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煤矿带压开采井下底板注浆加固方法_天津赛智灌浆
来源: | 作者:天津赛智灌浆 | 发布时间: 2020-09-29 | 114 次浏览 | 分享到:

针对带压开采工作面底板耐水能力差的问题,通过分析底板突水性,发现底板受动压影响破碎,而且受地质构造带影响,容易发生突水事故。 煤层底板含水层防突技术主要是底板含水层的改造、输水降压、带压开采、底板隔水层的加固。

煤矿带压开采井下底板注浆加固方法

煤矿带压开采井下底板注浆加固方法


一、底板注浆加固原理

底板注浆加固是解决目前煤矿开采时异常区域底板突水的有效措施,其原理是根据地质条件,经过计算,在采矿工作面下部受压含水层上施工一定量的注浆孔,向受压含水层注入注浆用混合浆,下部受压含水层开裂可以用泥浆代替部分含水层的水,降低含水层的富水性。 同时凝结的泥浆可以迅速固定含水层和隔水天花板底板,加强煤层底板,使原来的含水层成为弱含水层,降低底板突水的风险,达到安全生产的目的。


二、根据工程施工的位置底板注浆加固方法

根据工程施工的位置,底板注浆加固分为地面注浆、工作面注浆,两者各有优缺点。 地面预制的优点是在地面制造纸浆,效率高,施工安全,作业空间比较大。 缺点是挖掘工作量多,重复劳动多,注浆孔深度大,挖掘偏斜率大,影响注浆效果。 另一方面,工作面预制的优点是挖掘深度小,节约时间,容易控制孔的倾斜,工序简单,节约工时,挖掘直径小,孔数多,止水效果好,直观地铸造效果缺点是有高压水时施工危险,施工空间狭窄,不利于大型机械的应用。 考虑到成本和施工单位效果等因素,目前国内多采用工作预制进行煤矿底板的注浆加固。


三、按具体的实施方法不同划分底板注浆加固方法

目前矿井底板注浆加固的具体实施方法主要是压力注浆法,高压旋转注浆法,爆破注浆技术,综合注浆法。

1 .压力注入法

使用压力注入法可以提高底板的防渗透性能,减少底板的渗透流量,降低含水层的空隙压力,加强煤层底板,提高底板的力学强度,达到防止底板突水的目的。

压力注入法可适用于煤矿方法具体分为两类,分别是割断注入和渗透注入。

(1)割断注浆

割断注浆方法的原理是,在大压力灌浆泵的作用下,浆液压力比底板的应力和抗压轻度,破坏岩土体结构,扩大地层中现有的裂缝或空隙,充填浆液,扩大浆液的扩散范围,使工作面底板

(2)渗透浆料

渗透注浆的原理与割断注浆略有不同。 注浆压力没有割断注浆大。 渗透注浆在不破坏底板结构的情况下,以一定的压力,使浆料渗透到底板的空隙和裂缝中,充满浆料,在一定程度上对周围的地层结构产生一定的压实作用,底板的注浆区域凝结成为整体,提高底板的强度,降低。

2 .高压旋转注浆法

高压旋转注浆法的原理是利用高压水流和高压空气射流切断破坏地层,利用反循环空气排出废渣,使用高压注浆泵将浆料注入地下切断破坏的空间内,置换地层,改良加强底板,防止底板突水

高压旋喷法主要可分为两种,旋喷法和喷喷法。 两个方法都可以有效地加固底板,降低底板的透水性,保障安全生产。

两种注浆法的共同特征是,钻头旋转特殊的喷嘴,工作时钻头进入预定位后,钻头向上提升或向下移动,同时喷嘴同步旋转,用高压水流或高压气流切削破坏地层,同时气用高压泵通过喷嘴将注浆液喷射到切削空间,然后或者直接注浆用作喷流,切断搅拌地层形成凝固体,从而改良底板。

高压旋喷法的优点是施工速度快、成本低、使用范围广、地下形成凝固桩、桩体直径不大,制约了该方法煤矿的使用,但在房屋建设方面的优势比较明显,特别是现在的

3 .爆破注浆技术

爆破注浆法的原理是,在预制区按设计开孔,然后在孔中配置有槽的定向爆破装置,通过爆破预裂缝使岩层产生直线的能量效应形成狭缝网,注入混合浆形成隔水帷幕,止水(655

爆破注浆方法有空隙和裂缝,但适用于它们之间交流不太好的含水层。 使用该方法的岩层强度足够,还具有传递振动波、形成足够密集的人工裂隙网的脆性。 通过人工裂隙网的形成,也有可以减少注浆孔的数量的巨大优点。 另外,该方法的使用范围比较广,如果地质条件合适,可以在竖井、斜、平巷使用爆破注浆施工。 施工顺序从上到下分阶段逐孔进行。

4 .综合注浆

(1)整理收集工作区域含水层空隙、裂缝等参数及当地现有地质资料。

(2)根据地质资料计算每个含水层所需的隔水帷幕尺寸、所需施工的注浆孔数、注浆孔l的位置及各注浆的扩散范围,根据计算结果得到注浆工程设计,得到所需的注浆量。

(3)在工作区进行水动力试验,根据得到的水动力试验资料修正注浆工程的施工方案。

(4)使用专用设备,用定向倾斜钻头向含水层注浆的同时,可配备井筒。

(5)进行孔中动水试验,根据含水层渗透系数的变化,检查注水堵水的质量,判断注水效果。

经过几十年的应用和改进,综合注浆法有了很大的发展,综合起来有以下几个优点。

(1)可以堵塞水效果,在矿山工程中使用该方法,可以有效堵塞高压地下的泉水。

(2)由于有科学合理的施工工序,注浆方式一般采用上行压入式,大段高、大泵量、高压力一次完成一个孔段的注浆作业,因此该方法施工工期短,预算比较低。

(3)注浆材料性价比高,经过多年实践应用,选择了高效廉价的枯土水泥浆注浆。 该浆流动性和注浆性好,凝固后几乎不溶出水,防渗能力强,工程成本低,性价比高。

(4)施工前对钻孔进行一系列井试验、分析,为注浆设计和施工提供依据,给注浆施工放箭,增强科学性。

 

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