郭斌
身份证号码：14052419830113****，山西太原030000
摘要：煤矿的开采环境比较差，并且生产工艺复杂、技术含量高，经常会因为自然因素、生产因素等造成煤矿井巷淋水问题，使得井巷支护质量下降，影响煤矿开采的顺利进行。化学高分子材料具有良好的化学性能，性能优良，并且具备各种塑料材料的优点，拥有防腐耐磨、自润滑、耐低温、不易吸水和密度小等特点，将其应用在煤矿井巷淋水治理中具有非常高的经济效益和安全效益，可以有效减小淋水范围，实现局部滴水，为煤矿开采生产创造良好条件。
关键词：煤矿井巷淋水;化学高分子材料;淋水治理
煤矿井巷淋水是煤矿开采生产过程中经常遇到的问题，直接影响煤矿井巷支护以及注浆工艺的使用，必须得到有效的治理，以此确保煤矿生产顺利进行。在煤矿井巷淋水治理中，使用化学高分子材料进行注浆加固是目前使用比较广泛的工艺技术，获得了非常好的治理效果，有效的控制住煤矿井巷淋水问题，缩小淋水范围，提高煤矿开采安全性。
1煤矿井巷淋水问题
煤矿开采的环境比较恶劣，容易受到自然因素以及生产工艺因素的双重影响，而引发煤矿井巷淋水问题，影响煤矿开采的顺利进行。煤矿开采过程中，如果是永久巷道的话，其防水等级需要达到三级，即允许出现少量淋水点，但是不可以出现线流和漏泥沙，24小时漏水量小于0.5L/（[已上标]m2·d）。煤矿开采生产时，掘机需要穿过煤顶板的含水砂层，如果淋水量过大就不得不停止掘进，组织人员进行钻孔放水，从而为后续的掘进创造良好条件。煤矿井巷淋水问题严重会在锚索、锚杆孔处形成线流，导致掘机频繁发生运行故障，并且容易造成迎头积水和水沟堵塞，需要经常清淤，严重影响煤矿开采生产。另外，煤矿井巷淋水问题会造成井巷喷浆效果变差，在淋水影响下使得砼不挂壁，增大了煤矿井巷铺地硬化的难度。煤矿井巷淋水不仅会造成井巷积水、底板泥泞，而且会对生产工作人员的身心健康造成不利影响，淋水富含盐碱，具有较强腐蚀性，对设备、设施造成损坏，给煤矿开采生产造成非常多的安全隐患。
3化学高分子材料在煤矿井巷淋水治理中的应用
3.1化学高分子材料选择
煤矿井巷淋水治理的基本原则是堵导结合，即同时进行导水处理和堵水处理。其中，在对煤矿井巷淋水进行堵水处理的时候，目前使用最多的就是注浆工艺技术，需要使用到化学高分子材料，对煤矿井巷淋水点进行有效封堵，减少漏水点，控制漏水量。化学高分子材料的选择合理与否，直接决定了注浆工艺使用效果，决定了煤矿井巷淋水治理的结果。在使用化学高分子材料之前，煤矿井巷淋水治理中的注浆堵水处理，使用的主要材料是水泥和黏土材料，虽然可以起到一定的堵水作用，但是因为材料拥有细小孔隙，地水压力大、流速快，使得注浆堵水效果不尽如人意。所以，在经过多年的研究和生产试验，收集了大量国内外煤矿井巷淋水治理经验及案例，选择将化学高分子材料应用在煤矿井巷淋水治理中，获得了更好的治理效果。在使用化学高分子材料进行煤矿井巷淋水治理时，既要考虑到注浆堵水效果，又要考虑到材料成本，选择了以聚氨酯类化学高分子材料作为主要注浆堵水材料，将其和水泥浆等材料联合在一起应用，实现了对煤矿井巷淋水治理和加固的目的。聚氨酯类化学高分子材料又称聚氨基甲酸酯，拥有“第五大塑料”的美誉，性能卓越，被广泛应用在轻工、化工、电子以及建筑、航天航空等国民经济领域中，是一种新兴的有机高分子材料。
该材料中拥有未反应的异氰酸基团，浆液密度比水稍大，在与水接触时会发生化学反应，生成一种固态膨胀凝胶体，不溶于水，进而在煤矿井巷淋水处理中起到了防渗、堵漏以及加固作用。另外，聚氨酯类化学高分子材料无毒、无害，不会污染水质，对人体也不会造成危害，水质适应性强，是目前煤矿井巷淋水治理中使用比较多的一种化学高分子材料。
3.2淋水治理方法
在对煤矿井巷进行淋水治理的过程中，一般采用的治理方法都是导水和堵水结合方案，先将煤矿井巷中的大量淋水进行疏导排出，然后使用化学高分子材料进行注浆封堵、加固，减少漏水点，避免出现线流。第一，导水方案设计与实施。在进行煤矿井巷淋水治理的过程中，治理人员首先需要对煤矿井巷的淋水实际情况进行全面了解和分析，找全各个漏水点，并评估漏水严重程度，以此确定好导水点和导水方案，统一进行导水处理。具体处理操作是将橡胶软管预埋在淋水的锚杆、锚索外露头上，将煤矿井巷中的淋水通过水泵房通道导入水沟排出煤矿井道。第二，化学高分子材料注浆治理方案。在使用聚氨酯类化学高分子材料进行注浆堵水时，需要沿着煤矿井巷淋水段垂直井壁进行水平环形分布注浆钻孔，钻孔间距在2m左右，每排环形操作面上的注浆孔数大约是10个。钻孔深度需要深浅交叉分布，以此提高注浆效果。注浆压力是影响注浆效果的主要因素之一，主要影响因素是岩层裂隙大小和浆液浓度、注浆量，其中裂隙大小不容易控制，所以只能通过调节浆液浓度和注浆量实现由低到高的逐渐过渡。初始注浆压力要低一些，系数设定为1.1，正常注浆时的压力系数为1.2～1.4，终压注浆压力系数为1.5～1.8。最大注浆压力不能超过1.5MPa，以免出现浆液涌出地表。注浆设备及配件需要使用到风动凿岩机、注浆泵、搅拌器、压力表、胶管等，按照操作使用规范合理使用各设备，做好工作配合。与此同时，还需要对煤矿井巷底板和电缆沟进行防水处理，可选择高分子聚乙烯合成板材进行处理，可以将煤矿井巷的淋水通过阻燃型防静电工业合成板将水导入煤矿巷道墙角，通过墙角处的水管将水从变电所中引出排至水沟。变电所底板和电缆沟都要使用聚乙烯丙纶复合防水卷材以及抗渗混凝土进行防渗水。具体治理方案是，将1层5mm厚度的聚乙烯丙纶复合防水卷材铺设在现有的电缆沟基础上，沿着沟沿向外延伸500mm，卷材收头位置使用镀锌钢板压条压实，并使用水泥钉进行固定，做好密封处理。将抗渗混凝土浇筑在防水卷材上，浇筑厚度为50cm，形成混凝土壁，再铺设1层5mm厚的聚乙烯丙纶复合防水卷材，延伸到煤矿巷道墙壁高800mm处。
3.3化学高分子材料注浆注意事项
在使用化学高分子材料进行煤矿井巷淋水治理时，主要注意以下事项。第一，在注浆的过程中要注意观察和注浆泵的工作状况以及供风情况，如果
发现停风现象时要马上停止注浆。第二，在注浆操作的过程中，操作人员必须严格按照生产规范佩戴护目镜和橡胶手套，如果发生注浆液溅射眼睛等身体位置时，要及时使用清水进行冲洗。第三，在注浆操作的过程中，要根据注浆操作的设计要求控制好注浆压力，防治压力过大破坏煤矿井巷顶板。第四，注浆作业人员必须站在拥有支护的地方，以免出现突发事件造成人员伤亡。第五，在对煤矿井巷淋水浅孔进行注浆时，要遵从先慢后快原则，保证注浆液可以充分凝固，避免注浆液溢出，影响注浆效果。第六，在煤矿井巷淋水治理中，化学高分子材料的选择、注浆工艺的使用、地板及电缆沟的防水处理等，都需要根据实际淋水情况进行综合考虑，统一设计，做好各个处理操作的有序衔接，提高淋水治理的整体效果。
参考文献
[1]赵永刚.化学高分子材料在煤矿井巷淋水治理中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2019（17）：174+209.
[2] 霍天佑，任禄红.新型材料在矿井硐室防水中的应用实践[J].内蒙古煤炭经济，2019（5）：152+155.