本發明專利技術涉及一種煤礦或隧道工程中富水流沙圍巖的注漿加固工藝，包括針對富水粉細流沙圍巖進行真空抽水，并同時將化學注漿漿液注入富水粉細流沙圍巖中，通過“置換”富水粉細流沙中的50％以上孔隙水而起到漿液滲透、擴散或擠壓進富水粉細流沙圍巖中，起到對富水粉細流沙層的充填、膠結和固結作用，注漿區域范圍和深度范圍不發生垮塌。通過一邊真空抽取富水流沙圍巖中的水，一邊采用低壓慢注漿技術，用超低粘度、一定親水性的化學注漿漿液置換富水流沙圍巖地層中的水，從而實現富水流沙圍巖能達到一定的自穩性和自承載性能力。一定的自穩性和自承載性能力。一定的自穩性和自承載性能力。
【技術實現步驟摘要】
煤礦或隧道工程中富水流沙圍巖的注漿加固工藝及設備
[0001]本專利技術涉及一種針對于煤礦或隧道工程圍巖的注漿加固技術，尤其是煤礦立井、斜井或隧道掘進中遇到富水粉細流沙圍巖等疑難地質結構時的注漿加固技術。
技術介紹
[0002]煤礦立井、斜井或隧道掘進中常常會遇到富水粉細流沙圍巖等疑難地質結構，因富水粉細流沙具有極不穩定性和自流動性，其有效掘進和支護是地下工程界的難題。地下工程施工中對于不穩定性圍巖的控制措施，一般都是通過注漿技術，實現注漿材料對松散、無自穩性的散粒體圍巖充填、膠結成具有一定完整性和自穩性的連續性圍巖體，然后采取有效支護措施。富水粉細流沙圍巖因流沙粉細粒徑非常細小且水共混、圍巖內部基本不存在微細孔隙，結構極其不穩定，注漿措施時無法施壓，漿液無法滲透、擴散和擠壓進粉細沙層內部，無法實現對粉細砂圍巖充填、和膠結作用。所以，富水粉細流沙層的注漿一直是國內外的難題。
[0003]由于富水粉細流沙圍巖地質具有較大的流動性、水沙分離性難、圍巖結構極其不穩定性，而正常的施工作業機械設備無法在這樣的圍巖中施工作業，容易發生塌陷和涌沙事故。地下工程施工中遇到這類復雜疑難地質時，冷凍法施工是比較成功的技術措施。
[0004]然而，冷凍法施工存在造價昂貴、工藝技術較復雜等問題。冷凍法是液氮對富水粉細流沙層整體實施超低溫凍結辦法，把粉細砂和水一起凍結整連續圍巖，然后采取有效掘進措施、有效支護措施和有效防水及排水措施等通過富水粉細流沙層。但是液氮冷凍施工周期較長，一般至少一個月工期或更長，且施工后需要在非常低的溫度下掘進施工作業，對人體有一點的凍傷危險性。同時在施工后期因圍巖逐漸恢復后，因支護結構內部是流動性富水粉細流沙層，也容易因局部圍巖控制不當發生局部圍巖變形、涌漏水(涌沙)安全事故。
[0005]注漿固結技術是地下工程中遇到的一般性破碎、不完整圍巖的有效治理措施，但是針對富水流沙圍巖地層，由于圍巖地層中充滿水，現有的注漿固結技術在注漿時漿液無法滲透，也無法有效分散。也就是說，基于現有的注漿固結技術，無法通過注漿壓力壓注漿液進入或分散到富水流沙地層中對富水流沙的超細粒徑散粒體實施固結，從而無法把具有一定流態性的富水流沙層變成一定自穩性和自承載性的穩定結構。
技術實現思路
[0006](一)要解決的技術問題
[0007]鑒于現有技術的上述缺點、不足，本專利技術提供一種煤礦或隧道工程中富水流沙圍巖的注漿加固工藝，其能夠代替冷凍法施工，避免冷凍法存在的各類問題，同時也解決了現有注漿固結技術不適用于富水流沙圍巖，無法良好分散使其形成自穩定和自承載性穩定結構的技術問題。
[0008](二)技術方案
[0009]為了達到上述目的，本專利技術采用的主要技術方案包括：
[0010]一種煤礦或隧道工程中富水流沙圍巖的注漿加固工藝，包括在富水粉細流沙圍巖內真空抽水點進行真空抽水，并同時將化學注漿漿液自注漿點注入富水粉細流沙圍巖中，直至富水粉細流沙圍巖中至少50％的水被化學注漿漿液置換。
[0011]優選地，所述化學注漿漿液包括超低粘度的非水反應型雙組分聚氨酯注漿材料或丙烯酸鹽注漿材料。
[0012]優選地，所述化學注漿漿液的粘度小于10mPa.s。
[0013]優選地，非水反應型雙組分聚氨酯注漿材料或丙烯酸鹽注漿材料包括非水反應型雙組分聚氨酯注漿材料，A組分和B組分粘度都在10mPa.s以下，混合漿液粘度也在10mPa.s以下，且凝結時間現場依據注漿情況通過添加一定催化劑而調整。丙烯酸鹽注漿材料由A組分、B組分和C組分三組分組成，各組分粘度都小于10mPa.s，混合粘度一樣小于10mPa.s，凝結時間可以通過C組分的量來調整。
[0014]超低粘度的非水反應型雙組分聚氨酯注漿材料，其A組分包括低粘度聚醚多元醇、有機金屬催化劑及助劑丙二醇單乙醚或乙二醇單乙醚等醇醚類單一組分或混合組分等組成；其中B組分是聚合MDI、植物油甲酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯等組成。
[0015]丙烯酸鹽注漿材料，其中A組分是丙烯酸鎂或丙烯酸鈣鹽水溶液及抗氧化劑組成；B組分是丙烯酸丁酯或辛酯類水溶液等組成；C組分是無機過氧化鹽溶液，如過氧化硫酸銅、過氧化硫酸鋇、過氧化鈣、過氧化鎂等水溶液。
[0016]優選地，所述化學注漿漿液通過低壓慢注的方式注入富水粉細流沙圍巖中，注漿壓力1MPa以內，注漿速率和真空抽水速率小于10L/min。
[0017]優選地，真空抽水點和注漿點位于富水流沙圍巖地層內1.5
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3.5米深。
[0018]優選地，所述真空抽水點和注漿點在流沙圍巖內的同一深度平面上相互間隔、相互交錯地分布。
[0019]本專利技術還公開一種實施前述任意一種注漿加固工藝的設備，包括真空抽水組件和注漿組件，所述真空抽水組件包括與真空泵和儲水容器連接的抽水管，所述注漿組件包括與加壓噴槍和儲漿容器連接的注漿管；所述抽水管和注漿管包括1.5
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3.5米的直管段，所述直管段的前端0.5
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1米長度范圍內周向分布有小孔，孔徑0.5
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0.8毫米。
[0020]優選地，所述直管段和所述儲水容器之間包括透明管段。
[0021]優選地，所述真空抽水組件和所述注漿組件分別包括真空抽水流量調節裝置和注漿流量調節裝置，用于使注漿流量與真空抽水流量相匹配。
[0022](三)有益效果
[0023]本專利技術的技術效果在于：采用真空抽水配合低壓慢注漿技術，通過用一定親水性的化學注漿漿液“置換”富水粉細流沙中的50％以上孔隙水而起到漿液滲透、擴散或擠壓進富水粉細流沙圍巖中，起到對富水粉細流沙層的充填、膠結和固結作用，使富水流沙圍巖具有一定的自穩性和自承載性能力，注漿區域范圍和深度范圍不發生垮塌。
附圖說明
[0024]圖1為本專利技術的工藝中插入在富水粉沙層中的抽水管和注漿管的分布示意圖；
[0025]圖2為插入富水粉沙層中的真空抽水組件的結構示意圖；
[0026]圖3為插入富水粉沙層中的抽水管或注漿管的結構示意圖。
具體實施方式
[0027]為了更好的解釋本專利技術，以便于理解，下面結合附圖，通過具體實施方式，對本專利技術作詳細描述。
[0028]本專利技術優選實施例的富水粉細流沙圍巖的注漿加固工藝包括，針對流沙圍巖在設定的若干真空抽水點進行真空抽水，并同時將化學注漿漿液自設定的若干注漿點注入富水粉細流沙圍巖中，漿液在流沙圍巖中逐漸擴散，直至流沙圍巖中至少50％的水被化學注漿漿液置換。這樣，可以實現富水流沙圍巖能達到一定的自穩性和自承載性能力。
[0029]所述化學注漿漿液包括超低粘度(特別是粘度小于10mPa.s)的非水反應型雙組分聚氨酯注漿材料或丙烯酸鹽注漿材料，漿液的凝固時間可控。非水反應型雙組分聚氨酯注漿材料或丙烯酸鹽注漿材料，包括非水反應型雙組分聚氨酯注漿材料，A組分和B組分粘度都在10mPa.s以下，混合漿液粘度也在10mPa.s以下，且凝結時間現場本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種煤礦或隧道工程中富水流沙圍巖的注漿加固工藝，包括在富水粉細流沙圍巖內真空抽水點進行真空抽水，并同時將化學注漿漿液自注漿點注入富水粉細流沙圍巖中，直至富水粉細流沙圍巖中游離的水至少50％以上被化學注漿漿液置換。2.根據權利要求1所述的注漿加固工藝，其特征在于，所述化學注漿漿液包括超低粘度的非水反應型雙組分聚氨酯注漿材料或丙烯酸鹽注漿材料。3.根據權利要求2所述的注漿加固工藝，其特征在于，所述化學注漿漿液的粘度小于10mPa.s。4.根據權利要求2所述的注漿加固工藝，其特征在于，非水反應型雙組分聚氨酯注漿材料或丙烯酸鹽注漿材料。5.根據權利要求2所述的注漿加固工藝，其特征在于，所述化學注漿漿液通過低壓慢注的方式注入富水粉細流沙圍巖中，注漿壓力1MPa以內，注漿速率和真空抽水速率小于10L/min。6.根據權利要求1所述的注漿加固工藝，其特征在于，真空抽水點和注漿點位于富水流沙圍巖地層內1.5
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【專利技術屬性】
技術研發人員：吳懷國，王艷艷，魏宏亮，馬瑞杰，田玉春，馬國慶，韓澍，
申請(專利權)人：王艷艷，
類型：發明
國別省市：
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