本發(fā)明屬于礦山水害治理的注漿堵水方法，特別是一種應(yīng)用超高水材料與水泥的“兩步”注漿堵水方法。特別適用于含水層溶洞與裂隙較發(fā)育的巖層注漿堵水。

背景技術(shù)：

煤礦在深部開采尤其是在開采下組煤時(shí)，多數(shù)礦井都受到陷落柱及埋藏于煤層下部的奧陶紀(jì)灰?guī)r強(qiáng)含水層因巖石溶洞發(fā)育造成的突水威脅。為防止煤炭開采過程中發(fā)生突水造成淹井事故，目前較普遍的措施是改善煤層底板隔水層的性能，工程中常采用對(duì)含水層的溶洞或裂隙注入水泥漿等充填方式來達(dá)到封堵導(dǎo)水通道的目的。由于采用水泥漿作為充填物其成本較高，同時(shí)充填體在結(jié)石過程中有一定的收縮性，往往造成被封堵住的導(dǎo)水通道水又會(huì)發(fā)生滲漏，一次注漿有時(shí)難以達(dá)到理想效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種應(yīng)用超高水材料與水泥的“兩步”注漿堵水方法。在降低充填成本的前提下，仍能確保加固的隔水層具有較高的安全系數(shù)。

本發(fā)明包括下列步驟：1)、先采用超高水材料漿體在自然壓力下對(duì)注漿量較大的巖石溶洞和裂隙進(jìn)行注漿；2)、后采用水泥漿封堵通向煤層的導(dǎo)水裂隙通道。

本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)、由于在注漿充填相同溶洞和裂隙條件下，超高水材料用量約為水泥漿的1/3，注漿效率約為同等條件下水泥注漿效率的2-3倍，超高水材料與水泥形成的復(fù)合充填體可達(dá)到單水泥充填體的堵水效果；(2)、使用成本較低的超高水材料漿體對(duì)溶洞進(jìn)行充填，又使用充填體強(qiáng)度較高的水泥漿對(duì)導(dǎo)水裂隙進(jìn)行注漿封堵，利用了超高水材料充填體具有微膨脹性的優(yōu)點(diǎn)，克服了水泥充填體結(jié)石后體積會(huì)收縮的缺點(diǎn)，在降低充填成本的前提下，仍能確保改造的隔水層具有較高的安全系數(shù)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明包括下列步驟：1)、采用超高水材料漿體1在自然壓力下對(duì)注漿量較大的溶洞和裂隙進(jìn)行注漿；2)、采用水泥漿2封堵導(dǎo)水裂隙及通道。

所述的超高水材料包括A組分和B組分，A組分包括是由高鋁水泥熟料、懸浮分散劑和緩凝劑，B組分包括生石膏、生石灰和促凝劑。A組分和B組分分別加水形成單一組分漿體，單一組分?jǐn)?shù)小時(shí)不凝結(jié)，一旦混合，便能快速凝結(jié)、硬化，水體積達(dá)到97％時(shí)，自然狀態(tài)下不泌水，并有一定強(qiáng)度。

所述超高水材料漿體(1)的漿體水灰比為3：1-8：1。

超高水材料在工程實(shí)踐中，常用于井下采空區(qū)充填或作為巷旁充填體用于沿空留巷等，其使用環(huán)境多為空區(qū)。所形成的充填體力學(xué)性能指標(biāo)可通過調(diào)整材料配比而實(shí)現(xiàn)，工藝技術(shù)較為成熟。超高水材料用于含水層治理，其使用環(huán)境均為富水體。試驗(yàn)表明：充分混合的超高水材料漿體進(jìn)入水體中時(shí)，仍可形成固結(jié)體并有一定強(qiáng)度。當(dāng)超高水材料漿液進(jìn)入水體中后，巖溶中部分水體將參與固結(jié)反應(yīng)，所形成的充填體體積較原漿體增大，強(qiáng)度有所降低。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：原漿體水灰比在3：1-8：1時(shí)，漿液在水體中形成的充填體體積可增加40-100％，單軸抗壓強(qiáng)度可達(dá)2.0MPa-0.2MPa。水體中形成充填體體積大小與原漿液的水灰比、溫度及攪拌時(shí)間有關(guān)。

根據(jù)不同工程的需求，可通過調(diào)節(jié)超高水材料漿體入水水灰比、溫度及攪拌時(shí)間，確定超高水材料的經(jīng)濟(jì)用量，同時(shí)控制溶洞中充填體形成的體積量及強(qiáng)度，以保證充填體的強(qiáng)度既可抵抗一定水壓又可支撐水泥充填體注漿壓力。此外超高水材料漿體所形成的固結(jié)體具有微膨脹性，可以與溶洞和裂隙巖面緊密貼合，增強(qiáng)了兩者之間的密閉性，解決了單純利用水泥需要二次注漿的問題。當(dāng)巖石溶洞被超高水材料固結(jié)體充填密實(shí)后，其鉆孔通道采用普通水泥漿加壓注漿，用以封堵通向煤層的導(dǎo)水裂隙通道并提高整個(gè)充填體強(qiáng)度，增強(qiáng)孔洞之上巖體的整體性，保證注漿加固效果。