煤矿可控性导水通道封堵与加固技术研究进展
康红普1
张玉军1
胡皓宇2
李嘉伟3
1.中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013;煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室,北京 100013;天地科技股份有限公司 开采设计事业部,北京 1000132.煤炭科学研究总院 开采研究分院,北京 1000133.中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013;天地科技股份有限公司 开采设计事业部,北京 100013
摘要：煤矿导水通道是矿井突水与地下水资源流失等工程灾害的核心诱因,实现导水通道精准封堵和裂隙岩体加固是煤矿安全绿色开采的关键技术.从导水通道分类、注浆材料、注浆工艺、注浆封堵与加固机理及注浆工程应用等多方面综述分析了煤矿可控性导水通道封堵与加固技术的研究进展.指出了煤矿水害防控与围岩稳定性控制中注浆技术核心目标在于通过浆液灌注实现裂隙的高效封堵、受损岩体力学性能的修复,但面临地质条件复杂性与不确定性、注浆材料的局限性、注浆效果不精确性以及成本效益方面的多重挑战;注浆材料的研发聚焦于性能优化与环保性提升,新型材料通过多元复合增强了注浆结石体力学性能以及复杂裂隙的封堵效率,环保型地质聚合物材料与煤基固废的资源化利用成为重要方向,兼顾工程效能与发展需求;注浆工艺从以人工经验为主,向自动化、智能化方向发展,通过多源数据融合监测与智能调控,有效控制浆液扩散范围及裂隙加固效果;理论层面,注浆封堵与加固机理揭示了浆液流变特性、裂隙几何形态与注浆参数的协同效应,浆-岩界面力学机制表明通过微观界面过渡区强化黏结性能可有效封堵裂隙,改变岩层渗透性能;工程实践中,结合地面与井下定向钻探实现了强采动围岩注浆改性加固、顶底板导水通道注浆封堵与含水层的改性,在降低矿井水害风险、保障资源安全高效回采的同时,实现了地下水资源的有效保护.最后,提出未来研究需进行注浆材料、工艺与装备的全过程创新,与材料科学、高端装备、人工智能与生态学等多学科交叉融合,为复杂地质条件与特殊工况下注浆封堵与加固技术的智能化、高效化与绿色化提供核心驱动力,为实现煤炭开采低损伤、可持续目标提供强有力的技术支撑.
关键词：采动裂隙可控性导水通道注浆工艺封堵与加固研究进展
分类号：TD745(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52174079)中国煤炭科工集团有限公司创新基金重点资助项目(2024-TD-ZD019)
论文发表日期：2026-03-31
在线出版日期：2026-03-10（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：20( 7-26 )
英文信息