灌漿掘井法是特殊鑿井法的一種。通過預先在井簡周圍從地表或井筒掘進工作面鑽好的一些鑽孔，將不透水的膠結物質（如水泥漿、粘土漿、瀝青漿及其他化學漿液）壓入岩石的裂隙或空洞中，以堵塞地下水的湧出，並使破碎岩石加固，保證鑿井工作的順利進行。適用於穿過有裂隙、空洞且湧水量很大的岩石或岩石破碎帶。
基本介紹
- 中文名：灌漿掘井法
- 外文名：grouting shaft sinking
- 含義：注漿加固破碎岩石，保證鑿井進行
- 套用：礦業
歷史,注漿材料,設備機具,
歷史
早在50年代初，煤礦生產建設中，就利用注漿法治理水害。但由於是注漿法的初型，技術比較落後，理論較差，注漿效果不理想。隨著建井研究所的成立，誕生了專門從事注漿技術研究與開發的注漿研究室。40年來，在研究開發和推廣套用注漿技術方面，取得許多重要的科研成果，卓有成效地治理了許多地下水害，豐富了注漿經驗，發展了注漿技術，把注漿技術，提高到了一個新水平。為煤炭工業的發展起到一定的作用，做出了積極的貢獻。
60年代以後，我國煤礦注漿技術有了很大的發展。注漿材料從單純的水泥漿，發展到C-S液，即水泥一水玻璃漿液，MG-646，聚氨酯（包括水溶性聚氨酯）及其他化學漿液。近年來又開發了以粘土為主劑的CL-C型粘土水泥漿，降低了注漿成本，為優質高效注漿闖出一條新路子。隨著注漿材料的發展，在注漿設備、機具方面，研製出一系列專用注漿泵、高精度的陀螺定向測斜儀，高效的凍注鑽機，KWS型止漿塞，注漿研究室研究開發的許多注漿新工藝、新材料，在其技術水平，工程效果等方面，不少已達到國際先進水平。
流量測井技術的開發為井筒湧水量的預測，注漿效果的檢測提供了可靠和準確的技術手段。在軟弱地層中研究出單管、二二重管、三重管高壓噴射注漿法，在加固土體形狀和漿液流向方面，運用旋噴、定噴、定擺噴技術，不僅在煤礦建設中套用，還在土建、壩基及交通工程中發揮了作用。
注漿材料
注漿材料是注漿技術中的重要部分，依靠注漿材料在注漿過程中由流體變成固體，對受注地層起到加固和堵水的作用。
水泥漿液是較原始的注漿材料，它是利用水泥和水調製成單液水泥漿。由於單液水泥漿凝固時間長，60年代研究出許多種水泥漿的速凝早強劑、塑化劑、懸浮劑等，其中效果最佳的是三乙醇胺-氯化鈉複合添加劑，它使容重為1.49的水泥漿的初凝時間由14h，縮短到6～7h，當受注含水岩層的注漿段的吸水量小於200L/min時，可取得良好的注漿效果。
但在注漿段吸水量大於200L/min時，或是動水條件下注漿，水泥消耗量大，流失多，效果差。為了改變水泥漿的性能，60年代後期，率先開發了水泥-水玻璃雙液漿。它克服了單液水泥漿凝固時間長，不能調節和結石率低等缺點，又具備單液水泥漿的基本優點。這種新型漿液研究成功，是水泥漿液的一大發展，注漿技術的重大突破，它奠定了注漿技術的基礎。現今全國流行的軟土地層中壓密注漿（或稱劈裂注漿、擠壓注漿），煤炭行業中“直接堵漏”，“破壁注漿”技術都是水泥-水玻璃雙液注漿研究成果的擴大套用。
在預注漿技術中，使用水泥-水玻璃漿液需要套用雙液雙系統注入方式，存在著設備多、操作複雜、進漿比例不容易控制等問題，因此，在80年代初期又研究出AC型、SC型、HC型三種新型單液水泥漿，其中C是常用水泥，A、S、H是特殊水泥，添加這些特殊水泥的水泥漿，其凝固時間可以根據需要從十幾分鐘到幾小時範圍內隨意調節，能夠採用單液注漿工藝，設備少，操作簡單，對提高注漿效果有一定的作用。
為了減少水泥的用量，降低注漿工程的成本，80年代中期，又開發出將粉煤灰套用於注漿的技術。使用水泥用量的20%～50%的粉煤灰代替水泥，獲得較廣泛的套用。90年代初，研究了CL-C型的粘土水泥漿。它是綜合注漿法的技術的重要內容。該漿液是由粘土（就地取材）、水泥、結構型添加劑和水配製而成，粘土是漿液的主要成分。它具有結構性能和整體穩定性好，塑性強度高，析水率低。遇水不分散及良好的可注性等特點。該漿液研究成功，是注漿技術的重大革新。
在細小裂隙和滲透係數小於10-3cm/s或含泥量大於30%的含水砂層中，套用顆粒性漿液材料堵水和滲透固結是無濟於事的。從60年代初期，開始致力於研究化學注漿材料，首先研究成功丙烯醯胺類的化學漿液，稱為MG-646化學漿液，水電系統隨後也開發出同類漿液，稱“丙凝”漿液。這種化學漿液，具有粘度低、可注性好、凝膠時間可以準確地調節和控制，加固后土體的抗滲性能好。它的出現，填補了我國化學注漿技術的空白，其性能指標達到美國的“AM-9”和日本的“日東-SS”的同類產品的先進水平。
設備機具
把注漿材料注入到地層的裂隙、孔隙、洞穴而堵塞過水通道，達到堵水、帷幕防滲、加固的作用，就必需有一定的注漿設備、機具和輸漿的管路形成注漿系統，使漿液注入到指定的受注地層。60年代以前，我國只有代用的注漿設備與機具，難以保證注漿的質量與效果。
由於MG-646、水泥-水玻璃等雙液漿的出現，雙液雙系統的注漿工藝隨之開發，對注漿設備和機具提出更高的要求。注漿設備、機具對注漿技術是否適應，匹配的合理性與先進性不但直接影響注漿的效果和質量，而且體現出注漿技術的機械化、自動化的水平。北京建井研究所從60年代末開始，重點致力於研究、設計、製造專用的注漿泵和止漿塞。
化學注漿材料多數是由甲、乙兩液構成，採用雙液雙系統的注漿方式。一般存在著帶有腐蝕性的化學試劑。2MJ-3m3/4MPa隔膜計量泵，是專為適應雙液注漿而設計的，它有兩個泵缸頭，用隔膜驅動，與漿液接觸的構件是採用耐腐蝕性的材料製作的，它的兩個缸可以輸送同1種漿液，也可以分別送甲液、乙液。利用調節機構的手輪，在運轉或停機的狀態下，任意改變柱塞的行程，進行漿液排量的調節。此泵最大排量50L/min，最大工作壓力3.92MPa。主要用於後注漿和淺薄流砂層的預注漿，輸送化學漿液、水泥-水玻璃漿液和其他漿液等，獲煤炭科學研究總院科技進步二等獎。同期，為適應雙液注漿的需要，研製出甲液、乙液的混合器，在這種混合器開發之前，採用Y型管使甲液、乙液混合。在甲、乙兩液輸送的排量、工作壓力不同的情況下，會發生串漿現象，導致管路堵塞事故，新型混合器具有逆止閥機構，因而避免了漿液互相串流凝固堵管事故的發生，也能使甲、乙兩液混合均勻，提高注漿效果。
