充填注浆 防灭火注浆 管棚支护注浆
突水水源封堵 突水构造封堵 巷道封堵工程
导水构造的预注浆处理
帷幕注浆 工作面注浆改造
井筒预注浆
预注浆工程
3 注浆堵水方案
❖ 选择堵水方案应考虑的因素
❖ 1）突水水文地质条件。水源、突水构造的类型、突水方式 ，井下与地面施工条件等。
❖ 2）矿井受淹状况与施工条件。淹巷道、工作面，还是淹水 平、或是整个矿井，地面与井下的施工条件等。
❖ 第二阶段，充填注浆：在旋喷注浆孔之间进行充填注浆，将 旋喷结石体之间的空隙充填，形成一个整体的、连续的阻水 墙。
❖ 第三阶段，升压注浆：主要对阻水墙与顶底板岩石的接缝， 以及岩石裂隙进行注浆加固，一方面增强阻水墙与围岩粘接 力，提高抗挤出与抗水流冲刷能力。另一方面，注浆封堵了 顶底板裂隙，可以防止突水绕流。另外，通过高压注浆提高 阻水墙体的强度与抗渗透能力，封堵薄弱带的过水通道
❖ 2）突水后陷落柱内大量的充填物被高压水冲出堆积在巷道，扩大了陷落 柱空洞裂隙的体积，破坏了原有的平衡状态，使陷落柱周边岩体存在再 次塌落的可能，特别是煤层强度低、结构疏松，更容易发生坍塌。因此 ，如不进行陷落柱治理，2煤煤柱的塌落使煤柱厚度变薄，陷落柱二次突 水的危险性进一步增大。
❖ 3）注浆封堵陷落柱，切断奥灰水的补给通道，降低柱内水压，可以减少 陷落柱四周煤柱的留设厚度，解放部分煤炭资源。
3）钻进效率：平均每孔12天，最快达到100m/天
4）钻探成果：7个钻孔命中巷道
5.1巷道封堵
动水骨料灌注
1 施工条件：高水压5.46MPa ,动水条件，煤层巷道， 巷内空高1.5m左右，巷内动水流速约300-350m/h 。
2 灌注工艺 1）灌注方法：水力射流，孔口密闭、砂石自重连续 灌注法 ，定期下钻具透扫骨料。 2）骨料级配：骨料分细纱和石子两类 级配：河沙:小石子: 中石子:大石子=1:1:2:1 3）水固比 ：6:1-10:1 4）灌注结束标准 ：骨料堆积到巷顶经多次下钻冲扫 仍不能进入巷道且经注（压）水试验，q值已降到 1.0L/min.m以下时此孔灌注骨料工作结束
1.3 注浆材料
固粒 灌浆材料
水泥 水玻璃 粉煤灰 粘土 骨料
1 概述
适用于裂隙、孔隙与岩溶类受注层。具有 结石强度高，性能稳定，来源广泛的特点。 裂隙宽度不下于3 ～5倍的水泥颗粒直径 （普通硅酸盐水泥30～80μm）
Na2CO3•nSiO2 作为速凝剂或双液浆 与水泥浆配合使用
满足《水工混凝土掺用粉煤灰技术 规范》，其细度应不小于水泥细度。
G8 1149
1.30
-93.89 -28.27 65.62 2003年5月22～5月30
合计 4343
阻水墙的建造
5.1巷道封堵
❖ 第一阶段，旋喷注浆：首先选择3个钻孔进行旋喷注浆施工， 通过注入高压水泥浆液流，强行切割周围骨料，使水泥浆液 与骨料充分混合，形成3个相对孤立的截断过水断面的砂浆或 混凝土结石体。
2煤
9煤 奥灰顶界
堵水塞
治理技术
2.1 技术方案
5.2陷落柱治理
突水陷落柱封堵技术
定
向
骨
分
料
阻 水 塞 建 造
质量综合评价
支
灌
钻
注
孔
放水试验 物探检测 压水试验 钻孔取芯 工序检查 加固注浆 引流注浆 升压注浆 充填注浆
5.2陷落柱治理
定向分支钻孔
❖ 二期工程共施工注浆孔6个，定向分支钻孔20 个；质检孔2个；骨料孔2个；放水孔1个，总 进尺8788.23m。从钻孔施工结果来看，除Z52孔因孔内事故未达到设计深度外，其余钻孔 均按设计要求施工至目的层位，钻孔各项参 数如偏斜方位、偏斜角等均符合设计要求
❖ 3）本次突水与矿井今后防治水工作和煤炭生产接续的关系 。
❖ 4）不同方案的工期与工程造价因素
质量检查与效果检验
注浆工艺设计
4 注浆工程设计
堵水效果 物探检查 钻孔检查 工序检查 注浆结束标准 注浆工艺控制
注浆层段与注浆方式
钻孔技术要求 钻孔结构 钻孔布置
钻孔设计
4 工程设计
工程设计应遵循的原则
-240.61m陷落柱顶界 上石盒子底界
-321.37m陷落柱空腔底部
2煤
9煤 奥灰顶界
堵水塞
治理技术
2903陷落柱放1孔剖面图
35.85 25.9
-300 -310 -320 -330 -340 -350 -360 -370 -380 -390
-400
-410 -420 -430 -440 -450 -460 -470 -480 -490
640m
613m
2见煤漏-4-73200
Z2
见见漏柱-3-03030
T2
Z2′
96.1
Z3 -485
659m 突水点 610m
见柱-344
Z1
95.9
H2233 -490
苹
-4-8458.53.54 95.7
-495
95.8 95.8
95.8
项目概况
5.1 过水巷道封堵技术
快
阻
速
骨
水
定
料
向
灌
钻
注
墙 建
煤炭科学研究总院西安研究院 二O一O年五月
主要内容
❖ 1 概述 ❖ 1.1 基本概念 ❖ 1.2 注浆分类 ❖ 1.3 注浆材料 ❖ 2 注浆在煤矿中的应用 ❖ 3 注浆堵水方案 ❖ 4 注浆工程设计 ❖ 5 东庞矿“4.12”突水灾害治理 ❖ 5.1过水巷道封堵技术 ❖ 5.2 陷落柱封堵技术
1 概述
❖ 1）先探后治，探治结合 ❖ 2）动态设计 ❖ 3）分序次施工 ❖ 4）注浆工艺科学合理
❖ (1) 先骨料、后浆液; ❖ (2) 动水注骨料、静水注浆; ❖ (3) 注浆时间小于浆液凝固时间相适应 ❖ (4) 注浆强度与受注层吸浆量相匹配
5 东庞矿“4.12”突水灾害治理
❖ 项目背景
❖ “4.12”突水灾害 1）水源：奥陶系强岩溶含水层 2）水量：出水后3h水量就增加10000m3/h
1 概述
按注浆材料：水泥单液浆，水泥-水玻璃双液浆， 水泥-粘土（粉煤灰、沙子）混合浆，化学浆液。 按水动力条件：静水注浆，动水注浆。 按工程目的：帷幕注浆，注浆改造，注浆堵水， 井筒预注浆，管棚支护注浆。 按注浆工艺：旋喷注浆，孔口静压注浆，孔内 止浆注浆。 按突水构造：断层注浆，裂隙注浆，陷落柱注 浆
5.1巷道封堵
灌注骨料成果汇总表
灌注量 灌前空顶 孔 号 (m3) 高度(m)
G3
26
0.75
水位(m) 注前 注后
水位上 升值(m)
-5.1 +4.79 8.89
施工时间
2003年6月5日
G6 2514
1.6
-83.1 +11.09 94.19 2003年5月10～6月8
G7
654
0.90
-19.68 +63.16 82.84 2003年7月13～7月17
5.2陷落柱治理
陷落柱治理方案
❖
在陷落柱探查的基础之上，封堵工程的核心就
是在陷落柱的预定位置建造“堵水塞”，以切断陷
落柱突水通道。其施工方案是采用以地面施工为主
、井下施工为辅的井上下相结合的综合治理方案。
一方面，在地面打钻施工注浆孔、监测孔，通过灌
注骨料、浆液封堵“堵水塞”段的陷落柱体及其四
周导水裂隙带，截断奥灰水的补给通道；另一方面
陷落柱治理的必要性
❖ 1）陷落柱从奥灰顶界面的-690m水平一直发育到上石盒子下段的240.61m水平，垂直高度达450m，它穿透了大青、野青及9煤、2煤顶板砂 岩含水层，并成为以上含水层的强大补给水源，如不进行陷落柱治理， 在这些含水层中井巷工程一旦揭露与陷落柱有联系的导水裂隙时，则会 发生突水，不仅增加了矿井涌水量，而且威胁着2煤、9煤的安全开采。
5.2陷落柱治理
钻孔对堵水塞段的控制
参数 钻孔数
一序孔
6
二序孔
5
三序孔
5
钻孔控制密度 （m2 /孔）
控制半径（m） 14.3
10.6
8.8
241
钻孔间距 （平面投影m）
9.5～30
8～24
5.2～17
备注
陷落柱注浆控制面积：3546m2
陷落柱发育特征参数
陷落 层位
长轴方向 (m)
短轴方向 (m)
2006年4月开工，2007年 5月29日完成
A47
H=1.5m
-454.7
96.6
96.3 96.3
96.5
97.8
征地边界
-460
-465
T1
96.7
-470
骨 料 堆 放 场
2煤T1-4-720
施工便道
-475
Z4
-480
Z5
Z5′
T1-1
监2
全见漏柱--222490
见见漏柱--340000
长轴长度 (m)
短轴长度(m)
周长 (m)
截面积 (m2)
陷落高度(m)
上部 陷落柱空洞
NW
NE
44
上石盒子组 底界
NW
NE
52
25
111
775
33
139 1258
2#煤层
NW
NE
72
41
204 1929 -240.61
9#煤层
奥灰 顶界 堵水塞段
NW NW NW
NE
80
44
234 2624
NE
89
水泥代用材料，不同的工程目的对粘 土性能指标（塑性指数、粘粒含量、 粉粒含量、含沙量等）有不同的要求