《开滦日报》毫米级防控助力“双赢”——建设集团应用离层注浆技术打造减沉施工样本

（2025年8月6日一版）

毫米级防控助力“双赢”

建设集团应用离层注浆技术打造减沉施工样本

□本报记者 吴 萌 □本报通讯员 赵春生 田 宁

煤矿开采带来的地表沉降恰似一场悄然发生的生态“涟漪效应”：地下煤层被采掘后，上覆岩层如叠落的书页逐层产生形变。

如今，建设集团应用离层注浆技术，实施一场精妙的“岩层托举行动”，推动资源开发与生态保护“双赢”。

给岩层“打针”的地质“魔术师”

在地下，不同硬度的岩层叠加在一起，宛如千层蛋糕。其中的厚砂岩地层就像蛋糕中的巧克力脆层，支撑着上方所有岩层的重量。该层一旦断裂，整个“蛋糕”便会塌陷，这就是地表沉降的核心原理。

建设集团地矿工程处的工程师将离层注浆比作向即将变形的“蛋糕”中注入“加固奶油”。要完成这项工作，关键在于找到岩层中的关键层——“巧克力脆层”。2024年底，地矿工程处在唐山矿业公司0293工作面的离层注浆工程“首秀”，便遇到了严峻考验：多种原因导致钻孔施工时间滞后；因为岩层移动，仅凭图纸无法准确判断当前离层空间位置。

“我们在实践中也发现了这个问题。”地矿工程处主任工程师李云飞回忆起刚开始进行浅埋层注浆施工时的那段经历。当时，他们通过数据对比发现，用已知地质资料确定关键层位置，难以计算出准确的数据。为此，他们采用“理论计算+经验判断”的方法，结合详细的地质勘探数据，绘制出高精度的地层剖面图，并以此为依据确定最优注浆层位。

然而，岩层移动又带来了新的问题：钻孔出现漏失现象，尽管采取注入堵漏剂和水泥浆等方法进行多次堵漏处理，但漏失量仍然较大。“这会导致孔壁上的岩石塌落进而埋钻。”李云飞解释道。关键时刻，他们果断采用下行式注浆钻进工艺，对裂隙发育、漏失严重的层段进行粉煤灰注浆，等地层压力保持在稳定值时再钻进施工，最终找到了最初的目的层。

虽然0293工作面注浆只是实验性工程，但一系列行之有效的方法使减沉效果超出了预期。观测数据显示，虽然只对200米区域实施了注浆，但岩层移动幅度被控制在了微动级别，地表几乎察觉不到地下进行的“地质手术”。

“这为后续离层注浆技术的规模化应用积累了宝贵经验。”李云飞说，目前，他们已建立了一套成熟、完善的离层注浆工艺体系，其中涵盖模拟实验、方案比对、定向造孔、系统监控、浆液比配、采注配合等关键技术环节，能确保减沉效果符合国家标准要求。

从试验到规模化应用的技术攻坚

离层注浆技术的应用过程并非一帆风顺，而是经历了从早期试验阶段的摸索前行到规模化应用阶段成熟稳健的攻坚。

早期的离层注浆技术发展处于初期水平，由于受成本投入、设备能力、材料供采、施工工艺等客观因素的制约，不仅施工效率低，减沉效果也不理想。“那时候，我们甚至需要依靠人工筛检粉煤灰，注浆泵平均半天就会出现一次故障。”回忆起20年前参与离层注浆工程的经历，李云飞心生感慨。如今，唐山矿业公司的注浆站已实现全自动化运行，日注浆能力达到4000吨。随着生产规模的扩大，注浆成本显著降低，经济效益与环境效益实现“双提升”。

今年初，唐山矿业公司0293工作面离层注浆减沉工作顺利完成，目前Y391工作面正在进行注浆作业。根据整体规划，未来5年，矿区的多个采煤工作面将陆续实施离层注浆工程，逐步形成“边采边注”的动态治理模式。

“在离层注浆工程中，时间节点的把控至关重要。”地矿工程处党总支书记吴志臣强调，注浆作业必须在覆岩离层形成之时且尚未闭合之前进行，一旦错过这一关键窗口期，浆液充填将无法达到最佳效果。为精准把握施工时机，地矿工程处对施工流程进行了全面优化：提前造孔等待，实时监测注水压力；采用定向钻孔工艺，在地表择优占地；针对钻井液漏失问题，先堵漏护壁再继续钻探。

在行业内，离层注浆技术虽已趋于成熟，但在唐山矿区大采高、大倾角、大深埋的复杂地质条件下进行离层注浆作业尚属首例。在无先例可循的情况下，地矿工程处借助2024年建立的注浆模拟试验室的可视化注浆模拟实验系统，研究覆岩的破坏形态和运移规律，收集相关数据，为动态调整减沉注浆工艺提供参考。“这个过程就像游戏玩家反复挑战游戏副本。”吴志臣作了这样一个比喻。

在0293工作面减沉注浆施工过程中，由于地表条件限制，为减少对临时用地的占用以及绿地迁移，地矿工程处引进先进的受控定向钻孔技术，将原计划4个钻场减少到2个，并最大限度压缩了钻场面积。这一方案将常规思路与先进技术相结合，是离层注浆造孔的重要创新。

地下工程的“科幻照进现实”

走进占地1500平方米的封闭式注浆站，现代化的气息扑面而来。地矿工程处巧妙地将设备工作区与人员监测区隔开。注浆集控室内，两名青年员工正通过曲面屏监控注浆系统。3D画面实时显示灰罐、搅拌站、注浆泵等设备的运行状态，一旦某环节出现异常，系统会自动报警。注浆泵房内12台蓝色注浆泵排列整齐，绿色地坪漆擦拭得一尘不染，“引领矿山生态科技、推动绿色低碳发展”的红色条幅格外显眼，与传统“灰头土脸”的注浆场景截然不同。

“现在不用守在机器旁了，系统比人更聪明。”地矿工程处第三项目部经理吴朝君说，他们目前使用的这套设备与系统在国内注浆行业处于领先水平，从原料进场到注浆完成，全程由智能化系统控制：自动称重杜绝人为干预、设备自动调节浆液配比、实时数据同步传输至管理端。

“这一智能化升级不仅显著降低了人力成本，更有效提高了数据的准确性与工程效率。”吴朝君以粉煤灰过磅为例告诉记者，过去都是人工读取、填写数据，可能与实际存在一些差异，但现在粉煤灰灌装运输车进退场时经过自动泵站，数据由电脑自动记录，可精确到小数点后两位，避免了人为因素的影响。此外，粉煤灰输送也由人工操作阀门改为鼠标操作，封闭式储罐与厂房设计严格符合环保要求，彻底解决了传统注浆作业中存在的粉尘污染问题，实现了绿色生产。

“绿色矿山的核心在于科技赋能。”建设集团总工程师卢相忠表示，离层注浆技术通过科技手段实现了生态保护与成本控制的“双赢”，为矿山企业的可持续发展开辟了新路径。接下来，建设集团将不断提升管理水平，持续开展技术研发工作，深入优化生产组织模式，致力于为集团公司各生产矿井提供可复制、可推广的“减沉”服务。