1、体设计和设备选型，山东肥城博达工贸公司于年月在东井建成了地面注浆站并投入使用。实施对东井煤底板及其下部本溪灰岩含水层进行注浆堵水。根据现场实际情况，结合井上下位置关系综合考虑道路供电通讯水源等因素选择合理注浆站位置。土建工程在地与奥灰水之间有定水力联系，所以为了矿井安全生产煤层顺利开采，对煤层底板以及本溪灰岩含水层进行注浆改造工作刻不容缓，势在必行。基于本矿井注浆改造工作必要性和重要性以及试采区水文地质条件复杂性，在前期试采过程中采用了注浆加固煤底板及煤下伏本溪灰岩含水层注浆堵水防治技术措施，并进行带压开采。从年初，葛泉矿东井便开始进行煤层底板水泥浆注浆改造工程，到目前为止已成功加固了三个回采工作面，并全部回采完毕。前期注浆工程主要使用单液水泥浆，总注入水泥万吨，采出原煤万吨。但是注浆水泥用量大成本高。为了降低注浆改造成本取得更好注浆改造效果，近阶段葛泉矿对东井部分煤层底板以及本溪灰岩含水层采用了粘土水泥浆浆液进行注浆改造试验。工业性试验证明，浆液成本低悬浮性好浆液扩散距离大，注浆堵水效果较好。所以，粘土水泥浆作为葛泉矿东井开采下组煤底板及下伏本溪灰岩注浆改造材料是完全可行。矿井概况葛泉矿井位于沙河市下解村附近，东距京广铁路褡裢站，北距邢台市约。本矿井铁路专用线与京广铁路相通，公路交通四通八达，交通相当便利。葛泉矿东井为葛泉矿井田部分，位于葛泉井田南翼，处于大油村向斜内，断层以北，北以断层及煤露头线为界，南以断层为界，西以为界，东以煤层露头线为界，走向长约，倾斜宽约，面积，葛泉矿东井位于西油村大油村带，距。
2、液成本元水泥粘土水玻璃单液水泥浆元粘土水泥浆元由表中统计结果可见，配制相同方量浆液，粘土水泥浆较单液水泥浆成本低，每方浆液将节约成本元。按吨水泥能制成比重单液水泥浆计算，制成粘土水泥浆可节约费用元。工作面注水泥万吨工作面注水泥万吨工作面注水泥万吨。三个工作面共注水泥约万吨，若采用粘土水泥浆可节约费用万元，经济效益十分可观。另外，根据地面预注浆经验可知，粘土水泥浆较单液水泥浆可以节约水泥，所以在工作面注浆中，若是注粘土水泥浆，将可以节约水泥万吨左右，节约成本万元，再结合每吨水泥节约成本元，可以预测可以共节约成本矿井水害历史与现状目前，葛泉矿东井下组煤试采区尚未发生过灾害性涌水。但在巷道掘进阶段，多处发生底板渗水，此外在巷道掘进过程中，针对底板超前探测钻孔均有涌水，局部钻孔在煤层底板下处即揭露本溪灰岩水。目前，矿井正常涌水量在，主要以大青灰岩水本溪灰岩水为主，大青灰岩水占整个矿井涌水量以上，采空区本溪灰岩及其它水占整个矿井涌水量。见表所示表葛泉矿东井区矿井涌水量构成情况览表涌水位置水源涌水量井筒淋水野青及上部水放水孔大青灰岩西翼大巷东翼大巷大青灰岩大青灰岩工作面采空区本溪灰岩及其它水工作面采空区工作面采空区本溪灰岩及其它水本溪灰岩及其它水其它巷道及生产用水混合水合计虽然目前矿井涌水量较小，但是随着开采水平延伸和开采范围扩大，矿井涌水量将逐步增加。注浆改造现实意义据测算，目前，东井煤试采区煤层资源保有储量达万吨，其中以浅万吨，以深万吨，总之东井煤层资源储量相当可观。但是，本区煤开采受到底板水害严重威胁，主要表现。
3、高浆液悬浮性和结石率增加浆液注入量，使得注浆效果更好。注浆质量检验可以采用取芯和在受注地层打检查孔观察涌水量办法进行。浆液注浆成本远远低于单液水泥浆，工期效率也高于单液水泥浆。接顶板，大青灰岩水以顶板淋水形式向掘巷充水。随着工作面巷道向浅部掘进，煤层之间砂质泥岩夹层厚度越来越大，大青灰岩含水层与煤顶板之间距离在，工作面回采过程中，大青灰岩仍然处于冒落导水裂隙带范围之内，将以顶板淋水形式对工作面充水。二本溪灰岩裂隙岩溶承压含水层东井区本溪灰岩平均厚度，井下钻探揭露区平均厚度为。探查孔钻进至本溪灰岩含水层顶部及进入本溪灰岩时单孔涌水量均大于，并且疏放效果很不明显，试疏放过程中本溪灰岩水质资料中标志离子没有大变化。首采工作面底板注浆加固钻孔资料揭露，工作面下段大部分钻孔穿过煤时水量有明显增加，工作面上段个别钻孔钻进至本溪灰岩含水层顶部即发生掉钻水量猛增现象，单孔涌水量最大可达孔径。本溪灰岩在该范围存在局部风化现象，溶蚀裂隙相当发育，钻孔出大水后，往往冲出较多铁质氧化物风化状灰岩泥岩碎块等。本溪灰岩承压水在局部地段存在原始导升高度，前言葛泉矿东井是葛泉井田下组煤试采区矿井，年月日建成投产，设计年生产能力万吨，主采煤。煤底板至本溪灰岩间距平均左右，底板岩层裂隙发育程度较高，本溪灰岩承压水在局部地段存在原始导升高度，底板裂隙密集发育段可直接到煤底板。存在本溪灰岩水沿导水裂隙上升突破煤层底板，造成井巷突水危害。另据探查钻孔资料显示，本溪灰岩单孔涌水量均大于，并且疏放效果很不明显工作面上段个别钻孔钻进至本溪灰岩含水层顶部。
4、为以下几个方面由于本区处于百泉奥灰岩溶水文地质单元南部迳流区沙河邢台百泉迳流带和高店村张宽百泉迳流带之间相对强迳流地带。地下水补给充分，径流条件畅通。因此，本区奥陶系灰岩含水层历年最高水位，富水性较强，水平煤层底板承受最大水压力达，突水系数最高可达煤下伏本溪灰岩含水层厚度大左右，岩溶裂隙发育，富水性强，且与奥陶系灰岩含水层之间存在密切水力联系，两者已经复合为个含水体本溪灰岩含水层普遍发育导升裂隙，局部发育高度甚至直达煤底板。综合上述，本区煤带压开采水文地质条件表现出薄二强三高特点薄本灰与奥灰之间隔水层薄二强奥灰岩溶发育，巨厚富水性极强本灰厚度大岩溶裂隙发育与奥灰之间存在水力联系，富水性较强三高奥灰水压高本灰导升高突水系数高。复杂水文地质条件使本区防治水工作形势严峻，迫使葛泉矿东井不得不进步重新认识矿井地质水文地质条件，重新评价和定位矿井面临水害类型，采取切实可行矿井防治水技术路线和符合矿井水害特点矿井防治水方法与措施，以确保矿井生产安全。因此，研究适合本区科学合理带压开采防治水技术是我们必须直接面对重要课题。为此，葛泉矿东井制订了以疏放顶板大青灰岩水，注浆加固煤底板及全面注浆改造下伏本溪灰岩含水层，使其成为弱含水层或相对隔水层，增加煤至奥陶纪灰岩含水层有效隔水层厚度，封堵奥灰水垂向导升通道防治水技术路线。故注浆加固煤底板及全面注浆改造本溪灰岩是东井防治水工作重要环。注浆站规划根据葛泉矿东井开采下组煤防治水技术路线，煤底板及下部本溪灰岩含水层必须进行注浆堵水。为此，由北京煤科总院建井研究分院进行地面注浆站总。
5、地层等加固。粘土水泥浆由于其中含有粘土成分，并具有特有粘塑性，使得浆液悬浮性大大改善，进而提高了浆液结石率，好悬浮性使得浆液中有效成分不易在含水裂隙中沉降，从而扩大了浆液扩散距离，水玻璃加入，浆液悬浮性更好，扩散半径亦会扩大，所以粘土水泥浆堵水效果好于单液水泥浆。注浆材料强度高低来源水泥用量多少，粘土水泥浆中水泥用量般控制在，所以浆液结石体强度不会太高，浆液主要起到注浆堵水作用，对受注地层强度影响不大单液水泥浆水泥含量高，对应强度也高，所以更适合于地基破碎带矿井装载硐室等特殊地层加固。综上，在本矿井工作面本溪含水层等地层完全可以应用成本低工期短堵水效果好粘土水泥浆作为注浆堵水材料。在本溪灰岩注浆过程中，若是碰见吃浆量较大长时间不升压情况，说明受注地层本溪灰岩中很可能有小溶洞存在，此时对于注浆可以灵活把握，改注成本低相对强度高粉煤灰水泥浆液若是受注本溪灰岩吃浆量很大，并且长时间不升压，则可能遇见大溶洞，此时需要先添加骨料后注浆，采取先注粗浆后注细浆原则，即先填骨料，再注粉煤灰浆液水泥浆液，后注粘土水泥浆。粘土水泥浆注浆经济效益分析粘土水泥浆与单液水泥浆每立方浆液用原料成本对比根据工程注浆实际情况，结合注浆原料单价散装水泥元吨水玻璃元吨粘土约元立方，对配制浆液成本进行对比，具体配制方案如下粘土水泥浆原浆比重水泥用量水玻璃用量单液水泥浆水灰比为浆液比重约其中，粘土含砂量以计算，粘土密度取，计算可知有效粘土单价为元吨。表中比较了分别配制单液水泥浆和粘土浆原料成本。表配制单液水泥浆和浆液成本浆液种类配制浆液原料配制。
6、工期。相比而言，单液水泥浆工期效益远远低于浆液。结论通过粘土水泥浆实验室研究，以及结合本次葛泉矿东井煤底板和本溪灰岩含水层浆液注浆试验结果对于本矿井煤底板和本溪灰岩含水层，粘土水泥浆是种适宜注浆材料。无论从注浆成本注浆工期长距离输送和注浆效果都远远优于单液水泥浆。葛泉矿适宜粘土水泥浆参数范围粘土原浆比重粘土水泥浆比重注浆段长，条件允许时全孔次注浆亦可。注浆终压井下孔口压力在倍以上孔口静水压。注浆终量，完全可以采用粘土水泥浆。对于注浆地层中有溶洞等特殊地层时，可以考虑加入骨料注浆方式或者注入成本较低强度适中粉煤灰水泥浆液。但对于破碎带或松软地层加固应用强度高单液水泥浆。根据不同地层可以灵活调整粘土原浆比重水泥用量以及水玻璃加入量，进而达到扩大浆液扩散距离调高浆液悬浮性和结石率增加浆液注入量，使得注浆效果更好。注浆质量检验可以采用取芯和在受注地层打检查孔观察涌水量办法进行。浆液注浆成本远远低于单液水泥浆，工期效率也高于单液水泥浆。接顶板，大青灰岩水以顶板淋水形式向掘巷充水。随着工作面巷道向浅部掘进，煤层之间砂质泥岩夹层厚度越来越大，大青灰岩含水层与煤顶板之间距离在，工作面回采过程中，大青灰岩仍然处于冒落导水裂隙带范围之内，将以顶板淋水形式对工作面充水。二本溪灰岩裂隙岩溶承压含水层东井区本溪灰岩平均厚度，井下钻探揭露区平均厚度为。探查孔钻进至本溪灰岩含水层顶部及进入本溪灰岩时单孔涌水量均大于，并且疏放效果很不明显，试疏放过程中本溪灰岩水质资料中标志离子没有大变化。首采工作面底板注浆加固钻孔资料揭露，工作面下段大。
参考资料：
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（申报资料）粘土水泥浆在葛泉矿东井9#煤底板及本溪灰岩注浆堵水改造项目可行性申报材料（正文完整）