煤矿采空区被开采后形成空洞，容易发生自燃火灾，透水等灾害，需要对采空区进行注浆充填加固工作，井下水泥粉煤灰综合注浆充填封水堵漏技术，采用粉煤灰和水泥作为原材料,按照合适的比例进行配置浆液,具有结石率高,可注性好,有较大的扩散半径等优点,该方法可在煤矿企业广泛使用。

井下水泥粉煤灰综合注浆充填封水堵漏技术

水泥粉煤灰综合注浆充填系统包括矿浆输送管道、过滤机、进料仓、旋转给料器、喷射器、风机、充填管道。

过滤机连接于矿浆输送管道的出口端,对矿浆脱水产生干尾砂,进料仓位于所述过滤机的出口端下方,用于储存所述过滤机脱水后的干尾砂;进料仓的出口端连接旋转给料器,旋转给料器的出口端连接喷射器;旋转给料器将进料仓内的干尾砂连续均匀地输送给所述喷射器;所述喷射器有进料口、进风口、出料口三个相通的接口,其中进料口与所述旋转给料器的出口端连接,进风口与所述风机连接,出料口与所述充填管道连接,从风机输入的气体作为动力将喷射器腔体中的干尾砂通过充填管道输送至充填区。具有效率高、节能的优势。

采空区水泥粉煤灰综合注浆机理

该工程采用地表注浆充填法,即在上部地表向采空区垂直打钻,使地表与采空区相互贯通,然后利用注浆泵沿着注浆管路将由粉煤灰、水泥和水配置而成的浆液注入至采空区的冒落带和垮落带之中。破碎松散的岩体在浆液的作用下充填为具有稳定结构的固体,从而使采空区岩体的稳定性大大增加。

注浆钻孔的布置

布设钻孔的位置由采空区和巷道的位置而确定。因煤层采空区设有绞车房,布置孔间距为20m,在采空区边界2m处设置治理范围,一共布置16个钻孔。另外,在采空区的上部地表布置6个钻孔。在井筒保护范围之内布置10个钻孔,检查是否存在采空区有未标示的现象

水泥粉煤灰综合注浆工艺流程

采用地面注浆法处理采空区塌陷问题的工艺流程为:钻孔定位一成孔一孔口压盖一注浆。

注浆压力的确定

煤矿采空区的浆压力范围在1MPa~1.5MPa,建筑物采空区注浆压力范围在1.5MPa~2.5MPa实际注浆压力根据现场注浆实验进行优化得来。

井下综合注浆充填浆液配比

煤矿地面注浆充填法采用的浆液一般具有以下几种特征:

①浆液的黏性较小,可注性较好,有较大的扩散半径;

②浆液凝结时间可以人为进行调整和控制;

③浆液的来源广泛,价格较低,便于工人操作制作;

④浆液必须拥有较好的稳定性,在裂缝中有较好的流动性,还有较高的结石率。结石具有较好的抗压强度,才能确保岩层的稳定性,达到有效的充填效果。

该矿采用粉煤灰、水泥和水配置浆液作为采空区的主要充填原料,水固比为1:0.8-1:1.3,其中水泥约占1/3,粉煤灰约占2/3。水玻璃有速凝剂的作用,当浆液进行输送时添加其中可以起到增压增量的作用,使浆液达到更好的充填效果。