白芨溝煤礦巷道滲水處理技術(shù)

1、白芨溝煤礦輔助運輸平硐滲水處理技術(shù)摘要：煤礦滲水問題一直是煤礦安全的重要隱患。本文詳細介紹了白芨溝煤礦輔助運輸平硐滴水、淋水、滲水處理方案，對隧、巷道、礦山防水堵漏有借鑒意義。關(guān)鍵詞：滴水 淋水 滲水 注漿 巷道1工程概況白芨溝煤礦的一段輔助運輸平硐總長789m，其中斜巷段長620m，平巷段長169m，斜巷傾角5°30，井筒采用掛網(wǎng)錨噴支護，巷道巖性以砂巖為主，局部穿越煤層。巷道局部頂板和幫部有滲水、滴水和淋水現(xiàn)象，其中滴水和淋水段合計長度24.5m，滲水段長254.5m。各段淋水量總計約15m3 /h 。要求以治理巷道拱頂?shù)嗡?、淋水點為主，同時采取措施預(yù)防其附近拱頂毛細孔和蜂窩面的

2、漏水，做到在治理區(qū)域的拱頂無滴、淋水點。圖1 滴、淋水治理段位置示意圖2 材料選取2.1 雙快水泥該淋水段有大量的孔狀淋水點、滴水點，采用雙快水泥先做簡單處理。2.2 聚氨酯該淋水段大部分淋水點、滴水點和滲水點是從混凝土的縫隙里出來的。一部分縫隙是噴射混凝土?xí)r結(jié)構(gòu)變形形成的，這類縫隙一般較大；一部分是施工工藝所決定的。因而采用油性聚氨酯漿液進行淋水段縫隙漏水點的治理。油性聚氨酯專用于終止隔墻中的滲漏水，填補巖石裂縫、粉碎性裂層斷層、沙礫層、混凝土接縫以及裂縫，用于土體加固和碎石錨固。油性聚氨酯在接縫或裂縫中形成一種高強度的硬質(zhì)墊；不易燃，無溶劑；可以選擇不同的膨脹倍率和抗壓強度；使用安全，單組

3、份； 調(diào)節(jié)催化劑，可以控制反應(yīng)速度；固化物可耐大多數(shù)有機溶劑，酸和堿以及有機微生物。油性聚氨酯在未固化前是深褐色、不易燃燒的液體。當(dāng)它與水接觸時，漿液便膨脹，快速(取決于溫度和催化劑加入量)固化形成堅硬的、閉孔的聚胺酯泡膜，這種泡沫膜通常不會受腐蝕環(huán)境的影響。 淋水段多處于煤層里面以及煤層和巖層的交界面周圍，巖層、煤層的罅隙發(fā)育，地下水便順著這些罅隙流出。要終止水從巖層（煤層）罅隙流出，油性聚氨酯漿液是首選。2.3 III丙烯酸鹽漿液III丙烯酸鹽漿液一種以丙烯酸鹽為主的改良型漿液樹脂，它由一種樹脂和一種引發(fā)劑組成，一旦聚合，III丙烯酸鹽漿液便形成具有回彈性和柔彈性的一種凝膠。主要用于微孔、

4、裂縫、毛細孔、蜂窩及疏松混凝土的漿液。III丙烯酸鹽漿液具有很低的粘度，它可以滲透到0.1mm寬的裂縫中。與水接觸可以獲得快速膨脹，其膨脹率可達67%以上；對混凝土具有很好的粘合力；非燃品，非暴物；聚丙烯酸鹽樹脂沒有毒性，不含游離丙烯酰胺；具有很好的耐化學(xué)腐蝕性能，可以耐石油、礦物油、植物油和動物油。該淋水段內(nèi)壁是混凝土噴射形成的，混凝土墻壁較疏松，有大量的毛細孔和蜂窩面。在錨噴層和巖層（煤層）之間注III丙烯酸鹽漿液，可以在錨噴層后形成一層防水膜，阻止水從的混凝土的毛細孔或蜂窩面里滲出。2.4 AS滲透結(jié)晶型防水材料AS滲透結(jié)晶型防水材料由美國波特蘭水泥、特殊精選的石英砂、化學(xué)活性改性劑和添

5、加劑組成。當(dāng)它與水混合時便可以形成混凝土的防水涂料。當(dāng)應(yīng)用在混凝土表面上，它的活性化學(xué)物與游離石灰和混凝土中的潮氣結(jié)合形成長鏈、且不溶解的晶體化合物。這種晶體可以封閉（阻塞）混凝土中的毛細管和裂縫，從而阻止水的滲透(甚至在背水壓下)，它僅容許水蒸氣通過，即容許結(jié)構(gòu)“呼吸”。 AS滲透結(jié)晶型防水涂料可以作為混凝土的防水和保護涂料。既適用于迎水面，也適用背水面；既適用于地下結(jié)構(gòu)，也適用地上結(jié)構(gòu)。AS滲透結(jié)晶型防水涂料通過涂覆在混凝土表面，在混凝土內(nèi)部形成飽和的毛細孔膜來防水；它通過深入滲透的化學(xué)反應(yīng)和粘合，提供混凝土的額外保護；可以與水進行重復(fù)反應(yīng)；防水時經(jīng)得起正水壓和負水壓；既可以用刷子施工也可

6、以噴涂施工。該淋水段在錨噴層和巖層（煤層）之間注III丙烯酸鹽漿液，難免會有一些死角，為了進一步防止水從錨噴層混凝土的毛細孔或蜂窩面里滲出，在錨噴層的表面再噴涂上一層AS滲透結(jié)晶型防水涂料，使混凝土內(nèi)部形成飽和的毛細孔膜來防水。3 滴水和淋水段治理3.1 治理方案滴水和淋水段治理采取導(dǎo)水管排水+雙快水泥堵漏+油性聚氨酯分別封堵的方案，在滴水或淋水點正對的側(cè)墻開孔，安裝導(dǎo)水管，將錨噴層后的水導(dǎo)入排水溝，降低錨噴層后的水壓力，保證雙快水泥堵漏和油性聚氨酯封堵順利進行，同時此導(dǎo)水孔在漏點封堵上之后可作為引流孔，從源頭上保證了巷道頂部沒有積水，最大限度的減少水從巷道頂部錨噴層毛細孔或蜂窩里滲出的可能；

7、再用雙快水泥把大的漏水孔堵住，少量的水只能通過其周圍的縫隙滲出，保證了聚氨酯對巖石（煤層）縫隙的封堵范圍，有效的防止了聚氨酯大量的溢出，節(jié)省了材料；然后在滴水或淋水點周圍注聚氨酯，把其周圍小的縫隙進行有效封堵，同時也最大限度對巖石（煤層）縫隙進行封堵。3.2 施工工藝選擇巷道拱部的滴水點、淋水點，在其正對的側(cè)墻距底板1.2m處開22×200mm的鉆孔，在鉆孔正下方用混凝土切割機切一道1200mm×50mm×50mm（長×寬×深）引流水槽，從鉆孔處敷設(shè)引導(dǎo)水管至排水溝，再用雙快水泥把水槽封堵住。用雙快水泥封堵漏水孔，待快干水泥達到早期強度后，用1

8、8×600mm和14×400mm的鉆頭在其周圍相間鉆一圈孔，孔深依次為550mm和150mm，其間距100mm200mm；在鉆孔內(nèi)依次放入18×500mm和14×100mm注漿嘴，擰緊固牢；先用電動注漿泵對深孔進行注漿，封堵錨噴層滲水通道和巖層（煤層）內(nèi)滲水罅隙，再用電動注漿泵對淺孔進行注漿，封堵巷道錨噴層里的水流通道。注漿壓力控制在0.20.5MPa。3.3 注漿施工后期處理淋水段和滴水段的注漿施工結(jié)束后，對注漿處理后的巷道表面進行檢查，若發(fā)現(xiàn)有滲水現(xiàn)象，按巷道的滲水處理方案進行處理；若滲水已止住，待油性聚氨酯完全發(fā)泡后，可卸下注漿嘴后面的加長桿。4

9、滲水段治理4.1 治理方案滲水段采用導(dǎo)水管排水+針孔注漿的方法。即在滲水點正對的側(cè)墻開孔，安裝導(dǎo)水管，將錨噴層后的漏水導(dǎo)入排水溝，降低錨噴層后的水壓力，保證油性聚氨酯封堵的效果，同時此導(dǎo)水孔在漏點封堵上之后作為引流孔，從源頭上保證了巷道頂部沒有積水，最大限度的減少水從巷道頂部錨噴層毛細孔或蜂窩里滲出的可能。在滲水點周圍注油性聚氨酯，進行漏水點的封堵。4.2 注漿時間的安排滲水段的治理可以同淋水段、滴水段治理同時進行，待淋水段和滴水段處理結(jié)束后，再對全部范圍內(nèi)的巷道進行檢查，對新出現(xiàn)的滲水點進行再次注漿封堵。4.3 注漿工藝選擇巷道拱部的滲水點，在其正對的側(cè)墻距地板1.2m處開22×2

10、00mm的鉆孔，在鉆孔正下方用混凝土切割機切一道1200mm×50mm×50mm（長×寬×深）引流水槽，從鉆孔處引導(dǎo)水管至排水溝，再用雙快水泥把水槽封堵住。用18×150mm的鉆頭在滲水點周圍鉆上一圈孔，其間距100mm200mm為宜；在鉆孔內(nèi)放入18×100mm注漿嘴，擰緊固牢；用電動注漿泵進行注漿，封堵錨噴層滲水通道和巖層（煤層）表面的滲水罅隙。5 可滲透性孔隙治理5.1 治理方案在對滲水點、滴水點和淋水點治理后，巷道錨噴層后的水可能會順著舊的滲水點、滴水點和淋水點及可滲透性孔隙流出，為了防止水從其它間隙流出，采用導(dǎo)水管排水+內(nèi)注

11、+外涂的方案全段面徹底治理。即在巷道兩側(cè)墻每隔一定距離開孔，安裝導(dǎo)水管，將錨噴層后的漏水導(dǎo)入排水溝，降低錨噴層后的水壓力；再在錨噴層后注丙烯酸鹽注漿材料，使錨噴層后形成一層防水膜，阻止水從混凝土的毛細孔或蜂窩里滲出；同時在巷道錨噴層的表面涂上具有滲透性的外防水涂料，使混凝土內(nèi)部形成飽和的毛細孔膜來防水。通過三層防護，內(nèi)防水材料使錨噴層后的水沿著導(dǎo)水管排出；內(nèi)外防水材料保證巷道內(nèi)壁無水滲出；同時外防水涂料又可以充填錨噴層凹凸不平的表面，美化巷道。丙烯酸鹽注漿材料固化后，變成柔彈性凝膠，在水中它保持柔性。注漿后形成的封堵層，允許結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的變形后仍能保證注漿的效果，所以巷道在長期使用中，不需要進

12、行維護，便可保證封堵層良好的封水效果。同時，注漿施工全部在錨噴層后進行，施工結(jié)束后，不會改變巷道的結(jié)構(gòu)，不影響巷道的使用。外防水材料的使用，反而可以把錨噴層外表面裝飾美觀。5.2 施工工藝5.2.1 引流在巷道兩側(cè)墻每間隔1m2m、距地板1.2m處開22×200mm的鉆孔，在鉆孔正下方用混凝土切割機切一道1200mm×50mm×50mm（長×寬×深）引流水槽，從鉆孔處引導(dǎo)水管至排水溝，再用雙快水泥把水槽封堵住。在施工時根據(jù)實際情況，可使用在做滴、淋水通道封堵前做的導(dǎo)水孔。在巷道排水溝另一側(cè)的底板上從上向下切割一條200mm×100mm

13、（寬×深）的水溝，在水溝的最下方橫跨底板切割一條5000mm×200mm×160mm（長×寬×深）水槽，水槽內(nèi)放入159×5mm的鋼管作引流用，并在其上面用雙快水泥封住。水溝里的水可以通過橫跨底板的鋼管引流到對面排水溝。巷道底板上安裝的鋼管以不影響以后的通車為原則。5.2.2 注漿1) 施工工序?qū)ο锏理敳康淖{，采用分斷面連續(xù)注漿技術(shù)，即在巷道某一斷面頂部1m間隔布置一圈18×150mm的注漿孔(見圖2)，斷面與斷面之間間距為1m。利用電動注漿泵，連續(xù)從頂部到側(cè)墻分別進行注漿，在注某一個孔時，當(dāng)其相鄰孔開始出漿液時，停止注漿

14、，再給下一個孔安裝上18×100mm注漿嘴進行注漿。一個斷面注漿完成后換至另一個斷面開始注漿。為了使注漿更均勻，注漿管布置的行距1m，孔間距1m，沿巷道方向，從頂部向下依次進行注漿。注漿后，錨噴層后將形成一塊大的防水膜，頂部的水流沿著防水膜，流到巷道側(cè)墻導(dǎo)水孔位置，進入導(dǎo)水管流入排水溝。圖2 斷面注漿孔布置圖2) 材料配制III丙烯酸鹽漿液在注漿需要在注漿前接組份分別制成兩份，制備后，按1：1的比例注漿，注漿時要確保樹脂的固含量大于20%。組份1 Gelacryl Superflex 容器：加需求量的TE 300催化劑到Gelacryl Superflex 樹脂中，充分混合。組份2 AP200容器：容器中首先加入AP200，然后倒入與需求量的水，并進行充分混合。 典型的催化劑用量為2%。在溫度低于15度或具有高水位時，選用催化劑用量為3-4%。對于滲漏防水材料選用4-5分鐘凝固時間是合適的。 5.2.3 涂外