纳米级注浆材料及高性能混凝土斜井堵水应用研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第18卷第2期(总第111期)煤矿开采Vo1．18No．2(SeriesNo．111)2013年4月CoalminingTechnologyApril2013纳米级注浆材料及高性能混凝土斜井堵水应用研究汪青仓，李虎民，朱南京(陕西华电榆横煤电有限公司小纪汗煤矿，陕西榆林719015)[摘要]为治理小纪汗煤矿斜井井壁大淋水，通过充分调研和多次现场试验证明，传统堵水方法无效，干式喷浆混凝土无法粘贴在围岩表面，回弹率达到90％以上，最终确定采用高性能混凝土湿喷技术结合纳米级注浆技术进行治理，治理后使井壁淋水

2、量由54m／h下降到2．71m／h。结果表明，采用高性能混凝土湿喷及纳米级注浆技术能有效封堵孔隙潜水及裂隙承压水。[关键词]纳米级注浆材料；高性能湿喷剂；井筒出水；孔隙堵水[中图分类号]TD743[文献标识码]B[文章编号]1006—6225(2013)02-0097-02ResearchonWaterPluggingwithNanoscaleGruntingMaterialandHigh--propertyConcreteinSlopeShaft细孔隙里的合适注浆材料而堵水失败。井筒岩石表1矿井概况面暴露在空气中受侵蚀并在孔隙潜水的浸

3、泡下近小纪汗煤矿隶属于陕西华电榆横煤电有限责任l0个月，暴露岩层在逐步弱化，面临潜在的垮塌公司，设计年产量lOMt／a_1j，并配套建设一座年风险。因此，寻找一种能够实现斜井表面喷浆支护入洗能力lOMt的现代化大型选煤厂，矿井服务年并封堵住岩层孔隙潜水的材料及工艺是井筒掘进的限124．1a，矿井于2010年1O月开始施工，预计当务之急。2013年投产。考虑工期的紧迫性，决定对富水区的喷浆支护煤矿井筒在施工过程中需穿过上更新统冲湖积和孔隙水堵水选用高性能混凝土湿喷及纳米级材料层孔隙潜水、第四系中更新统黄土孑L隙裂隙潜水、注浆解决井筒淋水问

4、题。白垩系洛河砂岩孔隙裂隙潜水、侏罗系碎屑岩类风2副斜井富水区施工方案及效果化壳裂隙水、碎屑岩类裂隙承压水等5个含水层，根据实际的岩层揭露情况，井筒整体涌水量较大，2．1副斜井富水区地质条件同时由于巷道局部地区出现泥、岩互层现象，造成副斜井井筒全长3552m，倾角6。，净宽5．6m，顶板较为破碎，淋水较大。尤其是副斜井在施工至净高4．4m，净断面21．3m，巷道在穿越洛河组砂440～550m段时，斜井顶板淋水达54m／h。岩段440～550m含水层时，巷道围岩淋水较大，目前我国煤矿巷道(井筒)堵水技术手段主巷道岩性主要为砂质泥岩和细砂岩

5、，水源主要以孑L要有围岩注浆及喷射混凝土。常村煤矿+470水平隙水(裂隙不发育)为主，水量达54m／h。回风巷J、红柳煤矿1122工作面辅运巷J、龙固2．2传统施工方案煤矿辅2运输大巷J、郭家河矿主副井井筒(斜当斜井施工出现涌水后，在富水区先后施工了井)J、骆驼山矿16煤大巷等均采用了注浆堵多个导水孑L进行导水，试图将涌水导出，方便现场水技术，取得了良好结果。巷道(井筒)喷射混喷浆施工，但由于水源主要为裂隙不发育的孔隙凝土可对围岩形成良好支护j，阻断深部水向巷水，水流没有固定流向，导水效果甚微。使用普通道壁渗透。干喷法进行喷浆时其回弹率

6、高达90％以上，为改小纪汗煤矿由于副斜井围岩表面的淋水较大，进喷浆效果，在混凝土中增加了普通速凝剂及防水传统的干式喷浆方法不能完成喷浆，喷射到淋水岩剂的用量，但喷浆时回弹率仍高达85％，无法实面上的混凝土因凝固慢、无粘接强度而基本上都脱现正常喷浆并达到斜井支护的要求。落，其回弹率达90％以上，也曾尝试过先堵水使为了彻底解决上述问题，曾计划采用混凝土砌岩面变干后再喷浆的方案，但由于没有能渗透到微碹的方式来通过该淋水段，但考虑到混凝土砌碹施[收稿日期]2012-10—31[作者简介]汪青仓(1969一)，男，陕西洛南人，高级工程师，小纪汗煤

7、矿矿长，主要从事矿井建设、开采设计及矿井管理等工作。学兔兔www.xuetutu.com总第111期煤矿开采2013年第2期工工期长、施工费用较高，同时无法与掘进施工平延长而持续增大；注浆施工简单，可用普通注浆设行作业，因而放弃了砌碹方案。备进行混合、注浆。2．3治理方案表2美固MP325主要性能参数为彻底解决孔隙水富水区域的巷道支护问题，决定采用两步走的综合方案：一是对岩层表面喷射添加高性能外加剂的高性能湿式喷浆，保护岩层表面不受空气的风化和侵蚀，并起到很好的支护作用；二是使用德国巴斯夫公司的纳米级注浆材料将(2)注浆堵水方案小纪汗矿

8、副斜井440～孑L隙水封堵在岩层深部，使巷道围岩的浅表部分不550m段淋水，主要为围岩砂岩淋水。注浆时每隔再长期受孔隙水的浸泡和侵蚀而能长期保持其自身1．5m布置1个注浆堵水断面(如图1所示)，每的强度性能