注漿鑿井法
正文
在裂隙含水岩層或較薄含水粗砂層中,用注漿機具經鑽孔注入一種或幾種膠結性漿液,堵塞裂隙或固結砂層,在井筒周圍形成一個隔水的和有足夠強度的帷幕,在它保護下進行井筒掘砌的施工方法。1864年,德國首次採用水泥注漿,解決了磚井壁的漏水問題。1900年,荷蘭約斯滕 (Joosten)套用水玻璃和氯化鈣進行雙液注漿,創造了化學注漿法,20世紀50年代以來,美、日、蘇等國相繼研製成多種新型化學注漿材料,如以丙烯醯胺為主劑的AM-9、聚氨酯等。中國在50年代初開始大量使用注漿法,至今用本法施工的井筒有100餘個,60年代以來研製出多種化學注漿材料、專用注漿泵、止漿塞和測試儀表等。注漿法施工簡便,對治理礦井水害、加固岩體、防滲抗漏等快速有效,有利於實現打乾井。注漿法分類 按注漿施工與井筒掘砌時間的先後,分地面預注漿和工作面預注漿兩種。在井筒掘砌完成後,用注漿法封堵井壁漏水,加固井壁稱為壁後注漿。但壁後注漿不屬特殊鑿井法的範疇。
地面預注漿 是在井筒開鑿前,從地面在井筒周圍鑽注漿孔,安裝注漿管及止漿塞,用注漿泵把漿液經注漿孔注入含水層裂隙中進行封水。含水層距地表較近,厚度較大或含水層雖薄但層數較多時,宜採用地面預注漿。其優點是不影響建井工期,作業條件好、安全;缺點是需用大型鑽孔機,鑽孔偏斜不易控制,漿液消耗量大,分段止漿工藝較複雜。
工作面預注漿 是在井筒掘到含水層之前,預留止漿岩柱或築混凝土止漿墊,再鑽孔注漿封水。其主要優點是注漿孔短,可使用輕便鑽機,孔斜容易控制,注漿效果較好,便於檢測;缺點是注漿施工需占用建井工期,井下作業條件較差。本法適用於含水岩層埋藏較深,各含水層之間距離較大的情況。
注漿材料 要求性能穩定,可注性好;凝結時間可控;凝結後有一定強度,不龜裂,不易腐蝕,抗滲性好;料源廣、成本低、易存放、不污染。常用的有兩大類:①以矽酸鹽為主的無機化合物漿液,包括水泥漿、水泥粘土漿、水泥-水玻璃漿、水玻璃類漿液等;②有機化合物漿液,通稱化學漿,包括丙烯醯胺類、鉻木素類、聚氨酯類、酚醛樹脂類和糠醛樹脂類漿液等。漿液可以是單一的材料,也可用多種材料配製。
注漿機具 有鑽機、注漿泵、止漿塞、攪拌機、混合器、輸漿管路、壓力表和流量計等。
注漿泵 輸送漿液的動力機械。應根據注漿深度和岩層條件的變化,能隨時準確地調整漿液的流量和壓力,保證供液均勻和穩定。常用的有液力調速注漿泵和隔膜計量泵等。在無專用泵的情況下,也可用泥漿泵代替。
止漿塞 用來分段封隔鑽孔和控制漿液注入部位,以實現分段注漿的機具,有機械膨脹式和水力膨脹式兩種。前者靠機械壓力使密封膠塞產生橫向膨脹,與孔壁擠緊,起止漿作用,如三爪止漿塞和異徑止漿塞等;後者靠高壓水使密封膠筒膨脹,與孔壁貼緊,起止漿作用。
參考書目
煤炭科學院建井所注漿室編:《煤礦注漿技術》,煤炭工業出版社,北京,1978。