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1、浅谈注浆堵水和冻结施工技术在矿井应用摘要：通过对水文地质复杂类型采煤工作面透水点的原因分析，制定了底板加固注浆堵水方案，实施了底板加固注浆堵水技术以及冻结施工技术，取得了明显效果。关键词：注浆堵水;冻结施工;井筒；溶洞裂隙发育区中图分类号：TE42文献标识码：A一、概况某矿井，采面标高段为-205~-234m之间，地面标高+195m,本工作面走向长730m(不含保护煤柱)，倾斜长度平均119m,面积86870m2o工作面东界为11采区轨道下山，西界11采区边界煤柱，北邻矿井北部边界，南邻采空区。井筒冻结深度范围内揭露地层为第四系、三叠系大冶组、二叠系长兴组等。其中第四系(Q),埋深0m
2、^3.4m,为残坡积层，岩性为黄褐色及紫红色粉质粘土；三叠系大冶组(Tld),埋深3.4nT35.2m,岩性为灰白色杂土黄色全风化灰岩；底部夹少量长兴灰岩碎块。二叠系长兴组(P2c),埋深35.20nT290.93m,其中顶部(35.20nT37.22m)风化强烈,呈浅灰色及灰褐色，钻进过程中冲洗液全漏失；中部岩性以灰色带肉红色灰岩为主，中厚层状，裂隙极为发育，但多被方解石充填，以斜交裂隙为主，多见晶洞，41.3nT41.71m和52.02m~53.42m见未充填溶洞，钻进过程中冲洗液全漏失,64nT65ni裂隙极其发育,90ni以下未见裂隙，岩芯完整，冲洗液无漏失现象，岩粉返浆正常。
3、在施工冻结孔期间发生抱钻、掉钻，进尺困难，钻头跑偏、漏浆、串浆,岩粉不能返浆，钻孔缩径，塌孔现象。针对上述情况，经多方论证，决定采用注浆堵水、冻结技术施工。二、粉煤灰及稻壳注浆堵水（一）、应用机理采用当地丰富廉价的稻壳及粉煤灰材料，其化学性能稳定，疏松多孔，吸附性强，与各种成份浆液兼容性好。取粉煤灰稻壳40kg用3mmX3mm网筛全部过筛，观察长度大于1mm颗粒占60%左右，充分湿润后取一半与聚丙烯酰胺1.5kg,腐植酸钾0.5kg,火碱2kg置lm3罐内充分揽拌后，以透明玻璃杯量取一杯，静止5min后观察，发现粉煤灰碎屑上浮加下沉量小于20%,证明粉煤灰稻壳与泥浆的兼容性较好，适合钻
4、孔内堵漏。另取过筛后的粉煤灰2kg,水玻璃lkg,水泥20kg加水配置好的浆液,揽动观测其凝固时间,30min后已经难以揽动，已经达到了凝固的强度。说明此浆液输入到孔内在一定时间内可以快速渗透到裂隙及溶洞中，并进行固结。（二）、注浆堵水具体措施下钻到漏浆处，以1M3泵量将泥浆注入孔内，此时泥浆消耗量相当大，然后按比例2（粉煤灰）：1（水玻璃）：20（水泥）配方配好的浆液注入孔内，随着钻具的转动，消耗量迅速减少，岩屑大量排出。经过近4h连续观察其消耗量稳定在0.09m3Mh左右，堵漏取得显著效果。自2010年6月21日开始之后，每钻进一个冻结孔，在漏浆处均采用此方法，至2011年3月20
5、日共完成29个冻结孔,2个测量孔，1个水文孔，进尺3400余米，取得较好的堵漏效果（见图1）。图1冻结布置三、冻结施工技术（_）、概述在开凿的立井井筒周围布置密集地面垂直钻孔，埋入钢管，首先通过注浆堵漏，然后在钢管中加入盐水，通过盐水制冷循环，使井筒周围岩层制冷、冻结，形成封闭型保护帷幕（冻结壁交圈），保证岩层稳定，防止水、砂等涌入井筒，确保立井井筒在保护层中顺利施工。（二）、冻结技术参数及设备型号根据风井井筒检验孔水文地质资料，井筒冻结深度确定为110m,采用单圈孔齐腿冻结布置孔方式。冻结壁平均温度为-5°CO冻结壁厚度为1.3m,考虑井筒开拓时放炮安全距离,冻结布置圈直径为9.9m
6、,为了加快冻结，布孔间距为1.027m均匀布置，冻结孔数为29个（见图1）,冻结孔钻孔偏斜控制在5%。,允许内偏差值为0.2m,最大终孔间距控制在1.7m以内。盐水温度控制在-22°C"-28°C,单孔盐水流量10m3Mh。冻结壁平均温度控制为-5.5°CO设2个测温孔，其中1个布置在冻结壁外侧，深度为110m,1个布置在冻结壁内狈q,深度为40mo在井筒内布置1个水文观测孔，深度65m。水文观测孔冒水时间为40d,内侧冻土扩至井帮时间为47d,维护冻结45d,安装3台YSKF220型（1台备用）和1台TSBJ045-1型氟利昂盐水螺杆冷冻机组进行制冷冻结，总制冷量为67.7X2+36
7、=1.71Mj/h,冷冻机组的工况为冷却水温度28°C,盐水温度-29°Co安装2台DBNL3-300型冷却塔及2台IS200-150-250冷却水循环泵（其中1台备用）用于冻结站冷却水降温。盐水比重为1.260,冻结壁交圈前单孔盐水流量大于10m3/h,盐水循环泵选用2台105H-9A型，其中1台备用。（三）、冻结施工流程冻结施工流程：施工准备、灰土盘施工一冻结孔钻进、冻结器安装，施工临时建筑、设备基础一冻结站制冷系统安装f盐水系统安装，保温
