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1、僅供參考[整理]安全管理文書煤礦注漿堵水技術(shù)的新進展日期：__________________單位：__________________第1頁共7頁僅供參考[整理]煤礦注漿堵水技術(shù)的新進展1.概述煤礦水害影響礦山工程施工的進度和質(zhì)量、惡化工人的勞動環(huán)境、增加礦井的排水設(shè)施及排水費用、給煤礦生產(chǎn)帶來了不安全因素、嚴(yán)重者甚至發(fā)生淹井事故、造成生命和財產(chǎn)的重大損失[1]。我國煤田水文地質(zhì)條件復(fù)雜，目前我國約有18%待開采的煤炭儲量受到較為嚴(yán)重的水害威脅，對其進行防治工作具有十分重要和十分迫切的現(xiàn)實意義。注漿堵水是礦井水防治的重要方法之一，具有減輕礦井
2、排水負(fù)擔(dān)，節(jié)省排水用電，降低噸煤成本，提高工效和質(zhì)量，加固井巷薄弱地段，減少突水機率、延長礦井服務(wù)年限的明顯優(yōu)點[2]。2.注漿堵水技術(shù)的發(fā)展歷程第6頁共7頁僅供參考[整理]注漿堵水作為注漿技術(shù)的一個分支，是隨著注漿技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。注漿堵水技術(shù)作為工程技術(shù)的一個新領(lǐng)域不過只有一百多年的歷史。1802年法國首次把注漿法應(yīng)用于俢復(fù)擋潮閘[3]，英國于1856年第一次將水泥用于注漿，1882年~1920年相繼研制了氣動注漿機和水玻璃-氯化鈣化學(xué)漿液，此后又相繼研制出鉻木素、丙烯酰胺等漿液材料。二十世紀(jì)四十年代以來，各種新的化學(xué)漿液(如木質(zhì)素類、脲
3、醛樹脂類、丙烯酰胺類、聚氨酯類等)和改性水泥漿相續(xù)問世，將注漿堵水技術(shù)推向一個新的高度。注漿堵水技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展是從20世紀(jì)50年代初期煤礦井筒井壁注漿堵水開始的[4]，從60年代后，我國相繼開發(fā)了一系列無機或有機注漿材料，并逐漸建立了適用于特定漿液的注漿理論、注漿工藝。進入21世紀(jì)后，注漿堵水技術(shù)的研究與應(yīng)用進入一個鼎盛時期，在注漿堵水技術(shù)許多方面，包括材料品種、設(shè)備器材等都獲得了一定發(fā)展。注漿堵水技術(shù)近年來在各種巖土工程中得到廣泛應(yīng)用，技術(shù)效益及社會效益也很顯著，但注漿堵水技術(shù)本身還不成熟，還需不斷完善。3注漿堵水技術(shù)的研究現(xiàn)狀與研究成果注
4、漿堵水技術(shù)包括硬件和軟件兩部分：硬件部分又包括注漿材料和注漿設(shè)備，軟件部分可簡單地分類注漿工藝和注漿參數(shù)計算理論。3.1注漿堵水材料目前煤礦井巷堵水注漿材料大都選用水泥類漿材或水泥—水玻璃類漿材，其主要優(yōu)點是成本低、材料來源廣，但由于其硬化后易收縮而產(chǎn)生細(xì)小裂隙，在水力沖刷下裂隙逐漸擴大，堵水效果不理想，且因其為顆粒性材料，對細(xì)小裂隙難以壓入，因此其應(yīng)用范圍有一定的局限性。中國業(yè)大學(xué)（北京）研制的有機高水材料(HWM)具有粘度低、凝膠時間可在幾秒至幾小時的時間范圍內(nèi)人為調(diào)節(jié)并能準(zhǔn)確控制、易于被壓注進巖體深部微細(xì)裂隙內(nèi)，所形成的凝膠體要求結(jié)石率高
5、、滲透性低的特點，已成功地應(yīng)用于透水巖層注漿堵水工程。其反應(yīng)過程及與含水流砂反應(yīng)生成的固結(jié)體如圖1所示。3.2注漿堵水設(shè)備注漿設(shè)備組成中的關(guān)鍵設(shè)備是注漿泵，目前國內(nèi)注漿堵水工程中所使用的大都是電動調(diào)速高壓注漿泵，但因其重量較大，使用不便。近年國內(nèi)開發(fā)了以乳化液為動力的雙液注漿泵[38]，可以輸送包括聚氨酯在內(nèi)的多種注漿堵水材料，但其需要由乳化液作動力，使用不便。第6頁共7頁僅供參考[整理]中國礦業(yè)大學(xué)（北京）研制的QB-25(12)系列高壓雙液注漿泵，如圖2所示，具有性能可靠、使用方便安全，最大注漿壓力可達(dá)30MPa，能適用于井下狹小空間。并已
6、成功地應(yīng)用于煤礦井下透水巖層注漿堵水工程中3.3注漿堵水工藝采用注漿法對裂隙巖體進行注漿堵水時，漿液經(jīng)過注漿孔靠外力作用被壓注到巖體內(nèi)部的空隙中去。有機高水材料結(jié)合QB-25(12)型注漿泵在煤礦井下的注漿堵水工藝如圖3所示。近年來，注漿技術(shù)發(fā)展很快，注漿方法種類繁多，除上述幾種典型的注漿方法外，注漿法從脈狀注漿、滲透注漿發(fā)展到應(yīng)用較多材料品種的復(fù)合注漿法或綜合注漿法；從無壓注漿到通電、抽水、壓氣、噴射、旋噴等多種誘導(dǎo)注漿法；從鉆桿錨固注漿、雙管脹圈式注漿、儲能復(fù)合注漿、布袋注漿、袖管注漿、以水頂漿注漿、爆破注漿發(fā)展到多種形式的綜合注漿技術(shù)方法
7、，通過預(yù)處理以及孔內(nèi)爆破等方法，大大提高了同等條件下的漿液的可注性，擴大了注漿法的適用范圍。3.4注漿堵水理論研究現(xiàn)狀注漿堵水理論是研究漿液在巖體裂隙內(nèi)的流動規(guī)律，揭示注漿參數(shù)之間的本質(zhì)聯(lián)系。3.4.1巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流規(guī)律分析天然巖體內(nèi)部分布著大量的裂隙，彼此連通的裂隙形成網(wǎng)絡(luò)對巖體的滲流具有控制作用。在巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流場中，流體的滲透性可用滲透率張量和滲透系數(shù)張量來描述。巖體的空間內(nèi)不同點上滲透率張量構(gòu)成了巖體系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)的滲透率張量場。設(shè)巖體由多組裂隙組成，第i個方向上的裂隙組的密度（單位長度上的裂隙個數(shù)）為Si，平均裂隙寬度為，則第i方向上
8、裂隙組構(gòu)成介質(zhì)的裂隙度為，則巖體裂隙的等效滲透率張量為：滲透系數(shù)張量是描述巖體介質(zhì)和介質(zhì)內(nèi)流動的流體在空間同一點上不同方向上的滲透性能的量，其值可表示
