双液注浆法快速建造阻水墙封堵突水巷道邵红旗,王维(中国煤炭科工集团西安研究院工程地质研究所,陕西西安710077)摘要:以2010年3月发生于内蒙古乌海骆驼山煤矿特大突水淹井水害治理工程为实例,介绍了一种从地面打400m定向钻孔、适用于静水条件、孔底混合方式的水泥-水玻璃双液注浆法快速建造阻水墙封堵突水巷道技术。利用双液注浆法快速建造阻水墙封堵突水巷道技术先快速建造阻水墙骨架,再联合运用传统综合注浆法对阻水墙骨架进行注浆加固形成阻水墙实体,经受住了试排水阶段的初期注浆效果检验和最后抢险救援阶段最终抽排水的注浆阻水墙实体强度考验,达到了快速注浆堵水抢险救援的目的,经过事实证明该技术是直接、快速有效的突水水害治理技术,能够为其它突水水害抢险救援方案的实施提供借鉴和指导作用。关键词:水泥-水玻璃双液注浆;过水巷道;阻水墙;引流注浆中图分类号:TD743文献标志码:B文章编号:1003-496X(2011)11-0040-04基金项目:中国煤炭科工集团西安研究院青年创新基金资助项目(2011XAYQN013)0引言煤矿发生突水灾害后,在突水构造及其精确位置不明确的情况下,传统治理方案是利用独头过水巷道的有利条件,通过从地面打定向钻孔灌注骨料和注浆施工建造阻水墙为最直接、最快速有效的治理方案〔1〕。我国注浆工程界前辈沈昌炽先生曾对注浆堵水原理作出经典性地定义〔2〕:注浆堵水的基本原理是通过各种专用的压注设备,将根据不同堵水条件按特定配方制备的不同特性的堵水浆液注入岩体及岩层空隙之中,占据原来被水占有的孔隙或通道,在一定的压力、一定的时间作用下脱水、固结或凝胶,使浆体的结石体或凝胶体与围岩体形成阻水整体,从而改变原来不利于采矿的水文地质条件。文献〔1〕介绍的传统综合注浆法建造阻水墙技术就是利用该原理而提出来的。现介绍了一种作者亲自参与并成功实施的双液注浆法快速建造阻水墙封堵突水巷道技术,该技术是在文献〔1〕介绍的传统综合注浆法建造阻水墙技术的基础上创新性的改进、提出并成功实施的新技术。分析了前期运用综合注浆法建造阻水墙第一步往钻孔中投粗骨料(米石和砂)时而骨料被喷出,甚至往钻孔中注水都被喷出的喷孔现象是由于空气柱塞效应所致;利用双液注浆法快速建造阻水墙封堵突水巷道技术先快速建造阻水墙骨架,再联合运用传统综合注浆法对阻水墙骨架进行注浆加固形成阻水墙实体,经受住了试排水阶段的初期注浆效果检验和最后抢险救援阶段最终抽排水的注浆实体阻水墙强度考验,达到了快速注浆堵水抢险救援的目的,经过事实证明该技术是直接、快速有效的突水水害治理方案,能够为其它突水水害抢险救援方案的实施提供借鉴和指导作用。1充水水源充水强度及充水途径分析与工程概况1.1突水概况2010年3月1日7:29,乌海骆驼山煤矿16#煤+870m水平回风大巷掘进工作面发生了我国历史上罕见的岩溶陷落柱特大突水淹井灾害,从7:29突水,至8:40,突水量76000m3,即此时段涌水量为65000m3/h。至11:40,出水量共计96000m3,即8:40-11:40平均涌水量为6700m3/h。由于突水量远远大于矿井排水能力,导致整个矿井被淹〔3〕。1.2充水强度及充水水源分析文献〔4〕指出,每当提及矿山水害问题时,必须涉及3个方面问题:充水水源是否存在,如果存在,有何特征?充水途径是否存在,如果存在,属何种类型?充水强度如何,矿井一旦充水会带来怎样的后果?故在注浆堵水之前先计算分析判断充水水源特征、充水途径类型及充水强度大小。矿井充水强度一般常用含水系数或矿井涌水量#40#(第42卷第11期)技术#创新来表示〔5〕,根据突水概况中所述矿井涌水量(指单位时间内流入矿井的水量可知,该次矿井水害充水强度很大,峰值突水量达到6@104m3/h。现对突水水源作出分析判断:(1)根据突水后矿井排水水质化验结果与该区奥灰水水质分析结果比较,水化学类型一致,均为SO4#HCO3-Ca#Mg;奥灰水总硬度相近,以往分析结果介于138.1~304.2mg/L之间,该次井下排水558.0~722.6mg/L;同样总碱度、总酸度数据亦有相似结果。(2)根据突水后矿井淹没以及排水水位水量动态观测记录可知:①突水流量大、水压高,峰值突水量达到6@104m3/h,水位基本稳定时水压值达到2.12MPa;②突水淹没水位在1090m水平时,水位较长时间缓慢上升,说明含水层大量...
