[发明专利]矿山井下微裂隙注浆封堵材料及制浆注浆工艺

说明书

本发明公开了一种矿山井下微裂隙注浆封堵材料及制浆注浆工艺,其中封堵材料组成成份包括膨润土、超细水泥、水玻璃和水，其中，水的质量与膨润土和超细水泥两者质量之和的水固比为0.8:1～4:1，超细水泥与膨润土的质量灰土比为1:1～1:3，水玻璃添加量为超细水泥的2％～10％。本发明对于井下微裂隙富水地层注浆堵水率较高，固化效果好，浆液流动性好，有效解决细微裂隙的充填效果问题，满足并达到设计要求。

技术领域

本发明涉及矿山井下注浆技术领域，尤其涉及一种矿山井下微裂隙注浆封堵材料及制浆注浆工艺。

背景技术

在裂隙大水矿山的巷道掘进过程中，经常会碰到微裂隙涌水或者富水破碎带涌水，这些微裂隙往往与大的导水通道沟通，富水性强，注浆难度大，容易碰到“小裂隙，出大水，不吃浆，注浆难”的技术难题，需要从注浆材料、注浆工艺和布孔方式上面解决。如马钢罗河铁矿主副井井筒穿过次生石英岩含水层，由于裂隙的开度太小且含有泥质物，水泥灌浆根本无法解决问题，造成工期延迟两年多；马鞭山铁矿竖井及平巷多次碰到裂隙出水，注浆无法解决，导致多次淹井停产；白象山铁矿竖井及平巷多次遇到高岭土化裂隙破碎带，导致推迟达产；庐江黄屯硫铁矿竖井由于注浆难度大，采用冷冻法进行竖井防治水，导致单条竖井防治水施工费近千万元。

从矿山开发的总体趋势看，特殊含水层的防治水问题越来越多，特别是矿山基建期问题突出，需要从注浆材料等方面解决问题。目前注浆浆液的品种繁多，从最早的粘土、水泥，发展到水泥水玻璃、超细水泥以及各种化学注浆材料等。但针对微裂隙注浆，现有的注浆材料存在以下问题：(1)传统的硅酸盐水泥类注浆材料，具有固结体强度高、耐久性好、材料来源丰富、工艺设备简单、成本较低等优点，应用比较广泛，但普通水泥颗粒粒径较大，一般为10um～80um，无法注入小于0.2mm以下的微裂隙中，因此应用效果受到限制。(2)化学浆液低粘度、可注性好，可以弥补普通水泥的弱点能够满足注浆中泵入微小裂隙的需求；但化学注浆材料价格高，且有不同程度的污染问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种注入性好、成本低、污染小的矿山井下微裂隙注浆封堵材料及制浆注浆工艺。

本发明提供的这种矿山井下微裂隙注浆封堵材料，该材料的组成成份包括膨润土、超细水泥、水玻璃和水，其中，水的质量与膨润土和超细水泥两者质量之和的水固比为0.8:1～4:1，超细水泥与膨润土的质量灰土比为1:1～1:3，水玻璃添加量为超细水泥的2％～10％。

所述膨润土为钠基膨润土。

所述膨润土的含水率为5.9％。

所述膨润土中固体颗粒的粒径均不大于0.25mm，其中，0.25～0.075mm的粒径占比为2％，0.075～0.005mm的粒径占比为30.1％，0.005～0.002mm的粒径占比为12.7％，小于0.002mm的粒径占比为55.2％。

本发明这种适用于上述矿山井下微裂隙注浆封堵材料的制浆注浆工艺，包括如下步骤：

S1、定位注浆孔和检查孔

S11、在巷道断面上设计一圈沿其轮廓线布置的开孔直径为Φ110mm、终孔直径不小于Φ50mm、深度60m的注浆孔；各注浆孔的钻孔方向均统一向外偏离巷道1～3.8°，沿巷道断面邦边布置的注浆孔在其开孔处距离巷道邦边0.5m，沿巷道断面顶板布置的注浆孔在其开孔处距离巷道顶板1m，沿巷道断面底边布置的注浆孔在其开孔处距离巷道底边0.8m，各注浆孔的终孔落点距巷道轮廓线3m；

在巷道断面中心布设一与注浆孔大小深度相同的检查孔；

S12、将上述注浆孔分为沿巷道断面轮廓线走向依次交替布置的一序孔和二序孔，且位于巷道断面四个角部的孔均为一序孔；

S13、由浅至深将所有一序孔和二序孔分为一段、二段、……n段,n为正整数；

S2、开孔