搜索
梁宝寺矿井副井井筒基岩段第Ⅰ含水层粉砂岩注浆施工技术安全措施项目经理：措施编制：杨大华编制单位：中煤五公司三第五项目部编制日期：二○○三年二月二十二日梁宝寺矿井副井井筒基岩段第Ⅰ含水层粉砂岩注浆技术安全措施一、工程概况梁宝寺矿井副井井筒现已成井至467.8m，工作面垂深471.1m。2003年2月21日根据《梁宝寺矿井副井井筒基岩段探水措施》以及筹建处、监理部要求，对现工作面以下的粉砂岩、砂岩进行边探边掘的施工过程中，按常规在井筒净径内布置3个探水孔，孔深8m，1#探水孔方位为NE30o；2#探水孔方位为SE170o；3#探水孔方位为NW300o，其中2#探水孔当钻进5.3时钻孔出水，随着钻孔加深，水量明显增大，最后坚持将2#探水孔打到孔深8m，探水钻孔直径为60mm，单孔涌水量为17.2m3/h。根据《梁宝寺矿井副井井筒基岩段探水措施》要求，当单孔涌水量大于3m3/h时，采用注浆措施治水。为了安全有效顺利地完成本次注浆工作，特编制本次注浆施工技术安全措施。二、地质及水文地质概况1、地质概况井筒往下施工，岩性自上而下为二迭系上石盒子组，深度453.0m～649.7m，厚196.7m，岩性以紫斑泥岩为主，次为灰绿色粉砂岩及砂岩，下部为灰色，局部为紫斑杂色泥岩及灰白色砂岩、粉砂岩交替出现，本次注浆主要封堵该粉砂岩裂隙水。2、水文地质概况本次探水孔涌水为基岩段掘砌以来第一次出水，井筒实测地层与井筒预测地柱状图地层基本相符，但通过探水孔单孔涌水量来看，岩层含水层涌水量与提供的涌水量差别较大。根据经验公式，取两倍的钻孔涌水量为井筒预计涌水量，即：井筒涌水量Q=34.2m3/h。三、注浆布孔及深度考虑水文地质条件和现有的设备、能力，以及其它经济效益、时间及工期，本次注浆采用工作面直接堵漏注浆，利用岩帽注浆，由于该层粉砂岩厚度为13.65m，而伞钻钻孔能力为8m，因此分两个阶段注浆，第一阶段利用1#、2#、3#三个探水孔直接注浆，第二阶段工作面向下推进4m之后，在井筒荒径轮廓内周边眼位置布孔，钻孔向外倾斜，径向倾角为5o～10o，以保证在井筒荒径轮廓线之外形成一定厚度的注浆壁。钻孔深度根据含水层的厚度及设备能力，确定本次注浆深度为7.35m，其下部砂岩地层仍采用边探边掘的方法通过。四、注浆参数1、根据第一次出水后的实测静水压力为40kg/cm2，来确定本次注浆的压力注浆压力取静水压力的1.5倍，即60kg/cm2。2、注浆孔数N=[π（D-2A）]/L式中D---井筒荒径，mD=7.5mA---注浆孔与井壁距离，A取0.1mL---注浆间距，设计为3m代入上式得注浆孔数N=7.64个，取8个。3、浆液注入量Q=AπR2Hηβ/m式中Q---浆液注入量，m3A---浆液消耗系数，取1.5R---浆液有效扩散半径，设计扩散距离为3m；钻孔至井中的距离为3.75m，有效扩散半径为3m+3.75m=6.75m。H---注浆段高，取7.35mη---岩层裂隙率，取2%β---浆液充填系数，取0.85m---结石率，取85%代入上式得Q=31.56m3,需用水泥:31.56×0.75=23.67吨。五、注浆孔施工利用FJD-6型伞钻，专用探水钻杆，Ф55mm钻头在工作面钻眼，一直钻至6m深，若水大或因塌孔钻不到底时，可提前停钻，紧接着埋入1.5#一头车有马牙扣的注浆管，注浆管外缠上麻丝，顶端安装球阀，以便放水或注浆。六、注浆作业⑴注浆工艺注浆直接在工作面进行，注浆泵采用QZB-50/60型气动注浆泵，拌浆采用两只半截油桶，人工拌浆。⑵浆液类型浆液采用新鲜的P.Ⅱ42.5R水泥单液浆为主，各孔注浆结束前采用水泥和玻璃水双液浆封孔。玻璃水选用模数2.3～3.4,浓度30～40Be。⑶压水各孔注浆前，要压入10～20min清水，目的是冲洗裂隙通道中的充填物，提高浆液结石体与裂隙面的粘结强度，另外，也可根据此检查各管路的漏水情况。⑷浆液的调配浆液的浓度一般选用2:1、1.25:1、1:1、0.8:1选择水泥-玻璃水液浆时，玻璃水与水泥浆的体积比为1:1～0.4:1。初期注浆的浆液浓度根据压水时的压力及压水量合理选择。当压力不变，连续注入30min，吸浆量不变，可适当调浓浆液。反之，压力上值很快时，可适当调稀浆液浓度，当压力缓缓上升，吸浆量逐渐减少，一直达到终压按结束注浆标准结束。七、结束注浆正常情况下，注浆压力由小逐渐增大，注浆流量由大到小，当注浆压力达到设计的泵压时，注浆流量小于50L/min，且稳定20min即可结束注浆。特殊情况下，在大裂隙岩层注浆，经浆液浓度变换，仍达不到终压与终量的标准时，要采用间歇法注浆，直至符合上述结束标准。对于细小裂隙注浆，当注2:1～1.5:1稀浆，压力仍上升很快，而吸浆量迅速减少时，可进行预处理：即先压水1m3左右，接着压注0.5m3左右30～35Be水玻璃，紧接着再压注0.5～1m3清水，并注浆。八、井筒开挖条件井筒注浆达到结束标准后，经分析注浆资料，注浆质量确认达到注浆效果后方准恢复掘进。分析注浆堵水效果主要依据以下资料：a、注浆终压与终量，必须符合其规定的标准。b、浆液的注入量基本符合设计的数据。c、要求先施工井中N向注浆孔，井中S向最后一个注浆孔作为注浆结束前放水试验孔，要求该孔剩余涌水量不于0.5m3/h。d、要求各个注浆孔孔间距尽量相等，以保证形成所要求的注浆壁厚度。e、排水系统随时都处于完好状态，工作面一旦涌水，能立即投入正常运转。九、注浆施工质量及安全技术措施1、注浆材料要有质保书、化验单，不符合技术要求的材料不准使用。2、浆液中不得混入纸片及水泥硬块，以防堵塞管路。3、岩石裂隙中注浆，先期注浆孔注浆量大，后期注浆孔注入量小，因此，一定要保证先期注浆孔的施工质量。4、注浆过程中，要设专人观察注浆压力和吸浆量的变化情况，发现异常现象即时采取措施处理。5、注浆过程中，技术员要紧跟至现场，指导钻孔和注浆施工，收集第一手资料，并对收集的资料，即时整理分析，便于指导下一步施工，提出调整或修改注浆参数参考意见，评价注浆效果。6、注浆过程中，施工人员要佩戴安全防护手套、眼镜。7、注浆期间，设专人观察上部井壁是否有漏水漏浆现象，发现异常，立即停注。8、各辅助系统运转情况按立井施工要求执行。9、其它安全措施执行《煤矿安全规程》的有关规定。十、施工工期本次工作面注浆工期安排3～5天时间。中煤五公司三处第五项目部二零零三年二月二十二日