礦山井巷工程施工中的預(yù)注漿技術(shù)

馮周衛(wèi) 郎茂俊

摘 要：礦山井巷工程是在地下創(chuàng)建工程施工需要的環(huán)境，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。工程建設(shè)中，施工人員需認(rèn)真分析地面環(huán)境和地質(zhì)條件，將研究重點(diǎn)放在地質(zhì)破碎帶富水層上，確保預(yù)注漿技術(shù)的合理應(yīng)用。預(yù)注漿是前期準(zhǔn)備工作中的重要內(nèi)容，直接關(guān)乎礦山井巷工程施工的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：礦山井巷工程;預(yù)注漿技術(shù);穩(wěn)定性;安全性

礦山井巷工程施工中需要構(gòu)建良好的施工環(huán)境，工程施工中的影響因素較多，為規(guī)避不同因素的影響，需認(rèn)真分析工程的地面環(huán)境及地質(zhì)條件，嚴(yán)格控制施工中的每一個(gè)細(xì)節(jié)。應(yīng)用預(yù)注漿技術(shù)能夠推動(dòng)工程作業(yè)的順利進(jìn)行，也可全面改善工程建設(shè)水平。因此，研究礦山井巷工程施工中的預(yù)注漿技術(shù)具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1 預(yù)注漿技術(shù)特點(diǎn)

注漿技術(shù)是解決礦山類及隧道類工程滲水問題的有效手段。礦山井巷工程施工前，應(yīng)按照規(guī)定要求落實(shí)預(yù)注漿施工，這能夠保證地面形成封閉隔水層，進(jìn)而規(guī)避滲水問題，打造有利于工程施工的環(huán)境，促進(jìn)礦山井巷工程的順利進(jìn)行。我國預(yù)注漿技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)廣泛，上世紀(jì)50年代，預(yù)注漿技術(shù)在礦山施工、煤礦施工和隧道施工中均得以應(yīng)用，為工程施工創(chuàng)造了有利條件。水泥是現(xiàn)階段預(yù)注漿施工中的主要注漿料，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際添加速凝劑和膨潤(rùn)土等多種外加料，能夠加速漿液凝結(jié)，減少漿液損失，且在施工中要采取分段注漿的技術(shù)形式。

2 礦山井巷工程施工中預(yù)注漿技術(shù)的應(yīng)用

某煤礦二進(jìn)風(fēng)井井口以素混凝土支護(hù)，壁厚為500mm，選用C25混凝土。施工至井深378m時(shí)，施工人員在工作面打了兩個(gè)探孔，探孔深度為22m，孔底8m處出現(xiàn)涌水現(xiàn)象。該底層有裂隙發(fā)育，含水層的動(dòng)儲(chǔ)量與大氣降水有著密切聯(lián)系，結(jié)合探水孔的涌水情況，需采取有效措施做好工作面的注漿堵水。

2.1施工前的準(zhǔn)備工作

（1）注漿設(shè)備布置

選擇雙液調(diào)速高壓注漿泵，在井口應(yīng)用專業(yè)攪拌機(jī)拌合漿液，井底部工作面上需設(shè)置工作臺(tái)，工作臺(tái)的高度在1.5m上下。工作臺(tái)上需擺放注漿泵及配套的操作開關(guān)。此外，工作面上也要放置3個(gè)體積為0.5立方米的鐵桶，分別存放水泥、清水和水玻璃，工作面的通風(fēng)設(shè)備、信號(hào)設(shè)備和照明電纜均使用原有的設(shè)施。注漿機(jī)電源應(yīng)用放炮電纜，供給需借助控制開關(guān)把控，以溜灰管保障水和水泥的充足供給。

（2）注漿孔布置和要求

清理工作面的雜物后，應(yīng)先以潛孔鉆機(jī)沿井筒工作面在四周均勻設(shè)置8個(gè)符合施工要求的鉆孔，并以此為注漿孔，以高壓注漿封水，完成注漿施工后，在距離井筒中心1.7m的位置布置4個(gè)內(nèi)圈孔，內(nèi)圈孔的角度、孔深和孔徑均要滿足工程要求，之后高壓注漿封水。在兩個(gè)注漿孔中間鉆檢查孔和中心檢查孔，審核注漿的質(zhì)量。檢查孔的參數(shù)要與注漿孔的參數(shù)完全一致，中心檢查孔垂直設(shè)置，如檢查孔中依然油水，可向檢查孔中繼續(xù)注漿，無水后便可封孔。

（3）鉆孔設(shè)備的參數(shù)

工程施工中使用潛孔錘鉆機(jī)，Φ50mm×1m鉆桿，Φ95mm的鉆頭鉆孔。

（4）注漿孔口管口規(guī)格

注漿管由一個(gè)插管和外套的4個(gè)套管構(gòu)成，套管兩端需焊接10mm厚的環(huán)形鐵墊[1]。插管底端上150mm的位置要焊接厚度為10mm的環(huán)形鐵墊，共有4組。插管頂端可設(shè)置Φ500mm的絲扣，之后加工一個(gè)螺絲帽，螺絲帽的厚度為30mm，確保上緊套管擠壓止?jié){墊，使其膨脹緊貼孔壁。安裝Φ25.4mm的球閥，嚴(yán)格把控進(jìn)漿量，利用多組止?jié){膠墊增大上漿膠墊與孔壁間的摩擦力，避免注漿壓力超出正常范圍，使注漿管移位。

（5）注漿施工中需注意的問題

首先，注漿施工前，工作人員要認(rèn)真檢查注漿孔，全面清理孔內(nèi)的雜物，確保注漿孔的清潔性。其次，在注漿施工中還應(yīng)結(jié)合施工需求和實(shí)際確定注漿參數(shù)，依據(jù)規(guī)定要求確定漿液配比。再次，拆除注漿設(shè)備時(shí)，嚴(yán)格控制注漿壓力，在合適的壓力條件下拆除注漿設(shè)備，避免壓力超標(biāo)威脅施工人員的人身安全。最后，施工人員需依據(jù)施工規(guī)范操作，配漿時(shí)依據(jù)規(guī)定要求佩戴防護(hù)用具，以保障施工人員的人身安全。

（6）堅(jiān)定注漿結(jié)果

注漿循環(huán)后可在注漿薄弱位置設(shè)置檢驗(yàn)孔，合理評(píng)價(jià)檢驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)實(shí)際確定檢驗(yàn)空的深度，明確檢驗(yàn)孔是否存在漏水問題。高度重視水壓測(cè)試，確定注漿結(jié)果。

2.2施工方案設(shè)計(jì)

（1）注漿孔數(shù)量及布孔方式

鉆設(shè)注漿孔一方面可促進(jìn)注漿施工的順利進(jìn)行，另一方面也可提前探測(cè)水層。鉆孔施工中，若遇水層可以探水孔明確涌水量、涌水壓力和巖層破碎程度等參數(shù)，進(jìn)而調(diào)整水泥砂漿的參數(shù)。工程施工中需結(jié)合豎井的直徑和注漿孔間距，確定注漿孔。本工程共設(shè)6個(gè)注漿孔，孔距為23mm，孔徑為90mm，孔心與井中心間距為22mm，徑向傾斜鉆孔，偏距為30m，傾角5°。

（2）注漿參數(shù)注漿段高

含水層厚度、最佳注漿深度和最佳鉆孔深度，這是確定注漿段高的重要依據(jù)。井深14m-20m間為富水層。為保障工程施工的安全性，注漿總長(zhǎng)定為29m，注漿孔可穿越含層底板下方6m以上。

（3）注漿壓力

注漿壓力能夠發(fā)揮預(yù)注漿的壓實(shí)、擴(kuò)散及填充作用，注漿壓力大于靜水壓力。受地下水壓力、水層深度等因素的影響，注漿壓力需為靜水壓力的2倍。

（4）注漿工藝

工程施工中，由于作業(yè)面出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，因此要先澆筑止?jié){墊，做好排水工作。澆筑止?jié){墊前，注重堵水效果。之后根據(jù)止水漿墊的尺寸設(shè)計(jì)輪廓。隨后開展清洗工作，利用吊桶卸料。同時(shí)預(yù)埋清水管道和孔口，安裝潛水泵，及時(shí)排出多余的水分[2]。注漿前，清理注漿孔。清孔工作對(duì)注漿質(zhì)量具有決定性作用。拆除注漿設(shè)備的過程中，務(wù)必嚴(yán)格控制注漿壓力，之后方可拆卸。依據(jù)規(guī)定的注漿比例注漿，改善工程施工質(zhì)量。配置漿液時(shí)，施工人員還應(yīng)規(guī)范佩戴防護(hù)工具，避免作業(yè)中出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。

3 預(yù)注漿技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1深化理論研究

預(yù)注漿技術(shù)中務(wù)必認(rèn)真研究注漿漿液與裂隙作用、地質(zhì)水層和地質(zhì)環(huán)境構(gòu)成之間的關(guān)系，明確客觀規(guī)律，并以此為工程施工提供詳實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)支持。

3.2行業(yè)交流日益密切

預(yù)注漿技術(shù)的施工工序與其他技術(shù)十分相似，為此，施工人員需借鑒其他技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并根據(jù)實(shí)際將技術(shù)應(yīng)用到工程建設(shè)中。

3.3出現(xiàn)了新型的施工技術(shù)

相關(guān)部門需增加資金投入，積極引入更為先進(jìn)的設(shè)備及技術(shù)，全方位考慮工程建設(shè)，加強(qiáng)技術(shù)改造和創(chuàng)新，促使工程施工向環(huán)保、節(jié)能和高效的方向發(fā)展。礦山井巷工程的復(fù)雜性和綜合性較強(qiáng)，危險(xiǎn)因素較多。所以在工程作業(yè)中，應(yīng)采取多種技術(shù)和措施保證工程質(zhì)量，以降低施工難度。行業(yè)和技術(shù)發(fā)展中，創(chuàng)新是重要的基礎(chǔ)和前提。如高壓無極調(diào)速注漿泵與信息化系統(tǒng)檢測(cè)注漿的融合，在工程施工中發(fā)揮著重要作用，維護(hù)了施工安全，提高了作業(yè)效率[3]。

3.4技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展

預(yù)注漿技術(shù)具有顯著的綜合性，除在礦山井巷工程中發(fā)揮重要作用外，在交通建筑和水利工程中也扮演著關(guān)鍵角色，且其應(yīng)用范圍也會(huì)隨著技術(shù)的發(fā)展不斷擴(kuò)大，更好地發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)語

總之，礦山井巷工程具有危險(xiǎn)性、綜合性和復(fù)雜性，預(yù)注漿施工的質(zhì)量對(duì)工程建設(shè)影響顯著。為此，在工程施工期間，務(wù)必嚴(yán)格按照工程作業(yè)規(guī)范和要求施工，注重技術(shù)優(yōu)化和創(chuàng)新，以此為礦山井巷工程創(chuàng)造優(yōu)良條件，推動(dòng)煤炭產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王興亞.預(yù)注漿技術(shù)在礦山井巷工程施工中的應(yīng)用[J].世界有色金屬，2019，No.535（19）：208-209.

[2]高崗榮.煤礦注漿技術(shù)綜述[J].建井技術(shù)，2020，v.41;No.224（05）：6-14+28.

[3]許貴林.工作面預(yù)注漿在豎井井筒施工中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2020（12）：133-133.

（中煤第七十一工程處有限責(zé)任公司，江蘇 宿州 234000）