描述
开 本: 大16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787502040246
编辑推荐
内容全面、系统、科学、实用,对注浆技术研究、教学和注浆工程施工具有很强的参考和指导作用,适合广大注浆科研人员、工程技术人员和有关院校师生学习使用。
内容简介
《注浆技术》由19章组成,详细介绍了矿山建设时期的地面预注浆、立井工作面注浆、井巷工程后注浆、巷道注浆、高压喷射注浆,矿井生产时期的工作面注浆、煤层顶底板注浆、煤壁注浆、采区边界注浆、采空区注浆、帷幕截流注浆以及岩土岩溶堵水加固注浆等,全面阐述了各种注浆材料、注浆工艺以及注浆设备等,深入探讨了注浆理论、注浆水文地质以及注浆施工管理等方面的问题,并有针对性地列举了大量现场注浆工程实例。
《注浆技术》内容全面、系统、科学、实用,对注浆技术研究、教学和注浆工程施工具有很强的参考和指导作用,适合广大注浆科研人员、工程技术人员和有关院校师生学习使用。本书由张永成主编。
《注浆技术》内容全面、系统、科学、实用,对注浆技术研究、教学和注浆工程施工具有很强的参考和指导作用,适合广大注浆科研人员、工程技术人员和有关院校师生学习使用。本书由张永成主编。
目 录
0 注浆技术概论 0.1 注浆技术的发展与进步 0.2 注浆技术创新研究 0.3 注浆材料、工艺和设备的研发 0.3.1 注浆材料 0.3.2 注浆工艺 0.3.3 注浆设备与仪器 0.3.4 注浆规范、规程和标准 0.4 注浆法分类 0.4.1 按照含水层揭露前后分类 0.4.2 按注浆采用的材料分类 0.4.3 按浆液注入工艺分类 0.4.4 按浆液在地层中产生能量的方式分类 0.4.5 按注浆工程地质条件分类 0.4.6 按注浆目的分类 0.5 注浆技术研究內涵 0.5.1 工程地质和水文地质调查 0.5.2 室内配方试验和模型试验 0.5.3 注浆现场工业性试验 1 注浆理论探讨 1.1 概述 1.2 浆液的流变理论 1.2.1 流变性分类 1.2.2 黏性流体 1.2.3 塑性流体 1.2.4 黏性变流体 1.2.5 浆液流态 1.2.6 黏度 1.3 化学注浆概论 1.3.1 岩土注浆渗流机理 1.3.2 地下水对浆液扩散过程的影响 1.3.3 化学浆液对黏土渗透性能的影响 1.3.4 浆液在低渗透介质中的渗透规律 1.4 岩(土)体渗透注浆理论 1.4.1 孔隙土体渗透注浆理论 1.4.2 岩体裂隙渗透注浆 1.4.3 悬浊型浆液在岩土中的渗流 1.4.4 渗透注浆研究评述 1.5 压密注浆原理 1.5.1 压密注浆的浆液 1.5.2 压密注浆的加固作用 1.6 劈裂注浆原理 1.6.1 劈裂注浆的三个阶段 1.6.2 压密注浆与劈裂注浆的关系 1.7 电动化学注浆原理 1.7.1 电渗原理 1.7.2 电化学效应 1.7.3 电渗固结原理 2 注浆水文地质工作 2.1 井筒检查孔 2.2 井筒工作面钻孔涌水量测定与计算 2.3 竖井井筒涌水量测定与计算 2.3.1 抽水试验方法 2.3.2 渗透系数计算 2.3.3 井(孔)排水影响半径计算 2.3.4 井筒涌水量计算 2.4 流量测井 2.4.1 混合抽水流量测井法 2.4.2 流量测井涌水量计算 2.5 钻孔涌水量计算曲线方程法 2.5.1 曲线类型判别 2.5.2 求a、b系数 2.5.3 求井筒涌水量 2.5.4 井径换算 2.6 矿井水患复矿排水试验的水量计算 2.6.1 浮标测流法 2.6.2 水泵排量法 2.6.3 井巷容积法 2.6.4 淹没容积法 …… 3 注浆材料概述 4 颗粒性注浆材料 5 无颗粒性注浆材料 6 立井地面预注浆 7 立井工作面注浆 8 巷道注浆 9 井巷工程后注浆 10 矿区帷幕截流注浆 11 高压喷射注浆 12 岩土岩溶堵水加固注浆 13 采区注浆 14 钻机与钻具 15 注浆泵与止浆塞 16 注浆工程配套设备 17 注浆技术在水利、建筑等工程中的应用 18 注浆工程管理与监督
前 言
前 言
为了全面深入地总结和呈现注浆技术, 推动注浆技术的不断进步, 满足
广大注浆科研人员、 工程技术人员和注浆施工现场的需要, 我们组织了煤炭、
冶金、水电等系统的科研机构、施工企业的多位注浆专家, 编写了这本 《注
浆技术》。
和以往相比, 本书的内容是较为丰富的, 既包含矿山建设时期的地面预
注浆、立井工作面注浆、 井巷工程后注浆、 巷道注浆、 高压喷射注浆等内容,
又包含矿井生产时期的工作面注浆、 煤层顶底板注浆、 煤壁注浆、 采区边界
注浆、采空区注浆、 帷幕截流注浆以及岩土岩溶堵水加固注浆等, 还详细介
绍了注浆材料、各种注浆工艺以及注浆设备等, 并探讨了注浆理论、 注浆水
文地质以及注浆施工管理等方面的问题。为方便读者理解和运用, 本书列举
了大量的注浆工程实例, 这些实例来源于实践现场, 我们期待它们具有指导、
借鉴和参考价值, 能为读者更好地掌握注浆技术的关键和要点提供帮助。 总
之,本书所集结的内容, 我们力求科学、 实用, 使之能限度地满足注浆
工程从设计到施工再到质量验收的实际需要。
本书的编审工作从2009 年11月份开始启动,到现在为止已有两年半时
间,经历了调研、搜集资料、编写、自审、修改、外审、再修改的复杂编审
过程。在这期间,召开了多次主编会议和审稿会议对书稿内容和质量进行审
查把关,与此同时对书稿进行了多次修改和完善,有的章节修改多达四五次
才后成型。
本书在编写过程中,得到了主编单位、参编单位的大力支持,得到了有
关专家的无私帮助,他们提供了丰富的基础资料和宝贵的修改意见,我们还
引用和参考了同行的文献资料,在这里一并表示衷心感谢。本书的编审, 尽
管我们做了很大的努力,付出了很多的劳动,但由于受专业知识、技术能力、
工作经历和时间精力的限制,内容不免存在错误和不足,欢迎读者批评指正
并不吝赐教,以便我们及时进行修正。
《注浆技术》 编审委员会
二○一二年一月
为了全面深入地总结和呈现注浆技术, 推动注浆技术的不断进步, 满足
广大注浆科研人员、 工程技术人员和注浆施工现场的需要, 我们组织了煤炭、
冶金、水电等系统的科研机构、施工企业的多位注浆专家, 编写了这本 《注
浆技术》。
和以往相比, 本书的内容是较为丰富的, 既包含矿山建设时期的地面预
注浆、立井工作面注浆、 井巷工程后注浆、 巷道注浆、 高压喷射注浆等内容,
又包含矿井生产时期的工作面注浆、 煤层顶底板注浆、 煤壁注浆、 采区边界
注浆、采空区注浆、 帷幕截流注浆以及岩土岩溶堵水加固注浆等, 还详细介
绍了注浆材料、各种注浆工艺以及注浆设备等, 并探讨了注浆理论、 注浆水
文地质以及注浆施工管理等方面的问题。为方便读者理解和运用, 本书列举
了大量的注浆工程实例, 这些实例来源于实践现场, 我们期待它们具有指导、
借鉴和参考价值, 能为读者更好地掌握注浆技术的关键和要点提供帮助。 总
之,本书所集结的内容, 我们力求科学、 实用, 使之能限度地满足注浆
工程从设计到施工再到质量验收的实际需要。
本书的编审工作从2009 年11月份开始启动,到现在为止已有两年半时
间,经历了调研、搜集资料、编写、自审、修改、外审、再修改的复杂编审
过程。在这期间,召开了多次主编会议和审稿会议对书稿内容和质量进行审
查把关,与此同时对书稿进行了多次修改和完善,有的章节修改多达四五次
才后成型。
本书在编写过程中,得到了主编单位、参编单位的大力支持,得到了有
关专家的无私帮助,他们提供了丰富的基础资料和宝贵的修改意见,我们还
引用和参考了同行的文献资料,在这里一并表示衷心感谢。本书的编审, 尽
管我们做了很大的努力,付出了很多的劳动,但由于受专业知识、技术能力、
工作经历和时间精力的限制,内容不免存在错误和不足,欢迎读者批评指正
并不吝赐教,以便我们及时进行修正。
《注浆技术》 编审委员会
二○一二年一月
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注浆技术概论
注浆技术, 煤炭行业统称为注浆,水电行业称为灌浆, 是将一种或几种材料配制成浆
液,用压送设备将其压入裂隙性含水层或软弱松散地层中凝固胶结,起堵水或加固作用的
技术。该技术主要应用于地下工程和地面工程。在地下工程施工中,可以预测到或者遇到
裂隙含水层、灰岩溶洞、 断层破碎带、 软岩、松软土层、淤泥地层、流砂层, 以及透水陷
落柱等极为复杂地层, 这些地层含水丰富、涌水量大, 容易引起突水、坍塌、 冒落等事
故,给机械化施工带来困难,影响工程进度与质量,增加工程成本,有的造成淹井、淹矿
事故,严重的还会造成人员伤亡。 注浆技术包括堵水、截流、 帷幕和岩土加固等诸多技
术, 是预防和治理水害的重要技术之一。
我国煤矿早在20世纪50年代就开始应用注浆技术。 随着煤炭工业的发展,立井、斜
井、巷道、水仓、地下变电站、地下排水泵房等地下工程逐渐增多, 在施工和矿井生产中
遇到了裂隙水、孔隙水、岩溶水等,经常遭遇的高压地下水给施工带来诸多困难,复杂的
水文地质条件促使治理水害的注浆堵水加固技术快速发展起来。 随着注浆工艺、材料和设
备等不断更新,注浆施工组织设计、工程成本核算、施工监察与管理等不断发展,注浆工
程已经成为一套较为完整的系统工程。另外,注浆技术在水电大坝工程、铁路与公路的隧
道桥涵工程、金属及非金属矿山的防水帷幕工程、工业及民用建筑的地基加固工程,以及
一些军事工程中也得到广泛应用。 20 世纪60 年代, 注浆技术开始应用于文物的修复和加
固,如布达拉宫的修缮加固、苏州虎丘塔塔基加固、 意大利比萨斜塔塔基纠偏加固、延安
宝塔山宝塔地基加固、龙门石窟加固工程等。 注浆技术已成为地下工程中治理地下水害和
加固松软地层的不可缺少的技术之一。
注浆技术是一种工艺性技术, 国内外对其工艺和理论的研究尚不能完全满足施工需
要,因此总结施工经验,促使注浆技术快速发展显得越来越重要。
0.1 注浆技术的发展与进步
1802年法国的查理士·柏利尼采用石灰、 黏土浆加固迪普港的砖石砌体, 该年可以
认为是注浆技术应用的起始年,至今已有200 多年的历史。 法国于19 世纪中叶应用注浆
技术对建筑物地基进行加固, 此后该技术相继传入英国和埃及。 当时的注浆技术处于原始
阶段,注浆材料主要是黏土、火山灰、生石灰等简单材料, 可称为黏土注浆时代。 1862
年英国的阿斯普丁研制成功硅酸盐水泥, 1864 年阿里因普瑞贝硬煤矿井的一个井筒
次使用水泥注浆技术,开启了水泥注浆时代,以后水泥注浆技术又相继在比利时、法国和
德国等国家使用。 1885 年,铁琴斯成功地采用地面预注浆技术开凿井筒并获得专利。 此
后,相继出现了压缩空气和类似目前的压力注浆泵等注浆设备,为注浆技术的广泛应用创
造了条件。 1920 年,荷兰工程师尤斯登首次应用水玻璃、氯化钙双液双系统压注法,被
认为是应用化学注浆技术的开始。
从20世纪50 年代开始,注浆技术进入了快速发展时期。在注浆材料方面,高分子聚
合物加固堵水材料出现:美国研制的以丙烯酰胺为主剂的 AM –9 化学注浆材料,其黏度
似水,可以固结流砂层和封堵细小裂隙;日本研制出的与 AM –9 类似的注浆材料日东-
SS;日本研制出的聚氨酯注浆材料 TACSS (塔克斯),有遇水发泡的性能,具有二次渗透
能力,可封堵大裂隙涌水。在注浆工艺方面, 20 世纪60 年代末苏联特殊注浆地质公司
(简称STG) 在井筒地面预注浆方面发明了综合注浆技术并获得专利,由于该技术实际应
用效果良好,技术经济效益高,一些非洲和东欧国家引进了该项专利技术;在同一时期,
日本首先开发了单管旋喷注浆法(CCP工法),以后又开发出了二重管、三重管旋喷注浆
法和高压喷射注浆法等。在注浆孔钻进方面,出现了全液压动力头式钻机。在注浆设备和
仪器方面,大流量、高压力专用注浆泵,系列止浆塞,检测仪器等均已研制成功并得到应
用。
注浆技术在矿井、市政建设、水利工程中作为防水、加固的重要方法,在英国、法
国、德国、南非、美国、日本以及前苏联得到了广泛应用。
我国的注浆技术起步于20 世纪50 年代初期。在煤炭行业,东北的鹤岗矿区、鸡西矿
区和山东淄博煤矿首先采用井壁注浆封堵井筒漏水,山东新汶矿区的张庄立井采用工作面
预注浆,取得了良好的堵水效果。 1958 年前后, 峰峰矿区的薛村煤矿主、副井筒地面预
注浆 (起止深度 31 m 和 81 m) 堵水率达到 96.3%,焦作矿区的李庄立井地面预注浆
(深度180 m) 堵水率达到99.6%。自1955 年在新汶矿区张庄立井采用工作面预注浆取得
成功后,到90 年代末,经不完全统计预注浆施工的井筒有195 个, 其中地面预注浆立井
井筒约有104 个,深地面预注浆钻孔达到1078.2 m; 工作面预注浆的立井、斜井井筒
约有91 个,工作面注浆深度达到1110.4 m,斜井注浆斜长达到1157.6 m。从20
世纪90 年代初期到2009 年,煤炭行业在地面预注浆工程中迅速推广获得国家科技进步二
等奖的 “综合注浆法”,据统计,到2009 年共有94 个立井采用综合注浆法进行地面预注
浆。
20 世纪60 年代中期以后,煤炭、水电、冶金、铁道、交通等行业先后成立了注浆技
术研究机构,跟踪和学习国外的先进技术,研究开发有中国特色的注浆技术。
据统计, 20世纪60—90年代,煤炭行业经过鉴定、评定、验收的注浆技术研究成果
有59 项 (包括国家公关项目), 其中注浆材料9 项, 注浆设备10 项, 注浆法或工艺40
项,有29 个项目分别获地方级、省部级、科技进步奖,其中“开滦矿务局特大透
水灾害的治理” 项目获国家科技进步一等奖。
0.2 注浆技术创新研究
煤炭行业在注浆技术实践和创新取得进步的同时,也出版和发表了一批优秀的注浆技
术专业著作及研究论文: 1973 年由燃化部煤炭科学研究院北京建井研究所(现为天地科
技建井研究院) 张崇瑞、苏坚深等编写的《煤矿注浆堵水资料选编》,由国家图书馆收
藏; 1977 年,由刘兴浦、张崇瑞等编写,煤炭工业出版社出版的《煤矿注浆技术》 一书
在煤炭行业的影响较大; 1985 年,煤炭工业部牵头编纂、煤炭工业出版社出版了《建井
工程手册》,书中由刘兴浦、张著超等编写的第十七篇 “注浆法施工” 被一些煤矿视为治
理水害的临时规范性措施; 1995 年,由煤炭工业部基建司组织, 陆耀华、崔增祁主持编
写,中国矿业大学出版社出版的 《中国煤矿建井技术》 一书中的注浆技术部分, 比较全
面地介绍了立井地面预注浆、工作面预注浆、井壁注浆和其他注浆技术; 2009 年,全国
矿山建设学术会议召开,会后编辑出版了《矿山建设工程技术新进展: 2009 全国矿山建
设学术会议论文集》,其中有关注浆法施工的论文有18 篇。 1991—2009 年,仅在《煤炭
科学技术》 和《建井技术》 两种专业期刊上,发表的有关注浆技术工程应用及注浆技术
理论探讨的科技论文就有230 多篇,论文涉及的范围相当广泛,有综合注浆法和黏土—水
泥注浆法应用于地面预注浆、工作面预注浆和井巷工程注浆的,有注浆材料研究成果
的,有 “三同时” 和 “两平行” 注浆施工法的,有过流砂层、过断层注浆的,有充填、
帷幕、岩溶、软岩、高喷、巷道、管棚、锚注、压密、劈裂、煤壁加固、堵大水、巷道防
火防瓦斯,以及井壁注浆的。
在水电等其他行业, 注浆技术也取得了长足进步。 2010 年 1 月, 由杨晓东主编的
《锚固与注浆技术手册》(第二版) 出版,书中第二篇论述了注浆技术; 2008 年,由刘文
永、王新刚、冯春喜、刘洪波主编的《注浆材料与施工工艺》 出版,该书介绍了注浆材
料、理论、注浆工艺等方面的内容; 2008 年,由蒋硕忠、汪在芹主编的 《科技创新与化
学灌浆:第12次全国化学灌浆学术交流会论文集》 出版,论文集共发表论文99 篇,介绍
了我国化学灌浆事业的发展,还介绍了三峡工程在化学灌浆方面的科技创新:选用 CW 环
氧浆材和水泥—化学复合灌浆技术加固软弱泥化断层破碎带、首次应用国内研制的无毒丙
烯酸盐浆材替代有毒的丙凝浆材、建造大面积化学防渗帷幕、采用包括化学浆材在内的防
渗止水措施等。
0.3 注浆材料、 工艺和设备的研发
0.
3.
1 注浆材料
煤炭科学研究院于1964 年6月首先研制成功以丙烯酰胺为主剂的 MG –646 化学注浆
材料,其性能与 AM –9、日东- SS相似。 1965 年,在开滦范各庄煤矿副立井首次开展使
用 MG –646化学浆液封堵井壁漏水带砂孔的工业性试验,获得成功。中国科学院广东化
学研究所研制的ZH –656、丙强,中国中铁四局和中国建筑科学研究院共同研制的 TKH –
946,水电行业研制的丙凝等材料先后出现,这些材料均是以丙烯酰胺为主剂的化学注浆
材料。 1965 年,煤炭科学研究院研制成功 C –S水泥水玻璃双液浆液,使用该浆液在京广
铁路完县96 号桥的桥基基桩断桩补强加固的工业性试验获得成功。 C – S 浆液从1967 年
开始在工业上大规模应用。该浆液的开发,具有完全的自主知识产权,其特点是既具有水
泥浆的优点,又具备化学浆液的某些可贵性能,凝固时间可从几秒到几十分钟,时间可以
准确控制,使水泥注浆法又向前迈进了一大步。 1968 年,出现了 HB –689 注浆材料, 它
是以尿素—甲醛为主剂的化学注浆材料,该材料在河南鹤壁鹿楼煤矿副井和东风矿进行了
井壁注浆堵水试验,效果较好,但是甲醛刺激性气味太大,对人体有害,后被逐渐停用。
以后又相继研制出以脲醛树脂为主剂的化学注浆材料。 1973 年,聚氨酯 PU 浆液(当时称
为 PM 浆液) 研制成功,它的性能类似塔克斯,同年5月在广西南宁沙井煤矿主斜井进行
了工业性试验,取得一定成效。不久,水溶性聚氨酯 WPU 浆液也很快被研制出来。上海
隧道工程股份有限公司和天津大学也相继开发了这种浆液,有的称之为 “氰凝”,有的称
之为 “堵漏王”。与此同时,国内其他单位也研制出以甲基丙烯酸甲酯为主剂的甲凝注浆
注浆技术, 煤炭行业统称为注浆,水电行业称为灌浆, 是将一种或几种材料配制成浆
液,用压送设备将其压入裂隙性含水层或软弱松散地层中凝固胶结,起堵水或加固作用的
技术。该技术主要应用于地下工程和地面工程。在地下工程施工中,可以预测到或者遇到
裂隙含水层、灰岩溶洞、 断层破碎带、 软岩、松软土层、淤泥地层、流砂层, 以及透水陷
落柱等极为复杂地层, 这些地层含水丰富、涌水量大, 容易引起突水、坍塌、 冒落等事
故,给机械化施工带来困难,影响工程进度与质量,增加工程成本,有的造成淹井、淹矿
事故,严重的还会造成人员伤亡。 注浆技术包括堵水、截流、 帷幕和岩土加固等诸多技
术, 是预防和治理水害的重要技术之一。
我国煤矿早在20世纪50年代就开始应用注浆技术。 随着煤炭工业的发展,立井、斜
井、巷道、水仓、地下变电站、地下排水泵房等地下工程逐渐增多, 在施工和矿井生产中
遇到了裂隙水、孔隙水、岩溶水等,经常遭遇的高压地下水给施工带来诸多困难,复杂的
水文地质条件促使治理水害的注浆堵水加固技术快速发展起来。 随着注浆工艺、材料和设
备等不断更新,注浆施工组织设计、工程成本核算、施工监察与管理等不断发展,注浆工
程已经成为一套较为完整的系统工程。另外,注浆技术在水电大坝工程、铁路与公路的隧
道桥涵工程、金属及非金属矿山的防水帷幕工程、工业及民用建筑的地基加固工程,以及
一些军事工程中也得到广泛应用。 20 世纪60 年代, 注浆技术开始应用于文物的修复和加
固,如布达拉宫的修缮加固、苏州虎丘塔塔基加固、 意大利比萨斜塔塔基纠偏加固、延安
宝塔山宝塔地基加固、龙门石窟加固工程等。 注浆技术已成为地下工程中治理地下水害和
加固松软地层的不可缺少的技术之一。
注浆技术是一种工艺性技术, 国内外对其工艺和理论的研究尚不能完全满足施工需
要,因此总结施工经验,促使注浆技术快速发展显得越来越重要。
0.1 注浆技术的发展与进步
1802年法国的查理士·柏利尼采用石灰、 黏土浆加固迪普港的砖石砌体, 该年可以
认为是注浆技术应用的起始年,至今已有200 多年的历史。 法国于19 世纪中叶应用注浆
技术对建筑物地基进行加固, 此后该技术相继传入英国和埃及。 当时的注浆技术处于原始
阶段,注浆材料主要是黏土、火山灰、生石灰等简单材料, 可称为黏土注浆时代。 1862
年英国的阿斯普丁研制成功硅酸盐水泥, 1864 年阿里因普瑞贝硬煤矿井的一个井筒
次使用水泥注浆技术,开启了水泥注浆时代,以后水泥注浆技术又相继在比利时、法国和
德国等国家使用。 1885 年,铁琴斯成功地采用地面预注浆技术开凿井筒并获得专利。 此
后,相继出现了压缩空气和类似目前的压力注浆泵等注浆设备,为注浆技术的广泛应用创
造了条件。 1920 年,荷兰工程师尤斯登首次应用水玻璃、氯化钙双液双系统压注法,被
认为是应用化学注浆技术的开始。
从20世纪50 年代开始,注浆技术进入了快速发展时期。在注浆材料方面,高分子聚
合物加固堵水材料出现:美国研制的以丙烯酰胺为主剂的 AM –9 化学注浆材料,其黏度
似水,可以固结流砂层和封堵细小裂隙;日本研制出的与 AM –9 类似的注浆材料日东-
SS;日本研制出的聚氨酯注浆材料 TACSS (塔克斯),有遇水发泡的性能,具有二次渗透
能力,可封堵大裂隙涌水。在注浆工艺方面, 20 世纪60 年代末苏联特殊注浆地质公司
(简称STG) 在井筒地面预注浆方面发明了综合注浆技术并获得专利,由于该技术实际应
用效果良好,技术经济效益高,一些非洲和东欧国家引进了该项专利技术;在同一时期,
日本首先开发了单管旋喷注浆法(CCP工法),以后又开发出了二重管、三重管旋喷注浆
法和高压喷射注浆法等。在注浆孔钻进方面,出现了全液压动力头式钻机。在注浆设备和
仪器方面,大流量、高压力专用注浆泵,系列止浆塞,检测仪器等均已研制成功并得到应
用。
注浆技术在矿井、市政建设、水利工程中作为防水、加固的重要方法,在英国、法
国、德国、南非、美国、日本以及前苏联得到了广泛应用。
我国的注浆技术起步于20 世纪50 年代初期。在煤炭行业,东北的鹤岗矿区、鸡西矿
区和山东淄博煤矿首先采用井壁注浆封堵井筒漏水,山东新汶矿区的张庄立井采用工作面
预注浆,取得了良好的堵水效果。 1958 年前后, 峰峰矿区的薛村煤矿主、副井筒地面预
注浆 (起止深度 31 m 和 81 m) 堵水率达到 96.3%,焦作矿区的李庄立井地面预注浆
(深度180 m) 堵水率达到99.6%。自1955 年在新汶矿区张庄立井采用工作面预注浆取得
成功后,到90 年代末,经不完全统计预注浆施工的井筒有195 个, 其中地面预注浆立井
井筒约有104 个,深地面预注浆钻孔达到1078.2 m; 工作面预注浆的立井、斜井井筒
约有91 个,工作面注浆深度达到1110.4 m,斜井注浆斜长达到1157.6 m。从20
世纪90 年代初期到2009 年,煤炭行业在地面预注浆工程中迅速推广获得国家科技进步二
等奖的 “综合注浆法”,据统计,到2009 年共有94 个立井采用综合注浆法进行地面预注
浆。
20 世纪60 年代中期以后,煤炭、水电、冶金、铁道、交通等行业先后成立了注浆技
术研究机构,跟踪和学习国外的先进技术,研究开发有中国特色的注浆技术。
据统计, 20世纪60—90年代,煤炭行业经过鉴定、评定、验收的注浆技术研究成果
有59 项 (包括国家公关项目), 其中注浆材料9 项, 注浆设备10 项, 注浆法或工艺40
项,有29 个项目分别获地方级、省部级、科技进步奖,其中“开滦矿务局特大透
水灾害的治理” 项目获国家科技进步一等奖。
0.2 注浆技术创新研究
煤炭行业在注浆技术实践和创新取得进步的同时,也出版和发表了一批优秀的注浆技
术专业著作及研究论文: 1973 年由燃化部煤炭科学研究院北京建井研究所(现为天地科
技建井研究院) 张崇瑞、苏坚深等编写的《煤矿注浆堵水资料选编》,由国家图书馆收
藏; 1977 年,由刘兴浦、张崇瑞等编写,煤炭工业出版社出版的《煤矿注浆技术》 一书
在煤炭行业的影响较大; 1985 年,煤炭工业部牵头编纂、煤炭工业出版社出版了《建井
工程手册》,书中由刘兴浦、张著超等编写的第十七篇 “注浆法施工” 被一些煤矿视为治
理水害的临时规范性措施; 1995 年,由煤炭工业部基建司组织, 陆耀华、崔增祁主持编
写,中国矿业大学出版社出版的 《中国煤矿建井技术》 一书中的注浆技术部分, 比较全
面地介绍了立井地面预注浆、工作面预注浆、井壁注浆和其他注浆技术; 2009 年,全国
矿山建设学术会议召开,会后编辑出版了《矿山建设工程技术新进展: 2009 全国矿山建
设学术会议论文集》,其中有关注浆法施工的论文有18 篇。 1991—2009 年,仅在《煤炭
科学技术》 和《建井技术》 两种专业期刊上,发表的有关注浆技术工程应用及注浆技术
理论探讨的科技论文就有230 多篇,论文涉及的范围相当广泛,有综合注浆法和黏土—水
泥注浆法应用于地面预注浆、工作面预注浆和井巷工程注浆的,有注浆材料研究成果
的,有 “三同时” 和 “两平行” 注浆施工法的,有过流砂层、过断层注浆的,有充填、
帷幕、岩溶、软岩、高喷、巷道、管棚、锚注、压密、劈裂、煤壁加固、堵大水、巷道防
火防瓦斯,以及井壁注浆的。
在水电等其他行业, 注浆技术也取得了长足进步。 2010 年 1 月, 由杨晓东主编的
《锚固与注浆技术手册》(第二版) 出版,书中第二篇论述了注浆技术; 2008 年,由刘文
永、王新刚、冯春喜、刘洪波主编的《注浆材料与施工工艺》 出版,该书介绍了注浆材
料、理论、注浆工艺等方面的内容; 2008 年,由蒋硕忠、汪在芹主编的 《科技创新与化
学灌浆:第12次全国化学灌浆学术交流会论文集》 出版,论文集共发表论文99 篇,介绍
了我国化学灌浆事业的发展,还介绍了三峡工程在化学灌浆方面的科技创新:选用 CW 环
氧浆材和水泥—化学复合灌浆技术加固软弱泥化断层破碎带、首次应用国内研制的无毒丙
烯酸盐浆材替代有毒的丙凝浆材、建造大面积化学防渗帷幕、采用包括化学浆材在内的防
渗止水措施等。
0.3 注浆材料、 工艺和设备的研发
0.
3.
1 注浆材料
煤炭科学研究院于1964 年6月首先研制成功以丙烯酰胺为主剂的 MG –646 化学注浆
材料,其性能与 AM –9、日东- SS相似。 1965 年,在开滦范各庄煤矿副立井首次开展使
用 MG –646化学浆液封堵井壁漏水带砂孔的工业性试验,获得成功。中国科学院广东化
学研究所研制的ZH –656、丙强,中国中铁四局和中国建筑科学研究院共同研制的 TKH –
946,水电行业研制的丙凝等材料先后出现,这些材料均是以丙烯酰胺为主剂的化学注浆
材料。 1965 年,煤炭科学研究院研制成功 C –S水泥水玻璃双液浆液,使用该浆液在京广
铁路完县96 号桥的桥基基桩断桩补强加固的工业性试验获得成功。 C – S 浆液从1967 年
开始在工业上大规模应用。该浆液的开发,具有完全的自主知识产权,其特点是既具有水
泥浆的优点,又具备化学浆液的某些可贵性能,凝固时间可从几秒到几十分钟,时间可以
准确控制,使水泥注浆法又向前迈进了一大步。 1968 年,出现了 HB –689 注浆材料, 它
是以尿素—甲醛为主剂的化学注浆材料,该材料在河南鹤壁鹿楼煤矿副井和东风矿进行了
井壁注浆堵水试验,效果较好,但是甲醛刺激性气味太大,对人体有害,后被逐渐停用。
以后又相继研制出以脲醛树脂为主剂的化学注浆材料。 1973 年,聚氨酯 PU 浆液(当时称
为 PM 浆液) 研制成功,它的性能类似塔克斯,同年5月在广西南宁沙井煤矿主斜井进行
了工业性试验,取得一定成效。不久,水溶性聚氨酯 WPU 浆液也很快被研制出来。上海
隧道工程股份有限公司和天津大学也相继开发了这种浆液,有的称之为 “氰凝”,有的称
之为 “堵漏王”。与此同时,国内其他单位也研制出以甲基丙烯酸甲酯为主剂的甲凝注浆
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