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【摘 要】由于水文地质条件复杂，矿井井筒出现渗水情况，对各出水点采取了普通法壁后注浆，但堵水效果不理想；本文对复杂水文地质条件下立井井筒淋水严重而且多次封堵效果不明显展开研究，分析出水机理、选定注浆材料、确定注浆方案，研究开发封堵技术，从而达到止漏和封堵裂隙的目的。
【关键词】立井井筒；围岩控制；注浆封堵；马丽散；
由于我国许多矿山井田范围内水文地质条件复杂，在井筒建设期间，井筒内涌水量大，造成井筒施工速度缓慢，严重影响井筒施工的质量，甚至突然涌水淹没矿井，给国家带来巨大损失；因此，处理好井筒涌水问题，是立井快速施工期间及后期运营期间的不可或缺的一步，经过多年的研究和实践积累了许多处理井筒涌水的经验，提出了许多有效的治理井筒突水方法。工程实践表明，注浆堵水技术是治理井筒水害的最有效技术之一，且在实际工程中应用较广，并取得了良好的堵水效果和经济效益[1][2]。
1突水机理
某矿立井井筒直径为5m，表土层厚度为250m左右，表土段、基岩段井筒分别采用短段掘砌和短段掘砌混合作业法施工。矿井水文地质条件复杂，井筒布置段含水层多、岩石破碎，立井井壁表土段出现淋水现象，主要是由井深90～110m及180～210m之间的环形缝隙导水造成的，而基岩段出现淋水现象是由井深270～300m及320～360m之间的各个接茬附近导水造成的。
矿井的井筒基岩段已采取过注浆封水措施，但整体效果不佳，究其原因在于注浆堵水效果在某方向上存在薄弱点，加之井筒布置段含水层较多且含水层压力过大，造成井筒注浆堵水未达到预期效果，另外由于注浆堵水过程中所钻设的钻孔又对井筒岩层造成一定影响，此因素也是立井井筒发生出水现象的一个原因。
2马丽散N性能
马丽散是一种低粘度，双组分合成高分子——聚亚胺胶脂材料[3][4]。马丽散作为注浆堵水材料进行堵漏时，与树脂和催化剂接触遇水产生膨胀，发泡生成多元网状密弹性体，马丽散在高压作用下注入到裂缝中，可沿裂缝注浆以至所有裂隙注满。
马丽散的使用范围：加固裂缝和不稳定地层，封闭水流入口，密闭地层，岩石加固，岩石铆钉的密封。3注浆堵水钻孔布置
钻孔位置布置在出水部位0.5m范围内，注浆方式采用采用壁后注浆，钻孔布置深度1.0～1.5m。仰斜布置，布置角度10～20°，具体按照穿透砌碹墙原则进行布置，风钻一次钻孔到终孔，采用封孔器进行封孔。封孔器采用钢管和膨胀胶皮制作，长度为280mm，Φ38mm。在注浆过程中，膨胀胶皮在压力作用下发生膨胀，从而起到封孔作用。注浆顺序采用下行式注浆。
井筒每个断面设计布置4个钻孔，直径42mm，注浆孔间距2.3m，浆液扩散半径4.2m，对立井井筒井壁表土段环形缝隙及基岩段各个接茬附近处进行注浆堵水，本次注浆堵水共设计48孔。
4注浆堵水施工工艺
注浆堵水施工工艺步骤为：1）建立工作臺。壁后（间）注浆施工利用罐笼搭建工作台。工作台上备好每班井下施工设备及材料；2）人员配备。为了确保井下生产，采用“8h/d”作业制，作业时共6人，3人负责注浆技术及设备操作，3人负责井壁钻孔施工，追踪水源，备料等注浆辅助作业；3）施工顺序。先注上部出水点，再注下部出水点，最后封堵中间。4）钻孔及封孔。出水段井壁因表土段内壁及基岩段厚度均为450mm，故钻孔深度应大于450mm，以保证钻孔穿透井壁出水，自锁油封伸入孔内200mm（自锁油封不外露），各孔注浆结束后，用速凝水泥封堵注浆孔和非出水孔。
连接好风路、注浆管路，开动注浆泵，马丽散N及催化剂按体积比1：1压入注射枪前端的均衡混合器进行混合。均匀混合后，进行自锁油封，高压混合液自锁油封中瞬时受压，部分液体进入铁管与胶管外套之间，在液体压力作用下使胶管鼓起，管壁与孔壁紧贴。在铁管与胶管外套的空腔内，混合液在迅速发泡膨胀，完成自锁油封在井壁内的固定。另外在高压作用下，混合液透过油封前端阻流芯片，进入壁后（间）涌水空间，进行扩散、发泡、固化。。
注浆压力通过控制注浆量进行人为调整，注浆量可通过调节供风而人为控制。注浆初期压力升高较慢时可采用大泵量注入，注浆后期压力升高较快时，则采用小泵量注入，达到终压时，维持小泵量注入2～3min即可。
5注浆效果分析
通过选取马丽散N材料注浆能有效地封堵地下水，其密闭性好，堵水率能达到90～95%，对岩层加固及地下水封堵效果显著，解决了井筒中双液浆水泥和水玻璃无法解决的问题。通过选取马丽散N注浆后，经实测涌水量已小于0.05m3/h，不仅解决了注浆堵水问题，而且节约了大量注浆时间。
井筒注浆堵水效果显著，达到夏季完全无淋水、冬季井筒内的涌水量降至0.05m3/h以下的效果，经过长时间的观测，井筒涌水量即便是冬季也仍然没有变化。不但有效的将地下含水层的涌水封堵于壁后，同时还起到加固井壁的作用，取得很好的社会效益。
参考文献：
[1]葛家良.软岩巷道注浆加固机理及注浆技术岩干问题的研究.徐州：中国矿业大学，1996.
[2]杨米加，贺永年，陈国锋.水泥注浆渗透机理初探.力学与实践，1997；6：45-47.
[3]储飞.新型注浆材料马丽散在刘桥一矿的应用.煤炭技术，2007；26（1）：99-100.
[4]高志刚.马丽散注浆加固在综采面顶板管理中的应用.煤矿开采，2007；12：43-45.
作者简介：房立（1972-），男，汉族，山东莱芜人，毕业于长春工业大学，现任山西中新甘庄煤业公司安全副总工程师。
【关键词】立井井筒；围岩控制；注浆封堵；马丽散；
由于我国许多矿山井田范围内水文地质条件复杂，在井筒建设期间，井筒内涌水量大，造成井筒施工速度缓慢，严重影响井筒施工的质量，甚至突然涌水淹没矿井，给国家带来巨大损失；因此，处理好井筒涌水问题，是立井快速施工期间及后期运营期间的不可或缺的一步，经过多年的研究和实践积累了许多处理井筒涌水的经验，提出了许多有效的治理井筒突水方法。工程实践表明，注浆堵水技术是治理井筒水害的最有效技术之一，且在实际工程中应用较广，并取得了良好的堵水效果和经济效益[1][2]。
1突水机理
某矿立井井筒直径为5m，表土层厚度为250m左右，表土段、基岩段井筒分别采用短段掘砌和短段掘砌混合作业法施工。矿井水文地质条件复杂，井筒布置段含水层多、岩石破碎，立井井壁表土段出现淋水现象，主要是由井深90～110m及180～210m之间的环形缝隙导水造成的，而基岩段出现淋水现象是由井深270～300m及320～360m之间的各个接茬附近导水造成的。
矿井的井筒基岩段已采取过注浆封水措施，但整体效果不佳，究其原因在于注浆堵水效果在某方向上存在薄弱点，加之井筒布置段含水层较多且含水层压力过大，造成井筒注浆堵水未达到预期效果，另外由于注浆堵水过程中所钻设的钻孔又对井筒岩层造成一定影响，此因素也是立井井筒发生出水现象的一个原因。
2马丽散N性能
马丽散是一种低粘度，双组分合成高分子——聚亚胺胶脂材料[3][4]。马丽散作为注浆堵水材料进行堵漏时，与树脂和催化剂接触遇水产生膨胀，发泡生成多元网状密弹性体，马丽散在高压作用下注入到裂缝中，可沿裂缝注浆以至所有裂隙注满。
马丽散的使用范围：加固裂缝和不稳定地层，封闭水流入口，密闭地层，岩石加固，岩石铆钉的密封。3注浆堵水钻孔布置
钻孔位置布置在出水部位0.5m范围内，注浆方式采用采用壁后注浆，钻孔布置深度1.0～1.5m。仰斜布置，布置角度10～20°，具体按照穿透砌碹墙原则进行布置，风钻一次钻孔到终孔，采用封孔器进行封孔。封孔器采用钢管和膨胀胶皮制作，长度为280mm，Φ38mm。在注浆过程中，膨胀胶皮在压力作用下发生膨胀，从而起到封孔作用。注浆顺序采用下行式注浆。
井筒每个断面设计布置4个钻孔，直径42mm，注浆孔间距2.3m，浆液扩散半径4.2m，对立井井筒井壁表土段环形缝隙及基岩段各个接茬附近处进行注浆堵水，本次注浆堵水共设计48孔。
4注浆堵水施工工艺
注浆堵水施工工艺步骤为：1）建立工作臺。壁后（间）注浆施工利用罐笼搭建工作台。工作台上备好每班井下施工设备及材料；2）人员配备。为了确保井下生产，采用“8h/d”作业制，作业时共6人，3人负责注浆技术及设备操作，3人负责井壁钻孔施工，追踪水源，备料等注浆辅助作业；3）施工顺序。先注上部出水点，再注下部出水点，最后封堵中间。4）钻孔及封孔。出水段井壁因表土段内壁及基岩段厚度均为450mm，故钻孔深度应大于450mm，以保证钻孔穿透井壁出水，自锁油封伸入孔内200mm（自锁油封不外露），各孔注浆结束后，用速凝水泥封堵注浆孔和非出水孔。
连接好风路、注浆管路，开动注浆泵，马丽散N及催化剂按体积比1：1压入注射枪前端的均衡混合器进行混合。均匀混合后，进行自锁油封，高压混合液自锁油封中瞬时受压，部分液体进入铁管与胶管外套之间，在液体压力作用下使胶管鼓起，管壁与孔壁紧贴。在铁管与胶管外套的空腔内，混合液在迅速发泡膨胀，完成自锁油封在井壁内的固定。另外在高压作用下，混合液透过油封前端阻流芯片，进入壁后（间）涌水空间，进行扩散、发泡、固化。。
注浆压力通过控制注浆量进行人为调整，注浆量可通过调节供风而人为控制。注浆初期压力升高较慢时可采用大泵量注入，注浆后期压力升高较快时，则采用小泵量注入，达到终压时，维持小泵量注入2～3min即可。
5注浆效果分析
通过选取马丽散N材料注浆能有效地封堵地下水，其密闭性好，堵水率能达到90～95%，对岩层加固及地下水封堵效果显著，解决了井筒中双液浆水泥和水玻璃无法解决的问题。通过选取马丽散N注浆后，经实测涌水量已小于0.05m3/h，不仅解决了注浆堵水问题，而且节约了大量注浆时间。
井筒注浆堵水效果显著，达到夏季完全无淋水、冬季井筒内的涌水量降至0.05m3/h以下的效果，经过长时间的观测，井筒涌水量即便是冬季也仍然没有变化。不但有效的将地下含水层的涌水封堵于壁后，同时还起到加固井壁的作用，取得很好的社会效益。
参考文献：
[1]葛家良.软岩巷道注浆加固机理及注浆技术岩干问题的研究.徐州：中国矿业大学，1996.
[2]杨米加，贺永年，陈国锋.水泥注浆渗透机理初探.力学与实践，1997；6：45-47.
[3]储飞.新型注浆材料马丽散在刘桥一矿的应用.煤炭技术，2007；26（1）：99-100.
[4]高志刚.马丽散注浆加固在综采面顶板管理中的应用.煤矿开采，2007；12：43-45.
作者简介：房立（1972-），男，汉族，山东莱芜人，毕业于长春工业大学，现任山西中新甘庄煤业公司安全副总工程师。