥其自稳能力，达到加固和堵水的双重目的。最后采取检查补注的方式，对较大出水点封堵后，暴露出的小型出水点，进行封堵，切断渗漏水通道，达到控制井壁出水量要求。
2、井筒砼底板下鹅卵石垫层加固及下部含水岩层大孔径注浆改造综合治水技术的应用
斜井注浆工程，巷道底板历来是注浆的难点，也是决定注浆效果好与坏的重点，经常出现砼底板不承压，到处漏浆或者注浆引起底鼓，导致注浆效果差等问题。尤其本工程砼底板下部铺有约300mm-800mm厚鵝卵石垫层，该垫层孔隙大、透水性好，实际可看作井筒底板下部一层贯穿的含水层，无法找到出水源头，致使施工中频繁出现卡钻、滑钻、掉钻、漏浆、跑浆等严重影响注浆堵水效果的现象。为此，采用了井筒砼底板下鹅卵石垫层加固及下部含水岩层注浆改造综合治水技术，即先用水泥单液浆对砼底板下鹅卵石垫层进行注浆加固，钻孔间排距为2m×4m，孔深以打透砼底板进入垫层为宜，使砼底板和鹅卵石垫层成为密实、不透水的整体。然后采用潜孔钻机在底板布设大孔径注浆孔进行下部岩层注浆改造，钻孔开孔直径110mm，终孔直径90mm，套管直径89mm，孔口管直径108mm，孔深15m，钻孔间排距视扩散效果而定。钻进过程中，见水即停钻注浆，待压力达到6Mpa且浆液凝固后，恢复钻进，如此往复，直至达到设计钻孔深度而无明显涌水，以此降低砼底板以下15m范围内含水岩层孔隙率和透水性，达到改造含水岩层目的，使得井筒砼底板下部涌水得到有效的控制。
五、注浆治水效果对比
经实测，本工程实施后主斜井筒涌水量为518m3/h（其中上段313.1 m3/h，下段位204.9 m3/h），与注浆前实测涌水量730.4m3/h（其中上段522.5 m3/h，下段207.9 m3/h）相比井筒上段涌水降低209.4m3/h。
六、结语
1、壁后注浆封堵井壁漏水和高压深孔渗透帷幕注浆相结合，分区域、分阶段注浆技术，可有效降低锚网喷支护井巷涌水量，对同类型地质条件与支护方式井巷壁后注浆工程具有重要的指导借鉴意义。
2、砼底板下鹅卵石垫层加固及下部含水岩层大孔径注浆改造综合治水技术可解决斜井巷道底板不承压、漏浆，导致注浆效果差等问题。
参考文献：
[1] 张永成，董书宁，卢相忠，张斗群.《矿井注浆施工手册》[M].北京：煤炭工业出版社，2013.
[2] 刘伟，黄伟，张军甫.注浆堵水技术在矿井中的应用[J].煤矿现代化，2013（01）.
[3] 李磊，高祥，王俊.帷幕注浆堵水技术在蔡园煤矿的应用[J].能源技术与管理，2011（05）.
（作者单位：华能庆阳煤电有限公司核桃峪煤矿）