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煤矿用注浆堵水剂 沈永毅， 徐 尧， 刘小燕 大众报业集团， 山东 济南 ； 济南大学土木建筑学院， 山东 济南 ； 威海市经济技术开发区建筑设计院， 山东 威海 摘 要： 内外开发和使用的注浆堵水材料分为水泥类和化学类材料， 分别用于不 同的工程类型。水泥类， 包括普通水泥、 超细水泥、 改性水泥和水泥 水 玻璃浆液等。化学浆液包括： 环氧类、 聚氨酯类、 丙烯酰胺类、 甲基丙烯 酸酯类、 丙烯酸盐类、 水玻璃类等。煤炭行业现所用材料主要有水泥类、 水泥水玻璃类和化学高分子聚合物堵水剂类。 关键词： 水泥 水泥 水玻璃 高分子聚合物 煤矿水害是指在煤矿修建和生产过程中遇到的水的干扰和危害， 是最常见的煤矿病害。煤矿水害影响矿山工程施工的进度和质量、 造 成洞内空气潮湿， 恶化工人的劳动环境， 影响施工人员身体健康， 机械 设备锈蚀， 绝缘设备失效， 电路短路， 漏电伤人， 增加矿井的排水设施及 排水费用、 给煤矿生产带来了不安全因素、 严重者甚至发生淹井事故、 造成生命和财产的重大损失。 注浆是治理水害的有效方法。注浆是将一定量的注浆材料通过注 浆压力， 沿裂隙流动扩散， 当其远离注浆孔， 压力梯度降低到临界压力 时， 浆液流速减小， 粘滞性增大， 流速很低最后停止流动， 堵塞裂隙， 浆 液内材料与水之间发生化学反应， 改变水流流动状态， 浆液逐渐凝聚产 生强度， 最后封堵住水流通道。 国内外开发和使用的注浆堵水材料分为水泥类和化学类材料。水 泥类， 包括普通水泥、 超细水泥、 改性水泥和水泥 水玻璃浆液等。化 学浆液包括： 环氧类、 聚氨酯类、 丙烯酰胺类、 甲基丙烯酸酯类、 丙烯酸 盐类、 水玻璃类等。煤炭行业现所用材料主要有水泥类、 水泥水玻璃类 和化学高分子聚合物堵水剂类。 水泥类浆液 水泥作为注浆材料具有强度高、 耐久性好、 无毒、 材料来源广、 价格 低廉等优点。它是使用最早、 应用最广的注浆材料之一， 一般注浆施工 优先选用普通水泥。在细裂隙和微孔地层中， 其可灌性虽不如化学浆 材好， 但若采用劈裂灌浆原理， 则不少弱透水地层都可用水泥浆进行有 效的加固。因此， 水泥浆在国内外灌浆工程中一直是用途最广和用量 最大的浆材。以水泥为主包括添加一定量的外加剂， 用水配制成浆液， 采用单液方式注入， 这样的浆液称为单液水泥浆。所谓外加剂， 系指水 泥的早强剂、 速凝早强剂、 塑化剂、 悬浮剂等。 （ ） 纯水泥浆的主要特点是材料来源广泛， 成本较低， 无毒性， 施 工工艺简单， 粘度随水灰比而变， 凝结时间从数小时到数十小时结石率 可达 ， 但稳定性差， 易沉淀析水， 在水流较大的条件下注浆时， 浆 液易受水的冲刷和稀释， 仅适用于静水条件下注浆， 固结体为脆性材 料， 地层运动易产生新水流通道。 （ ） 超细水泥浆液又叫 浆液， 其平均粒径为 。最大粒径为 。这个特性使 浆液能够渗入渗透系数为 的 细砂层和岩石的细裂隙中。超细水泥是以极细的磨细水泥颗粒组成的 无机注浆材料， 配成浆液有极好的渗透性和耐久性。浆液的凝结时间 可以用水玻璃在 至几分钟的范围内调节， 结石体抗压强度可达 ， 且具有良好的工作环境， 无毒， 固砂体渗透系数可达 ， 适用于堵水工程。但超细水泥在高压水堵水中和水量较大时， 虽 然凝结时间短， 强度上升时间长， 粘结力差， 易被水流沿裂隙通道冲散， 导致堵水失败； 材料抗拉、 抗剪强度低， 经常需要重复注浆堵水。 水泥 水玻璃类浆液 水泥浆中加入水玻璃有两个作用， 一是作为速凝剂使用， 掺量较 少， 约占水泥重的 ； 另一是作为主材料使用， 掺量较多， 即是 水泥 水玻璃浆液， 俗称 浆液（ 代表水泥， 代表水玻璃） 。 浆 液克服了水泥浆液凝胶时间长， 难以控制， 注入地层后易被地下水稀 释， 无法保持其原有凝胶化性能的缺陷。 浆液的出现是水泥注浆的 大发展， 提高了效果， 扩大了适用范围。这种浆液不仅具备水泥浆的全 部优点， 而且兼备化学浆液的某些优越性， 例如凝胶时间快， 可以从几 秒到几十分钟内准确控制， 结石率高达 ， 适用于防渗和加 固灌浆， 在地下水流速较大的地层中， 采用这种混合型浆材也可达到快 速堵漏的目的。 高分子聚合物类 高分子聚合物包含丙烯酰胺类及无毒丙凝、 聚氨酯、 脲醛树脂、 环 氧树脂等。 丙烯酰胺类浆材国内称丙凝。丙烯酰胺类浆液的性能主要是指 其凝胶时间和抗压强度， 它的抗压强度一般来讲是比较低的， 改变配方 对抗压强度的影响不大， 而其凝胶时间则可以控制在几秒到几个小时 之间。丙凝浆液及固结体的主要特点为： 浆液属于真溶液， 其粘度与水甚接近， 其可灌性非常好， 浆液能 渗入粒径小于 毫米的土层或渗透系数大于 的被灌体。 浆液从制备到凝结所需的时间， 可以在几秒钟到几小时内精确 地加以控制。 浆液的粘度在凝结前维持不变， 这就能使浆液在灌浆过程中维 持同样的渗入能力。 聚氨酯类浆材是一种防渗和加固效能都很高的高分子化学灌浆 材料， 它属于聚氨基甲酸酯类的高聚物， 是由异氰酸酯和多羟基化合物 反应而成。主要性能如下： 浆液相对密度 ， 遇水反应， 因此不易被地下水冲 稀， 止水效果好。 浆液遇水反应时， 放出 气体， 使浆液产生膨胀， 向四周渗透 扩散， 直到反应结束时止。浆液黏度低， 可注性能好， 工艺设备简单； 固结体抗压强度高， 可作为补强材料； 抗渗性能好， 渗透系数可 达 。固结体无毒性、 耐久性好。 脲醛树脂是由脲素和甲醛缩合而成的高分子聚合物。脲醛树脂 浆液有脲醛树脂浆液、 脲 甲醛浆液、 改性脲醛树脂浆液。脲醛树脂在 固化前是一种水溶性树脂， 用水配制成水溶液， 这种溶液在酸性条件 下， 在常温、 常压下就能迅速固化， 并且具有一定的强度。但该材料一 般较脆， 抗渗性较差， 与岩石粘结力不强， 且毒性较强， 不利于使用。 环氧树脂是一种高分子材料， 它具有强度高， 粘结力强， 收缩率 小， 化学稳定性好， 并能在常温下固化等特点； 但它作为灌浆材料则存 在一些问题， 例如浆液的粘度大， 可灌性小， 憎水性强， 与潮湿裂缝粘结 力差等。 总结现有注浆堵水材料， 一般水泥水玻璃类材料价格低， 初凝时 间可控， 凝结后强度高， 耐久性好， 无毒。但浆液含固体颗粒， 对微裂隙 渗透能力低， 龄期长， 虽然初凝时间可控， 但强度上升缓慢， 在封堵大流 量涌水是容易被水流冲散， 堵水效果差； 固结体为脆性材料， 抗拉、 抗剪 强度低， 在煤岩体再次受力变形时会产生新的水流通道， 导致注浆体渗 漏水； 另外水泥浆堵水设备笨重， 材料运输量大， 工人劳动强度高， 不利 于井下运输和施工。 目前采用较多的高分子聚合物堵水剂浆液无颗粒， 经设备压力和 遇水膨胀力能渗透到微裂隙中， 凝胶时间可准确控制， 强度上升时间 短， 遇水膨胀后与煤岩体高度粘合， 封堵水流通道， 适用于各类地质水 害的治理； 矿用高分子聚合物堵水剂施工时无需施做止浆墙， 可现场调 节注浆速度防止漏浆， 保证注浆堵水效果， 减少准备工作量； 具有一定 的延展性和柔韧性， 可防止煤岩体的再次变形运动产生新的裂隙造成 年第 期（ 总第 期） 江西建材 应用研究 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 渗漏水。 参考文献 龚晓南 地基处理手册 中国建筑工业出版社， 作者简介： 沈永毅（ 年生） ， 男， 山东济南人， 工程师。 山东半岛蓝色经济区涉海专业对建筑业的影响与发展研究 赵海成， 王风玲， 陈 涌 山东商务职业学院， 山东 烟台 摘 要： 本文在山东半岛蓝色经济区涉海专业现状的基础上， 分析了涉海专业中 海洋工程建筑业对建筑业的影响， 发现海洋经济的发展， 可以带动建筑 业的发展和进步， 而海洋经济的发展， 需要高素质的人才， 目前山东半岛 的职业技能人才较少， 可以充分借鉴其他院校的成功经验， 根据地理位 置的不同， 针对性的扶持涉海专业的建设。 关键词： 山东半岛 蓝色经济区 涉海专业 建筑业 山东半岛蓝色经济区的建设， 已经成为了国家的战略， 给我省高等 教育的发展， 奠定了良好的基础， 但是通过实际的调查发现， 目前我省 的高等教育中， 依然存在专业设置不合理、 区域院校分布不均衡、 校企 合作较少等问题， 严重影响了学生的综合素质培养， 没有突出船舶工 程、 港口物流等涉海专业的特色。山东半岛作为我国最大的半岛， 地理 条件非常优越， 拥有良好的海洋生态环境， 海洋经济的发展潜力巨大， 而且山东海洋文化的历史超过 年， 近些年举办的青岛奥帆赛、 中 国水上运动会等， 在一定程度上促进了海洋经济的发展。 山东半岛蓝色经济区涉海专业的现状 山东半岛共有 所院校开设了 个涉海专业， 中国海洋大学就有 个专业， 高职院校的涉海专业中， 大多是水产养殖、 水上运输、 港口 运输等， 没有海洋高端产品的相关专业， 在传统的高职院校教育中， 主 要以机械制造、 工程类的专业较多， 仅有的涉海专业是水产养殖、 港口 物流等传统的专业。海洋生物等现代高端产业存在很大的空白， 在人 才培养上， 主要以研究生和本科生为主， 缺少纵深的人才培养， 没有专 业集群的优势， 各个院校的独立性较强， 没有明确的高校分工， 涉海专 业的重复率较高， 而且培养的人才自身素质较差， 无法满足社会经济发 展的需要。近些年来， 山东半岛海洋经济迅速发展， 在全国海洋经济中 的地位， 显得越来越重要， 其中海洋渔业、 海洋工程建筑业等增加值， 已 经处于全国领先水平， 在我国经济重要的转型时期， 海洋经济的发展体 制和环境也在不断的变化， 为了快速的发展海洋经济， 必须重视自主创 新的能力， 借鉴欧美等发达国家的成功经验， 提高山东半岛海洋经济核 心竞争力。 山东半岛蓝色经济区涉海专业对建筑业的影响 随着山东半岛海洋经济的发展， 海洋工程建筑业越来越受到人们 的重视， 港口码头的建设、 海底光缆的铺设， 都属于海洋工程建筑业， 从 某种意义上来说， 海洋工程建筑业是海洋经济发展的基础， 只有具备了 相应的物质基础， 才能够快速的发展经济， 海洋工程建筑业即属于涉海 专业， 又属于建筑业。近些年山东半岛海洋经济的发展， 对海洋工程建 筑业提出了更高的要求， 在一定程度上促进了建筑业的发展， 考虑到海 洋工程建筑业的特殊性， 在实际建设的过程中， 需要处理好海洋工程和 生态保护的关系， 最大程度上减少海洋工程建筑业对环境造成的影响， 提高了建筑业的标准。由此可以看出， 涉海专业对建筑业的发展， 具有 很大的促进作用， 尤其是近年来我国房地产市场的火爆， 供大于求的现 象越来越严重， 而海洋工程建筑业， 刚好提供了一个新兴的市场， 只要 做好统筹工作， 必然能够为建筑业的发展， 提供一个新的台阶。与欧美 等发达国家相比， 我国建筑业的设计和使用标准， 一直处于落后的状 态， 由于涉海专业的特殊性， 海洋工程建筑业的标准必然要高于普通的 建筑行业， 这对于提高我国建筑的设计和使用标准， 具有很多的促进作 用， 而且在实际的设计和施工中， 要充分的考虑到对环境的影响。 山东半岛蓝色经济区涉海专业的发展 充分借鉴其他地区成功的经验 我国的海洋类院校有很多， 在涉海专业的建设和发展中， 可以充分 的参考和借鉴那些院校成功的经验， 如果条件允许， 还可以借鉴国外的 经验， 如根据国家的战略， 院校可以成立相应的研究机构， 对重要的海 洋产业技术进行研究， 对于这样的发展方式， 地方政府必然会给与极大 的支持和帮助， 最终形成高端人才的聚集地。多年的海洋经济发展经 验表明， 海洋职业技能是提高竞争力的有效手段， 只有不断完善高等教 育体系， 调整教育设置， 创新教育模式， 投入大量的人力和物力， 建设涉 海专业教学基础设施， 才能够提高实际的教学效果， 保证海洋经济发展 中， 具有足够的核心竞争力。 扶持高职涉海专业的建设 据相关的统计调查表明， 山东半岛蓝色经济区的涉海专业中， 主要 集中在本科生和研究生的培养上， 没有充分重视高职人才的培养， 导致 了职业技术人才的缺失， 而技术研发人员的数量较多， 但是大多没有足 够的研发能力， 要想很好的改变这种现象， 必须加强高职涉海专业的建 设， 培养一大批高素质的职业技能人才， 同时在重点院校中采用精英式 教育， 打造一批具有足够研发能力的人才。在实际的高职涉海专业建 设中， 可以根据地理位置的不同， 建设针对性的专业， 如在烟台、 威海等 地区的高职院校中， 加强生物制药、 水产养殖等涉海专业的建设， 在东 营、 日照等地区的高职院校中， 加强机械制造等涉海专业的建设， 而在 青岛等地区的高职院校中， 加强海洋工程建筑业等涉海专业的建设， 在 潍坊等地区的高职院校中， 加强食品加工等涉海专业的建设。这样利 用每个地区的地理优势和文化特点， 针对性的建设涉海专业， 可以取得 更好的效果， 而且能够优化资源的配置， 形成地区性的产业集群， 对于 整个山东半岛蓝色经济区的发展， 有很大的促进作用， 近些年在政府的 支持下， 一些地区的产业已经初具规模， 如青岛、 烟台地区的旅游相关 产业， 在国内具有很大的影响力。 结语 山东半岛蓝色经济区的建设， 已经上升到了国家战略， 而人才作为 经济发展的核心， 目前山东半岛的院校中， 涉海专业的