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一、序 言
作为煤炭建设行业的一名老兵，有幸见证了我国煤矿注浆技术整个发展历程，收到《注浆施工手册》稿件，倍感亲切与欣慰，在此谨向本书的组织、编写单位及相关人员表示衷心的感谢！
注浆技术最早于1864年在英国阿里因普瑞贝硬煤矿的一个井筒应用，具有悠久的历史。我国煤矿注浆技术起步于20世纪50年代，经历了60年代后的迅速发展，成为三大特殊凿井工法之一，1986年出版的《建井工程手册》中被列为第四卷第十七篇“注浆法施工”，多年来为我国建井工程技术人员应用注浆技术起到了良好的指导作用。此后二十多年来，注浆技术获得突破性发展，在煤矿建设和抢险救灾中做出很大贡献，90年代后，通过引进消化创新开发成功综合注浆技术，带来了注浆界的创新发展，以其低成本及高效率迅速得到推广应用。上世纪末到本世纪初，发展煤矿工程孔定向钻进技术，又研究出冻—注－凿三平行作业及钻-注平行作业技术，实现了注浆与冻结及凿井、注浆与钻井等工法的平行作业，大大缩短建井工期，节省投资成本。同时注浆深度由80年代的500m以浅发展到超过1000m，开发出与之相适应的注浆装备及多种注浆材料。目前我国煤矿注浆技术水平已经处于世界先进行列，注浆技术及应用条件均发生了根本性的变化，原《建井工程手册》第十七篇“注浆法施工”已经无法满足现场使用需求。为了适应形势变化，中国煤炭建设协会组织科研、建设、施工及设计等十家单位编写了《注浆施工手册》，作为新版建井工程手册系列丛书单独出版，该手册涵盖了建井过程中的注浆种类、工艺、材料及装备，内容翔实，图文并茂，技术先进，注重实用，是我国最近二十多年来注浆技术发展的结晶，可以为注浆设计、施工技术及工程管理人员提供科学的指导，也可为科研及教学人员提供丰富的参考。
目前我国仍处于工业化城镇化的加速发展阶段，能源需求持续增长，煤炭总量仍将保持适度的增加，煤炭工业仍具有较大的发展空间。我国短期煤炭供应宽松与长期总量不足的矛盾仍将存在，但在煤矿建设、煤炭开采及利用等环节对安全、高效、节能、环保方面提出更高的要求，而注浆技术为新形势下煤矿建设提供了有效的保障，在我国煤炭工业发展中将会发挥更大的作用。
在此期间《注浆施工手册》的面世将是我国煤矿建井界一大盛事，热切期待其更好地服务于煤矿建设，同时，科学无止境，更热切希望广大注浆技术人员，孜孜不倦地研究、探索、实践与总结，把我国煤矿注浆技术推向更高的巅峰，为我国煤矿建设事业做出更大的贡献！
濮洪九（原煤炭部副部长）
二、前 言
1986年出版的《建井工程手册》自问世以来，受到广大矿山建设者们的普遍欢迎，已经成为相关技术和管理人员不可或缺的工具书、参考书，其中第四卷第十七篇的注浆法施工部分，多年来为矿山建设技术人员应用注浆技术解决现场水害问题起到了很好的指导作用。二十多年来，我国煤矿建设年投资从50多亿元增长到5000多亿元，新井建设规模达到9.28亿吨，年度井巷总进尺达到180万m，井筒注浆深度也超过1100m。随着煤矿建设规模的不断扩大，建井技术水平也有了很大的提高，一些陈旧的注浆技术、工艺、材料和装备已逐步被淘汰，新的注浆技术、工艺、材料及装备得到大量应用，《建井工程手册》注浆法部分已经无法满足现场使用需求。为适应这种变化，总结在生产实践中形成的成熟技术，及时向矿山建设技术人员提供全面、先进、可靠、实用的技术资料，急需重新、单独编写煤矿注浆施工技术手册。
经过多年的发展，煤矿注浆技术主要在如下几个方面出现了重大变化：（1）煤矿立井基岩段含水层预注浆已经成为普遍的技术手段，注浆深度已从以前的几百米到目前接近1200m；（2）立井井筒地面预注黏土水泥浆技术已经基本取代水泥注浆技术，得到普遍应用；（3）新的环保注浆材料取代以前的多种非环保注浆材料；（4）随着新技术的发展和应用，大部分注浆装备已升级换代；（5）随着钻探技术的提高，普遍应用了冻-注-凿平行、钻-注平行等多工序同时作业的新工艺；（6）为了安全生产的需要，国家及行业技术规范对注浆技术要求大幅提高。这些变化，在本次编写《注浆施工手册》时得到了充分体现，以适应新的技术要求，更好地指导现场注浆施工。
为编写好《注浆施工手册》，在中国煤炭建设协会的组织下，成立了《注浆施工手册》编审委员会，由中国煤炭科工集团天地科技建井研究院（北京中煤矿山工程有限公司）、中煤矿山建设集团有限责任公司、唐山开滦建设（集团）有限责任公司、平煤建工集团有限公司、中煤河北煤炭建设第四工程处和安徽省煤田地质局为主编单位，新汶矿业（集团）有限责任公司、大同煤矿集团有限责任公司、煤炭工业合肥设计研究院和煤炭工业济南设计研究院有限公司为参编单位，各单位选派工程技术专家组成编写小组，并于2009年11月在北京召开了《注浆施工手册》编写启动会。本手册本着全面、先进、可靠、实用的原则，编写人员广泛收集资料，进行了认真编写。在中国煤炭建设协会组织下，2012年8月在北京组织召开了《注浆施工手册》初稿审查会，2013年3月在北京了召开由设计、科研、施工、建设、管理单位技术人员组成的编审委员会成员及参编人员参加的终稿审查会。会后修改稿又聘请了3位专家进行校审，并于2013年7月24日在北京讨论交流了校审意见，最后形成本手册。参加终稿审查的专家有：濮洪九、安和人、张胜利、敬守廷、洪伯潜、康荣、马玉龙、刘志强、仝洪昌、蒲耀年、藏桂茂、杨裕官、张学锋、马江淮、杨道召、耿荣海、王衍森、孙金铎、罗秀全等。
本手册共8章，具体编写人员分工如下：
第1章由周兴旺、冯旭海执笔；
第2章由薄志丰、刘国静执笔；
第3章由徐润统稿，其中第3.1、3.4节由徐润执笔，第3.2.1、3.2.5节由宋雪飞执笔，第3.2.2由陈振国执笔，第3.2.3、3.2.4、3.2.6由袁东锋执笔，第3.3.1、3.3.2由王正胜执笔，第3.3.3、3.3.4由贺文执笔；
第4章由袁辉统稿，其中第4.1.1、4.1.3节由邓昀、安许良执笔，第4.1.2、4.2.2、4.2.3节由蒲朝阳执笔，第4.1.4、4.1.5、4.2.4节由安许良执笔，第4.2.1、4.2.5、4.3.1节由邓昀执笔，第4.3.2节由蒲朝阳、邓昀执笔；
第5章由冯旭海、高岗荣统稿，其中第5.1.1~5.1.3节由刘书杰执笔，第5.1.4~5.1.9节由袁东锋执笔，第5.2.1~5.2.4节由王志晓执笔，第5.2.5、5.2.6节由肖炜执笔，第5.3节由高晓耕执笔，第5.4 、5.5节由孙光执笔，第5.6节由高岗荣、李生生执笔；
第6章由高岗荣、杨春来执笔，周华群审稿；
第7章由王联统稿，其中第7.1、7.2节由汪国祥、谷宗江执笔，第7.3节由王联、施振华执笔，第7.4节由王联、王松青执笔，第7.5节由张家乐执笔，第7.6节由王联、汪国祥，第7.7节由王联执笔；
第8章由闫昕岭统稿，其中第8.1、8.2、8.3、8.4节闫昕岭执笔，第8.5节由徐绍琪、张惠武执笔，第8.6节由董新峰、李国栋、王联执笔，赵春孝、蔡建斌审稿；
全书由高岗荣、周兴旺进行统稿修改，成稿后由张胜利、姜玉松、田克运对全书进行了校审，文图编辑宋雪飞、陈慧。
《注浆施工手册》是一本矿山建设专业的工具书，可供从事地下工程建设的施工技术和管理人员，特别是从事矿山建设注浆专业的人员在设计、施工中查阅参考，也可供相关科研、设计、教学人员参考。
本书在编写过程中得到各施工、科研、设计、院校、建设等单位同行的大力支持，并参考了部分专家的著作和论文，在此一并表示衷心感谢。由于水平有限，错误、不足之处在所难免，恳请广大读者批评指正。
《注浆施工手册》编审委员会
三、目 录
名词术语... 1
1 注浆法原理及适用条件... 7
1.1 注浆法原理... 7
1.2 注浆法分类及适用条件... 9
1.2.1 注浆法分类... 9
1.2.2 立井地面预注浆及适用条件... 10
1.2.3 立井工作面预注浆及适用条件... 12
1.2.4 巷道工作面预注浆及适用条件... 12
1.2.5 井巷后注浆及适用条件... 13
2 注浆地质与水文地质工作... 17
2.1 注浆地层及其水文地质特征... 17
2.1.1 地质及水文地质基础知识... 17
2.1.2 注浆地层水文地质特征... 45
2.2 立井井筒检查孔的地质、水文地质与工程地质资料... 49
2.2.1 注浆对井筒检查孔的技术要求... 49
2.2.2 井筒检查孔资料分析内容... 50
2.3 巷道注浆应收集的地质与水文地质资料... 50
2.3.1 巷道注浆前地质与水文地质资料的收集... 50
2.3.2 巷道注浆后地质与水文地质资料的收集... 51
2.4 注浆施工过程中的地质与水文地质工作... 52
3 注浆材料... 54
3.1 注浆材料概况... 54
3.1.1 对注浆材料的一般要求... 54
3.1.2 注浆材料的分类... 54
3.1.3 注浆材料的基本性质及检测方法... 54
3.2 无机系注浆材料... 60
3.2.1 黏土水泥浆... 61
3.2.2 单液水泥浆... 69
3.2.3 塑性水泥浆... 74
3.2.4 水泥-水玻璃浆液... 75
3.2.5 粉煤灰水泥浆... 83
3.2.6 水玻璃-乙二醛浆液... 85
3.3 有机系注浆材料... 89
3.3.1 脲醛树脂类浆液... 89
3.3.2 聚氨酯类浆液... 90
3.3.3 丙烯酸盐浆液材料... 94
3.3.4 丙烯酰胺类浆液... 95
3.4 常用注浆材料的选择... 98
4 注浆设备... 101
4.1 地面预注浆设备... 102
4.1.1 钻孔设备... 102
4.1.2 注浆泵及注浆管路... 174
4.1.3 浆液制备设备... 202
4.1.4 止浆塞... 213
4.1.5 抽水、压水试验设备... 218
4.2 工作面预注浆设备... 226
4.2.1 钻孔设备... 226
4.2.2 注浆泵... 240
4.2.3 孔口装置及混合器... 254
4.2.4 止浆塞... 257
4.2.5 制浆设备... 257
4.3 后注浆设备... 258
4.3.1 钻孔设备... 258
4.3.2 注浆泵... 258
5 立井井筒地面预注浆... 283
5.1 注浆工程设计... 283
5.1.1 基本资料... 283
5.1.2 地面预注浆技术分类... 284
5.1.3 注浆起止深度的确定... 285
5.1.4 注浆孔设计... 290
5.1.5 注浆段高划分... 295
5.1.6 注浆浆液的选择... 296
5.1.7 注浆工艺参数的确定... 297
5.1.8 注浆及钻孔设备的选择... 300
5.1.9 注浆工期... 301
5.1.10 施工组织及技术管理... 302
5.2 注浆孔造孔... 303
5.2.1 钻场布置及钻机基础... 303
5.2.2 注浆孔套管及固结方法... 306
5.2.3 钻孔冲洗液... 307
5.2.4 注浆孔钻进的技术要求... 310
5.2.5 钻孔测斜方法及计算... 312
5.2.6 注浆孔纠偏与定向钻进... 313
5.2.7 造孔过程监测与记录... 318
5.2.8 钻探设备安装、拆卸与搬迁注意事项... 318
5.3 注浆工艺... 319
5.3.1 注浆站布置... 319
5.3.2 注浆工艺流程... 325
5.3.3 注浆作业... 329
5.3.4 注浆过程监测与记录... 335
5.3.5 特殊地层条件注浆... 336
5.4 注浆效果综合分析与井筒剩余涌水量检查... 339
5.4.1 钻注过程质量分析... 339
5.4.2 剩余涌水量检查... 339
5.5 注浆施工质量保证及安全技术措施... 341
5.5.1 注浆施工质量保证措施... 341
5.5.2 注浆施工安全保证措施... 342
5.6 注浆工程实例... 343
5.6.1 青东煤矿主、副、风井井筒直孔地面预注浆工程... 343
5.6.2 刘庄煤矿副井井筒冻-注-凿平行地面预注浆工程... 344
5.6.3 朱集西煤矿矸石井钻-注平行地面预注浆工程... 346
6 立井工作面预注浆... 367
6.1 注浆工程设计... 367
6.1.1 注浆施工方案的选择... 367
6.1.2 止浆岩帽和止浆垫... 369
6.1.3 注浆参数设计... 388
6.2 注浆前的准备工作... 394
6.2.1 注浆站的布置... 394
6.2.2 注浆管路铺设... 395
6.2.3 钻机平台... 395
6.2.4 孔口管的埋设... 396
6.3 注浆孔钻进... 399
6.3.1 钻机的选型... 399
6.3.2 钻进施工... 400
6.4 注浆工艺... 400
6.4.1 注浆孔孔口装置... 400
6.4.2 注浆设备选择... 401
6.4.3 注浆施工顺序... 401
6.4.4 钻孔水压、水量测定和压水试验... 402
6.4.5 水泥浆浓度与泵量调整... 403
6.4.6 养护与扫孔复注... 403
6.4.7 水泥-水玻璃浆起始浓度的选择... 404
6.4.8 注浆困难时的技术措施... 404
6.4.9 注浆结束... 405
6.5 工作面化学注浆... 405
6.5.1 化学注浆参数选择... 405
6.5.2 化学注浆工艺... 407
6.6 注浆效果检查与评价... 408
6.7 劳动组织、工期安排及施工安全注意事项... 409
6.7.1 劳动组织和工期... 409
6.7.2 施工安全注意事项... 410
6.8 立井工作面预注浆工程实例... 411
6.8.1 内蒙古平庄老公营子煤矿副井工作面预注浆... 411
6.8.2 安徽金黄庄煤矿风井工作面预注浆... 414
6.8.3 安徽新集集团刘庄煤矿副井工作面预注化学浆... 417
7 巷道工作面预注浆... 421
7.1 巷道工作面预注浆分类及适用条件... 421
7.2 注浆工程设计... 421
7.2.1 止浆墙... 421
7.2.2 注浆方式及注浆孔布置... 425
7.3 注浆孔钻进... 427
7.3.1 钻机选型及安装... 427
7.3.2 注浆孔安全钻进措施... 428
7.3.3 在破碎岩层中钻进注浆孔的注意事项... 429
7.4 注浆工艺... 429
7.4.1 巷道注浆设备的选择及注浆站的布置... 429
7.4.2 注浆方式及注浆工序的确定... 430
7.4.3 注浆参数及结束标准... 431
7.4.4 注浆施工中的扫孔及复注... 431
7.4.5 劳动组织、工期安排及施工安全注意事项... 432
7.5 注浆效果的检查与评价... 433
7.5.1 注浆堵水效果的检查与评价... 433
7.5.2 注浆加固效果的检查与评价... 434
7.6 冒落区充填加固注浆... 434
7.6.1 注浆充填加固... 434
7.6.2 管棚注浆充填加固... 435
7.7 巷道工作面预注浆施工实例... 437
7.7.1 山东泰源矿运输大巷工作面预注浆... 437
7.7.2 葛亭煤矿轨道大巷工作面预注浆法过断层... 440
8 井巷后注浆... 445
8.1 井巷后注浆的类别及适用条件... 445
8.2 注浆工程设计... 445
8.2.1 后注浆工程设计的程序... 445
8.2.2 注浆施工方式的选择... 446
8.2.3 浆液类型的选择... 447
8.2.4 注浆段的划分与注浆顺序... 448
8.2.5 注浆钻孔的布置原则与方式... 451
8.2.6 注浆参数选择... 452
8.2.7 劳动组织、工期安排及施工安全注意事项... 455
8.3 注浆设备与布置... 456
8.3.1 常用设备及机具选择... 456
8.3.2 注浆设备布置... 456
8.4 注浆工艺... 461
8.4.1 注浆施工准备工作... 461
8.4.2 注浆点的准备工作... 461
8.4.3 注浆作业... 466
8.4.4 注化学浆液时的特殊工艺要求... 467
8.5 巷道锚注加固注浆... 468
8.5.1 适用条件... 468
8.5.2 锚注加固注浆原理... 468
8.5.3 锚注加固注浆的类型及适用条件... 468
8.5.4 注浆机具选择及注浆孔的钻进... 470
8.5.5 注浆材料及注浆参数的确定... 471
8.5.6 锚注加固效果的检验... 472
8.6 井巷后注浆工程实例... 472
8.6.1 平煤股份十矿三水平进风井壁后注浆堵水... 472
8.6.2 淮北矿业集团涡北煤矿副井井筒冻结段壁后注浆... 479
8.6.3 东欢坨煤矿锚注法加固中央水泵房硐室... 483
参考文献： 487
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