關鍵詞：煤層；注漿；工藝
華北石炭二疊系煤田，煤系基底為巨厚的奧陶系石灰岩含水層，煤層開採時，底板岩溶水往往以數倍以至數十倍於礦井排水能力的水量湧入礦井，嚴重危及著礦井安全生產及工人生命安全。
奧陶系灰岩一般富水性強且水頭壓力高，華北型煤田的大部分礦區賦存著較穩定的本溪群徐家莊薄層灰岩含水層。部分礦區奧灰與徐灰的間距小（如肥城礦區10－16ｍ，井陘礦區15ｍ左右），或存在變薄帶、構造破碎帶、導水裂隙帶，致使二者之間水力聯絡密切，巨集觀上實為乙個含水體。國外防治水均系大規模大排量疏降方法，主要著眼於水量與水位關係的認識和改造，這與他們的雄厚經濟實力和能源條件分不開。
若採用疏水降壓實現安全開採，則疏排水費用太高、浪費地下水資源且經濟上不合理，經長期生產實踐，採取的是積極預防為主的帶壓開採，主要著眼於對隔水層、水壓、水量、構造等綜合水文開採條件的認識，可通過對奧灰之上的薄層灰岩（如徐家莊灰岩）含水層注漿改造，改造其富水性，加固底板，封堵水源補給通道，截斷水流，提高其阻水能力，形成一定厚度的有效隔水層，從而防止採中、採後突水，實現安全採煤。如井陘礦區對三礦4733、3740、27215，一礦9606、4720、4761等工作面進行了注漿加固，共安全採出煤量42.3萬噸；肥城礦業集團公司每年通過注漿改造安全採出受水威脅煤炭260多萬噸，佔總採出量的40%。
1 注漿施工工藝流程
採用地面注漿站，通過注漿管路和井下工作面注漿孔對薄層灰岩預注漿，充分利用薄層灰岩的堅固性和岩溶裂隙的可注性，使漿液在注漿壓力的作用下沿著岩層裂隙擴散、沉澱、結石，最後充填岩層裂隙，把薄層灰岩中的水置換出去，使薄層灰岩不含水或弱含水，從而形成完整的注漿系統工藝流程。
2 注漿孔布設原則
在工作面上下兩巷，一般按漿液擴散半徑10－30ｍ均勻布設鑽孔，力求使漿液在整個工作面或改造範圍內覆蓋率達80%以上。工作面初壓及周壓段、構造發育段、含水層富水段、隔水層變薄區要加密布孔，並使鑽孔盡量與裂隙發育方向垂直或斜交，穿透含水層。肥城礦區一般在工作面的軌道運輸巷每隔60－80ｍ施工一鑽機房，以不同的傾角、方位分別向工作面的上、中、下各部位施工2－4個鑽孔。
3 注漿方式
注漿改造以最大量進漿，最大範圍的擴散，最大限度充填為目的。應採用全段連續注漿方式，分孔序連續注漿，直至達終孔壓力止，如發現工作面底板跑漿，可間歇注漿。
4 漿注材料
以粘土為主要原料，在粘土漿中摻加適量的水泥，必要時可摻加少量的水玻璃。
⑴粘土。是漿液的主要成分，要求具有一定的塑性指數。研究表明，塑性指數15以上的粘性土一般均可作為配製漿液的原料，且塑性指數越高，粘土顆粒的分散性越好，造漿（粘土漿）的效率越高。
⑵水泥。是漿液的結構生成結構生成劑，水泥顆粒的水化作用使得漿液具有一定的結構強度，而且漿液結構強度的增長與水泥顆粒水化反應速度有關，水化反應越快，漿液結構強度增長亦越快。雖然普通矽酸鹽水泥和礦渣矽酸鹽水泥都可用來配製漿液，但一般情況應優先選用425號或525號普通矽酸鹽水泥。
⑶水玻璃。是漿液的新增劑，它促使水泥顆粒更快地水化，在漿液結構形式過程中起加速凝固的作用。
5 幫浦量與幫浦壓
根據含水層岩溶裂隙發育程度及幫浦壓確定幫浦量。正常情況下，裂隙發育，鑽孔湧水量大（大於100ｍ3/ｈ），幫浦壓在2.0mpａ以下時，採用全幫浦量大注量灌注；裂隙發育較差，鑽孔湧水量較小（小於100ｍ3/ｈ），幫浦壓在2.
0mpａ以上時，採用中注量（150l/ min），達到接近終孔壓力時採用小幫浦量（80-40 l/ min）。
6 單孔注漿結束標準
注漿結束標準常用最終吸漿量、最終壓力和穩定時間三個指標來表示。最終吸漿量是指注漿至最後時的允許吸漿量（ｑ），一般ｑ∠40－60 l/ min；最終壓力（設計壓力）一般為不低於孔口水壓的2.5－3.
5倍；穩定時間一般為20－30 min。
實踐證明，注漿壓力越大，漿液擴散範圍越大，對被注的薄層灰岩裂隙充填越飽滿。
7 注漿程式
⑴注漿前先對注漿孔放水0.5－1小時，將沉澱在孔內的碎石、岩溶裂隙中的充填物衝出，以使裂隙暢通。
⑵水灰比、比重、稠度視單孔湧水量及岩溶發育程度確定。
⑶注漿過程中要根據進漿、幫浦壓等情況，及時調整幫浦量及漿液配比。
⑷達到注漿結束標準時，關閉孔口閥門，用清水將管路沖洗乾淨，並檢修好注漿裝置。
⑸第一次序孔注漿完畢後，可根據需要布設第二次序孔，用於檢查注漿效果或視薄層灰岩賦水性補充注漿，依次類推。
8 注漿方式
注漿的根本目的在於通過充填封堵出水通道及煤層底板裂隙，達到加固底板和增強隔水層厚度、強度的效果。材料以粘土漿和水泥漿混合液為主，分靜態注漿和動態注漿兩個方面。
8.1 靜態注漿
漿液通過注漿孔直接進入並充填在薄層灰岩含水層（如徐家莊石灰岩）溶洞裂隙及煤層底板裂隙中，先採用濃度較小（根據鑽孔湧水量及底板裂隙發育情況確定）的粘土漿進行裂隙充填，採用由稀到稠連續注漿方式使混合液通過注漿孔充填到溶洞裂隙中去。以孔口壓力達到孔口水壓的2.5－3.
5倍做為充填飽和和終止注漿封堵的標誌。
8.2 動態注漿
由於底板破碎及巷道、採面滲水等原因，在注漿孔附近及巷道採面形成水力聯絡通道時，需採用動態注漿。首先加大漿液濃度，採取迴圈注漿方式。若達不到效果則採取特殊注漿，一是採用水玻璃和粘土漿液進行雙液注漿，以加快動態情況下漿液的硬化速度；二是根據裂隙及溶洞比較發育不易充填的實際情況，有針對性的向孔內填塞海帶、粉碎玉公尺芯、鋸末、刨花、小海棉塊、豆子、砂子等骨料，利用其膨脹係數大的特性，保證充填固結強度。
肥城礦業集團大封煤礦自2023年來，共計堵水54處，累計堵水4620ｍ3/ｈ，其中用粘土水泥漿堵水40處，累計堵水3500ｍ3/ｈ，用粘土水泥漿堵水，堵水速度快，效果好，以9206麵為例，面傾斜長平均75ｍ，走向長410ｍ，最低標高－77.4ｍ，面共發生突水七次，最小一次36ｍ3/ｈ，最大一次436ｍ3/ｈ，最長堵水時間8天，最短4小時，而且出現一孔堵兩處出水點的現象。
9 注漿改造效果檢查
⑴把實際注漿量與預計注漿量進行比較，看兩者的符合程度。
⑵施工檢查孔，取芯觀察其充填膠結情況。
⑶從檢查孔水量方面來評價注漿改造效果。肥城礦區的經驗為檢查孔水量－100ｍ水平以上不大於50ｍ3/ｈ、－100ｍ――350ｍ水平不大於30ｍ3/ｈ、－350ｍ水平以下不大於20ｍ3/ｈ；井陘礦區規定單孔水量小於6ｍ3/ｈ為合格。
10 注意事項
封堵加固的部位應在採動破壞帶以下，避免在破壞帶內加固，採動之後仍受破壞。當頂板堅硬不易冒落而形成懸頂跨距過大時，則應人工放頂，減少懸頂面積，促使回採過程頂板正常冒落，保持正常壓力。
[1]柴登榜主編，《礦井地質工作手冊》，煤炭工業出版社，1984.
[2]李白英、彌尚震，《採礦工程水文地質學》，山東礦業學院，1988.
[3]趙斌等，《注漿堵水加固技術及其應用》，煤炭工業出版社，1998.
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