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地层注浆堵水及充填加固技术的新进展 391 地层注浆堵水及充填加固技术的新进展 吴 强 黄德发 (焦作蝶业集团设计院) (河南煤矿安全监察局) 摘要该文介绍了华北型煤田山西组二1煤层采煤工作面下底板注浆堵水置换技术及煤矿采堂区 防止塌陷治理高速公路路基稳定的注浆充填加固技术，对矿井防治水疲处理采空区塌陷具有量要的椎广 应用价值。 关键词二，煤层底板灰岩水置换注浆采空区塌陷注浆充填。 O引言 目前注浆堵水及充填加固技术，虽已得到较广泛的应用，但对采煤工作面底板灰岩水的 注浆预处理及采煤工作面塌陷送注浆充填，防止地表下沉应用尚少。为了扩展其应用领域， 河南在21世纪伊始，对华北型山西组二，煤采煤工作面底板灰岩进行注浆置换堵水及郑少 高速公路沿线煤矿采空区内进行注浆充填防止地表继续下沉，取得了一些新的突破，获得了 较好的技术、经济和社会效益，现叙述于后。 1二，煤层底板太原群灰岩含水层置换注浆 1．1 简况 我国华北型煤田二叠系煤系底部常有数层灰岩含水层，由于它们被夹在几个可采煤层 之间，与煤层间距较近，当开采二，煤或以下煤层时，工作面常发生涌水或突水造成开采困 难和过高的排水经济负担。 二，煤层底板下灰岩含水层置换注浆就是沿工作面回采巷道煤层底板布置注浆钻孔， 通过注浆钻孔注入浆液来充填底板含水层的岩溶裂隙和导水裂隙，以浆液置换含水层的赋 水，从而大大减弱含水层的赋水性并切断水源的补给通道。焦作煤田是华北型煤田中水害威 胁最为严重的一个，50年以来曾发生过几百次涌水量超过5m3／min以上突水，并发生突水 淹井事故17起，受水威胁的煤炭储量达24．14亿t，生产矿井正常涌水量曾达400～500 m3／mhl，吨煤排水费达20～30元。在以往同水害长期斗争中，探索出了多种水害治理途径， 取得了一定效果，但难以根本上消除水患。新建的永城矿区，目前已生产的矿井，由于井深， 水压高，在生产期间常有煤层底板灰岩水涌出而影响生产，现已对煤层底板含水灰岩岩层采 用注浆置换技术。其方法是通过对二1煤层底板灰岩含水层大量注入水泥、粉煤灰、粘土混 合浆液，使浆液充填含水层的岩溶裂隙，使含水层变为隔水层或弱含水层，实现回采工作面 不突水开采，图l为注浆改造薄层灰岩的注浆钻孔示意图。 1．2二。煤底板灰岩富水性及可能突水的判定 二。煤层底板灰岩水的突出是在一定地质，水文地质与开采条件下发生的，是多种因索 综合作用的结果，因此是否采用注浆置换底板水应考虑的主要因素是： (1)二t煤底板上层灰岩是否强富水。 392 全国矿山建设学术会议论文选集 圈1注浆改造薄层灰岩示意图 (2)灰岩岩溶水在正常地质情况下，多发生在煤层底板承压含水层水压高，富水性强、 底板隔水层厚度相对较薄和灰岩距二，煤层距离较近处。 (3)岩溶水突出与断层密切相关，特别是支断层断裂发育，断层交叉转折，工作面位于 正断层上盘及断层尖灭处易发生底板灰岩岩溶水的突出。 (4)底板灰岩岩溶水的突出受矿压影响较大，突水常发生在工作面初次来压，或周期来 压采场周边，巷道交叉点及高冒采空区等高压相对集中或易发生岩层剪切破坏的部位。 因此，对二，煤采煤工作面底板灰岩涌水进行注浆置换时，首先应根据工作面情况，用 水文地球化学法，地球物理探测钻孔测试等方法对其富水性进行预测、预报，并根据工作面 开采条件下围岩应变特征，采用比较简单易行突水系数经验公式来验证是否具有突水条件。 突水系数定义为单位厚度隔水层所承受的实际水柱压力。 T。一HftM—c0 式中L——突水系数} H——作用在隔水层底板的水柱高度，mf M——隔水层厚度，m； c。——采矿对底板隔水层扰动深度，m。 在水桂压力和隔水层厚度已知的情况下，判别是否突水，还应借助该矿区有关突水资 料，得出临界突水系数值，从而最终确定二。煤底板灰岩含水层是否具有突水危险，经过比 较确定是否进行底板灰岩含水层置换注浆。 1_3施工工艺 采煤工作面底板灰岩含水层注浆是一种移动性较大，洼浆和钻孔采用井上，井下结合的 施工工艺。注浆孔在