1.概述
煤礦水害影響礦山工程施工的進度和質量、惡化工人的勞動環(huán)境、增加礦井的排水設施及排水費用、給煤礦生產帶來了不安全因素、嚴重者甚至發(fā)生淹井事故、造成生命和財產的重大損失[1]。我國煤田水文地質條件復雜，目前我國約有18%待開采的煤炭儲量受到較為嚴重的水害威脅，對其進行防治工作具有十分重要和十分迫切的現(xiàn)實意義。注漿堵水是礦井水防治的重要方法之一，具有減輕礦井排水負擔，節(jié)省排水用電，降低噸煤成本，提高工效和質量，加固井巷薄弱地段，減少突水機率、延長礦井服務年限的明顯優(yōu)點[2]。
2.注漿堵水技術的發(fā)展歷程
注漿堵水作為注漿技術的一個分支，是隨著注漿技術的發(fā)展而發(fā)展的。注漿堵水技術作為工程技術的一個新領域不過只有一百多年的歷史。1802年法國首次把注漿法應用于俢復擋潮閘[3]，英國于1856年第一次將水泥用于注漿，1882年~1920年相繼研制了氣動注漿機和水玻璃-氯化鈣化學漿液，此后又相繼研制出鉻木素、丙烯酰胺等漿液材料。二十世紀四十年代以來，各種新的化學漿液(如木質素類、脲醛樹脂類、丙烯酰胺類、聚氨酯類等)和改性水泥漿相續(xù)問世，將注漿堵水技術推向一個新的高度。注漿堵水技術在國內的發(fā)展是從20世紀50年代初期煤礦井筒井壁注漿堵水開始的[4]，從60年代后，我國相繼開發(fā)了一系列無機或有機注漿材料，并逐漸建立了適用于特定漿液的注漿理論、注漿工藝。進入21世紀后，注漿堵水技術的研究與應用進入一個鼎盛時期，在注漿堵水技術許多方面，包括材料品種、設備器材等都獲得了一定發(fā)展。注漿堵水技術近年來在各種巖土工程中得到廣泛應用，技術效益及社會效益也很顯著，但注漿堵水技術本身還不成熟，還需不斷完善。
3注漿堵水技術的研究現(xiàn)狀與研究成果
注漿堵水技術包括硬件和軟件兩部分：硬件部分又包括注漿材料和注漿設備，軟件部分可簡單地分類注漿工藝和注漿參數(shù)計算理論。
3.1注漿堵水材料
目前煤礦井巷堵水注漿材料大都選用水泥類漿材或水泥—水玻璃類漿材，其主要優(yōu)點是成本低、材料來源廣，但由于其硬化后易收縮而產生細小裂隙，在水力沖刷下裂隙逐漸擴大，堵水效果不理想，且因其為顆粒性材料，對細小裂隙難以壓入，因此其應用范圍有一定的局限性。中國業(yè)大學（北京）研制的有機高水材料(HWM)具有粘度低、凝膠時間可在幾秒至幾小時的時間范圍內人為調節(jié)并能準確控制、易于被壓注進巖體深部微細裂隙內，所形成的凝膠體要求結石率高、滲透性低的特點，已成功地應用于透水巖層注漿堵水工程。其反應過程及與含水流砂反應生成的固結體如圖1所示。
3.2注漿堵水設備
注漿設備組成中的關鍵設備是注漿泵，目前國內注漿堵水工程中所使用的大都是電動調速高壓注漿泵，但因其重量較大，使用不便。近年國內開發(fā)了以乳化液為動力的雙液注漿泵[38]，可以輸送包括聚氨酯在內的多種注漿堵水材料，但其需要由乳化液作動力，使用不便。
中國礦業(yè)大學（北京）研制的QB-25(12)系列高壓雙液注漿泵，如圖2所示，具有性能可靠、使用方便安全，最大注漿壓力可達30MPa，能適用于井下狹小空間。并已成功地應用于煤礦井下透水巖層注漿堵水工程中3.3注漿堵水工藝
