矿山井巷工程施工中的预注浆技术探讨

矿山井巷工程施工中的预注浆技术探讨

杨云强

云南省昆明市官渡区新加坡产业园区内金诚信公司 650501

矿山井巷是在地表下建立的施工场地，矿山井巷工程的关键环节是预注浆技术，本文研究了预注浆技术在矿山井巷和施工过程中的应用，关注预注浆过程中的事项，确保该技术在矿山井巷中得到有效应用，创新现有的预注浆技术，促进矿业的发展。预注浆技术应用于矿山井巷工程施工，形成地面封闭挡水屏障，阻挡水渗透，突破地质环境限制，充分发挥技术优势，改善施工环境，确保矿山井巷工程的顺利进行。

一、预注浆技术在矿山井巷工程施工中的应用

1.1注浆前的准备工作

第一步，在回采工作前，要提前在工作面上布置水平探孔，确定塌落柱的具体位置。

第二步，为保证作业安全，回采前需准备工字钢，备用单柱等材料，工作面低洼部位应放置隔膜泵，排水管，气泵。

第三步，根据具体地质资料，在开采前会将塌落柱露出，因此需要对塌落柱边界进行校正，在开采前对边界处的煤岩边界层进行注浆。

1.2确定注浆孔数量及布置

钻孔注浆孔可以探测到地下水层或注浆情况。在钻井过程中，地下水层的存在将会影响到施工的总体进度。水孔可用来检测岩层的类型、水涌压岩层的破坏程度和水上涌程度，然后分析汇总检测数据，确定注浆的相关参数，确保施工过程的合理性和科学性。竖井直孔段的孔环直径为12.1M，有6个注浆孔均匀分布。初期注浆孔数为10~20，已减至当前数量。在正式施工过程中，根据施工需要，确定6个注浆孔数、钻孔位置、间距和施工顺序，开始钻孔，检测钻孔质量，然后安装注浆管及密封件。根据测量，注浆孔直径90m，孔距2.3m，施工顺序为：一级孔：Z1,3,5#，二级孔：Z2,4,6#。对于预注浆工程，要求直孔固定管段的偏差在2%以内，倾斜精度为5度，设定偏移量为3M，钻孔轨迹一般均匀分布。

1.3设置注浆作业参数

在实际施工过程中，需要做好注浆参数的设置，

一，确定注浆段高程。注浆高度的最终确定需要根据地质水层的具体厚度，注浆的最佳深度和钻孔深度来确定。矿井井巷施工前，必须事先进行勘察分析，确定井下水层的具体位置。富水层的具体位置是当钻井深度达到一定深度时，可能出现多端断裂带。从施工角度看，为了保证施工安全，安全稳定地通过该区域，必须将注浆长度设置为与富水层相同的深度，注浆孔必须通过含水层底板以下最合适的距离，以确保安全。

二，注浆压力。注浆压力必须高于静水压力，以保证预注浆过程中的压实，扩散和充填。正式施工时，应根据地质情况充分考虑地下水层的深度和压力，预注浆压力必须是静水压力的两倍。

三，确定预注浆及配料的使用范围。注浆范围应根据不同的地质条件和地下水层的具体情况确定。搅拌注浆材料时，常用普通硅酸盐水泥和水玻璃。根据施工实际需要，严格按照不同材料配比，科学制定拌和配比。四，确定预注浆扩散范围。预注浆前，应根据施工环境，地质条件和技术操作特点，计算预注浆的具体扩散范围。

1.4科学评价注浆结果

注浆施工完成后，检查注浆各环节，科学合理地分析、评价检测结构，重点关注最薄弱环节。根据实际施工过程和具体情况，对孔深进行检测和分析，确保孔深不泄漏。此外，在检查漏水现象时，应配合水压检测，并根据检测的综合资料确定注浆结果。

二、预注浆施工工艺

2.1超前探测施工技术工艺

高级检测的建设主要分为：一，工作面回采前，采用风动煤钻对支架前煤壁进行钻孔，工作面一般在揭露和坍塌柱揭露边界范围内。二，工作面正常推进后，应根据推进距离，塌落柱外露范围，平行于槽方向进行钻孔方法，以便在推进方向8m内找出塌落柱的边界位置，有利于提前在边界处注浆。

2.2短注浆孔施工工艺

矿井井巷施工内顶板一旦出现渗水现象，若长期不处理，将威胁工人生命财产安全。浅孔一般用于封水，堵水，引水及围岩加固。渗水面积与围岩有关。围岩一旦破碎，会增加施工难度。一般短柱注浆孔注浆压力不太高，超过压力时，内顶板会脱落。注浆进入特定孔时，相邻浅孔将打开截止阀，从该截止阀中流出原管道中储存的裂隙水。一旦流出是厚泥，浅孔将立即关闭，以停止注浆。阀门的关闭与控制压力有关。一旦达到阈值，阀门必须关闭。然后，将注浆软管连接到相邻的浅孔，打开阀门，借助压力开始注浆。掌握控制压力和时间后，停止注浆，关闭注浆阀。

2.3长注浆孔施工工艺

采用双液注浆加固孔口管，保证其抗拔能力。根据实际情况及时调整相应钻孔位置。注浆时应配备两台长钻机和两台注浆泵。注浆时注意孔内水压及水量。一旦水量超过规定值(20m3/h)或发生严重破坏，必须停止注浆。注浆或封孔时，如无特殊情况，继续施工。施工完成后，无论孔内有多少水，都要进行具体的封堵和注浆，注浆水泥用量为总产量的2倍。

2.4注浆技术

注浆一般采用双液与单液结合的方式。浆液流动和裂缝中的压实能力主要由注浆压力驱动，可以控制浆液的扩散距离。在长期施工情况下，注浆的最大压力峰值范围一般为10兆帕~12兆帕，扩散半径约为2m，因此注浆基本可满足该范围。注浆过程受相应屋面的影响，施工人员必须始终注意屋面是否脱落、滑动，可立即停止注浆。用于注浆的注浆泵为无级变速注浆机xpb-50和2注浆z-60/210的注浆泵。注浆材料和浆料按重量比1：1与单液双液混合。桶式搅拌机是用来搅拌泥浆的。搅拌时，对混凝土进行筛查，以确保硬化的水泥块能进入拌和系统。相应的泥浆在泥浆罐中均匀混合，用气动搅拌器搅拌，防止沉淀。

2.5地面“L形”钻孔加固围岩

为保证矿井井巷和硐室围岩的长期稳定和支护安全，解决井底岩石破碎和地面应力较高的问题，需要对地面钻孔围岩进行“L形”预注浆加固。通过垂直孔的表面钻孔，倾斜增大，倾斜减小等措施，在隧道和洞室内形成水平孔，通过注浆加固围岩，减少注浆钻孔工程量，缩短工期，减少后期支护和二次修复，保证隧道和洞室围岩的稳定和支护安全。

2.6回采工艺

开采工艺的工序是将煤切到塌落柱边界，用采煤机割煤，装岩，向前滑开空气，锯管并强制墙体，然后重复第一步，连续重复。根据地质质量，计算塌落柱外露位置与推进规模的关系，采用采煤机配合爆破破岩。

三、注浆施工注意事项

注浆的顺序是将轴壁塞到注浆垫外围形成帷幕，然后对工作面进行预注浆。由于矿井竖井内水量较大，静水压力较大，需进行高压注浆。如果直接在竖井上进行预注浆，井壁到注浆垫周边往往承受不了注浆的高压，导致井壁断裂，威胁作业人员的安全。因此，只有当井壁加固到注浆垫周边时，才能在工作面上开始注浆。

在正式预注浆时，应注意的是，在预注浆前，需要对每个注浆孔进行彻底清洗，以确保每个注浆孔能正常工作，降低注浆问题发生的概率，提高注浆质量和效率。再次注浆时，应根据实际情况调整注浆配料比例，不得随意增减原材料。注浆施工完成后，应及时拆除注浆设备，保持注浆压力在合理范围内，防止压力过大对施工人员造成伤害。

四、预注浆技术的发展趋势

4.1加强理论研究

从目前的预注浆技术来看，应重点研究注浆浆液和裂缝的作用，地质水层的影响，地质环境的组成等。规律的研究，为具体施工的注浆参数提供可靠的数据。

4.2加强行业交流

预注浆技术在许多过程中与其他技术相似，可以充分学习其他技术的优点，具有针对性和技术性，可在施工中应用。例如，注浆制孔工艺借鉴石油钻井技术，根据实际施工情况和自身特点，创造适合自身发展的技术，广泛应用于各个领域。

4.3施工技术更新

加大资金投入，引进先进设备和技术，充分考虑项目整体，不断进行技术改造和创新，使项目建设朝着高效，节能，环保的方向发展。矿井井巷工程较为复杂，全面，存在较大的危险因素，需采用多种技术，提高工程作业水平，降低施工难度。创新技术既是产业发展的内在需求，也是发展的必然要求。如：高压无级调速注浆泵结合信息系统检测注浆整体过程对工程施工具有重要作用，保证施工效率和安全。

4.4广泛地应用于各个领域

预注浆技术具有较强的综合性。除应用于矿井竖井工程外，还可应用于交通建设，水利工程等。它具有更大的扩展范围，更好地服务于更大的领域，保证了项目的质量。

五、结束语

矿井井巷工程是一项复杂，困难，危险的工程，预注浆技术是整个工程顺利进行的关键。注意注浆施工的重要事项，保证施工前，施工中，施工后的操作符合工艺，确保施工人员按有关规定进行施工。完善和创新现有的预注浆技术，更好地服务于矿井井巷工作，确保煤炭行业长期健康发展。

参考文献

[1]秦路通.煤矿井下掘进中的巷道支护技术[J].能源与节能,2021(02):11-12+36.

[2]李磊.煤矿煤层巷道掘进支护技术工艺的探讨[J].矿业装备,2021(01):40-41.

[3]张华伟.矿山井巷工程施工中的预注浆技术探讨[J].技术与市场,2020,27(08):116+118.

[4]何守伟.预注浆技术在矿山井巷工程施工中的应用[J].世界有色金属,2020(08):234-235.

[5]王兴亚.预注浆技术在矿山井巷工程施工中的应用[J].世界有色金属,2019(19):190-191.