引言

煤矿井巷工作面灌浆材料是防治水害、加固围岩、封闭采空区的重要功能材料。随着我国煤矿开采深度的不断提高，地质条件日益复杂，灌浆堵水加固技术在煤矿安全生产中的应用越来越重要。根据《煤矿井巷工作面灌浆工程施工验收规范》NB/T 根据51030-2015及相关行业标准的要求，煤矿井巷工作面灌浆材料的选择和技术参数必须严格符合国家标准和工程技术规范。本文分析讨论了煤矿井巷工作面灌浆材料的类型、技术要求、选型原则和施工应用。

一、煤矿井巷工作面灌浆材料的主要分类

(1)无机系列灌浆材料

无机系列灌浆材料是煤矿井巷工作面灌浆工程中使用最广泛的传统材料类型，主要包括单液水泥浆、水泥粘土浆和水泥-水玻璃浆。单液水泥浆以硅酸盐水泥为主要成分，配以适量的水。它具有来源广、成本低、安全性好的特点。适用于裂缝大、渗透性好的岩层条件。水泥粘土浆由水泥和粘土按比例混合而成。添加粘土可有效提高浆液的稳定性和流动性，降低浆液结石的收缩率。水泥-水玻璃浆具有两种溶液混合后立即发生化学反应和凝固的特点，可以在几秒钟到几十分钟内实现凝胶时间的精确控制，特别适用于裂缝发育但渗水流量大的地层条件。

(二)有机系列灌浆材料

有机系列灌浆材料主要包括丙烯酰胺浆、脲醛树脂浆、聚氨酯浆、木质素浆等化学浆。这种材料通常用于无机材料，裂缝小，渗水难以注入。根据《灌浆技术规程》的相关要求，含水岩层裂缝小于0.15mm时，应采用细水泥、化学浆或水玻璃进行预处理，预处理后仍难以注入时应采用化学浆。使用有机材料时，应特别注意环保要求和安全指标，避免对矿山工作环境和人员健康造成不利影响。

二、二。煤矿井巷工作面灌浆材料技术指标要求

(一)物理性能指标

根据《煤矿注浆防火技术规范》MT/T 根据702-2020年的规定，煤矿井巷工作面灌浆材料必须符合一系列严格的物理性能指标要求。沉降速度应控制在1~10mm/min范围内，以保证浆液在地层中的均匀分布和有效渗透。塑性指数要求在7~14之间，如果使用粉煤灰作为外加剂，则该指数的范围可以适当放宽。胶体含量不得小于60%，这是保证浆液稳定性的重要参数。湿式球磨机处理矸石等材料时，粒度不超过5mm，0.1mm以下颗粒比例高于60%。浆液覆盖厚度新增量化指标为0.05~0.25m，为工程设计提供了明确的参考。

(二)力学性能指标

煤矿井巷工作面灌浆材料的力学性能直接关系到工程的安全性和耐久性。水泥-水玻璃浆液结石抗压强度高，增长速度快，能满足大多数工程对强度的基本要求。根据行业经验数据，C类加固灌浆的抗压强度应不小于40MPa，R类应不小于60MPa；C类抗拉强度不小于15MPa，R类不小于20MPa。密封灌浆材料的尺寸稳定性要求为70℃±在2℃下保持48小时，尺寸变化不超过0.1%。

(三)化学性能指标

煤矿井巷工作面灌浆材料的化学适应性是选型时必须考虑的关键因素。水泥、水玻璃等硅酸盐材料应选用灌浆材料，水泥强度等级不得低于32.5。普通硅酸盐水泥、丙烯酰胺、水玻璃不得用于强酸地层；脲醛树脂、铬木素不得用于强碱地层；含油地层不得用水玻璃材料制成。对于强酸强碱等特殊地层条件，在确定灌浆材料方案之前，需要进行特殊的化学相容性试验。

三、选择煤矿井巷工作面灌浆材料的原则

(1)根据地层渗透性选择

浆液品种的选择应适应注岩层的渗透性。当含水岩层的裂缝开度大于0.15mm，水流速度小于200m/d时，应使用水泥浆或粘土水泥浆；当含水岩层的水流速度大于200m/d或裂缝开度大于5mm时，吸水量大于7L/d（min·m）建议使用水泥-水玻璃浆或粘土-水泥浆。这一选择原则来源于GB 总结了50108年《地下工程防水技术规范》和煤矿井巷灌浆工程的实践经验，为现场技术人员提供了明确的操作指导。

(二)根据涌水量和地下水条件选择

当立井井筒穿过含水岩层或预测涌水量大于10m3/h的破碎带时，应采用地面预灌浆或工作面灌浆法进行堵水或加固。灌浆前，必须编制详细的灌浆工程设计和施工组织设计，确保所有技术参数合理可行。根据多井工程的实践经验，浅灌浆压力不得低于静水压力的2.5倍，深灌浆压力（深度大于400m）不得低于静水压力的2倍。这些参数的确定直接关系到灌浆效果和设备的安全运行。

(3)根据工程功能和环境要求进行选择

除满足基本的堵水加固功能外，煤矿井巷工作面灌浆材料还需要考虑防火、防瓦斯聚集等多种安全防护要求。部分新型煤矿填充封闭灌浆材料具有低温发泡、抗静电、高阻燃等综合性能特点，膨胀倍数可达25倍以上，对防止道路顶部、填充孔、封闭封闭墙、减少自然火灾具有重要作用。对有防火要求的矿山，也可参照《煤矿灌浆防火技术规范》MT/T 选择702-2020年规定的七类灌浆材料及其相应参数指标。

四、煤矿井巷工作面灌浆材料的应用要点

(1)材料质量检验和控制

煤矿井巷工作面灌浆材料进场检验是保证工程质量的首要环节。根据同一厂家、同一等级、同一品种、同一批号、连续进场的水泥，袋装不超过200t，散装不超过500t，每批抽样不少于一次；同一厂家的水玻璃不超过100m3，每批抽样不少于一次；同一土源的粘土也应按规定频率进行抽样检验。按进场批次检查外加剂，确保所有材料符合设计要求和现行国家标准的有关规定。

(2)浆液的制备和注浆工艺

在煤矿井巷工作面灌浆施工中，浆液的制备质量直接决定了最终的加固和堵水效果。制备水泥粘土浆时，搅拌时间不得超过半小时。如果再次延长搅拌时间，结构强度和塑性强度将降低。普通硅酸盐水泥与水玻璃模数2.4~3.4的水泥-水玻璃双液浆常用比例、碱性水玻璃溶液浓度为30~45波，两种溶液体积比通常为1:1.水泥浆水灰比可根据现场实际情况和所需冷凝时间适当调整，常见范围为0.8:1至1:1。

(三)灌浆效果检验标准

煤矿井巷工作面灌浆完成后，必须进行严格的效果检验。每个灌浆孔的灌浆压力应达到最终压力，注入量应小于30L/min～40L/min；直接堵漏灌浆应符合各灌浆孔已堵塞、无喷水的要求，灌浆量应小于施工设计要求；每个灌浆孔灌浆后，应进行复钻检查，灌浆量应小于1.0m3/h。对于井筒灌浆工程，应在井筒内涌水量最大的两个钻孔附近和井筒中心打一个检查孔，单孔涌水量应小于1.0m3/h。建立三级监测机制，每周对防火区进行一次气体分析，确保灌浆效果的持续有效性。

五、结论

煤矿工作面灌浆材料作为煤矿防治水和加固支护的关键材料，其性能指标、选择原则和施工工艺与煤矿安全生产水平和工程质量直接相关。通过严格执行MT/T 702-2020、NB/T 根据51030-2015年技术标准和规范的要求，科学合理地选择和应用各种灌浆材料，可有效解决煤层底板突出水、工作面淋水、断层破碎带坍塌等地质问题。未来，随着绿色矿山建设的深化和新材料技术的不断发展，煤矿工作面灌浆材料将继续优化升级为环保、高性能、多功能方向，为我国煤炭工业的优质发展提供更坚实的技术保障。