潘三礦進(jìn)風(fēng)井注漿三設(shè)計(jì)

1、1 前言潘三礦二水平延深及安全改建工程由煤炭合肥設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，確定在潘三礦工廣內(nèi)施工一深部進(jìn)風(fēng)井。 根據(jù)集團(tuán)公司安排確定由我處施工井筒地面預(yù)注漿工程。深部進(jìn)風(fēng)井與工廣內(nèi)現(xiàn)有井筒平面距離為：矸石井，259m ；主井， 358m ；副井， 430m 。本施工組織設(shè)計(jì)根據(jù)井筒檢查孔地質(zhì)報(bào)告及所提供資料，遵照有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)編制。設(shè)計(jì)編制依據(jù)主要有：（ 1）淮南礦業(yè)集團(tuán)潘三礦深部進(jìn)風(fēng)井井筒檢查孔地質(zhì)報(bào)告 ；（ 2）礦山井巷工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 （gb50213-2010 ）；（ 3）煤礦井巷工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) （mt50511-2010 ）；（ 4）煤礦防治水規(guī)定（ 5 ）其它與本工程

2、施工相關(guān)的規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)，以及技術(shù)要求和施工經(jīng)驗(yàn)等。深部進(jìn)風(fēng)井井筒地面預(yù)注漿總體施工方案設(shè)計(jì)如下：采取內(nèi)圈直孔 + 外圈“ y”型鉆孔的施工方案。注漿段高劃分為13 段（包括巖帽段），總段高為 758m （其中巖帽段20m ）。1內(nèi)圈布置（注漿及布孔圈徑 13.8m ）8 個(gè)注漿直孔，注漿深度為 334 555m ，劃分 4 個(gè)段高（包括巖帽段），段高總長(zhǎng) 221m ，分兩輪施工。外圈采用“ y”型鉆孔，地面布孔 4 個(gè)，注漿深度為 545 1092m ，劃分為 9 個(gè)段高，段高總長(zhǎng) 547m ，分兩輪施工。第一輪施工 z9 、z11 、z13 、z15 四孔，待該四孔鉆探注漿到孔底（ 10

3、92m ）后封到孔深 435 m 后進(jìn)行定向鉆進(jìn)，分叉為 z10 、 z12 、z14 、z16 四孔，再鉆探注漿到孔底（1092m ）。y 孔的注漿深度與內(nèi)圈直孔注漿深度重合10m 。y 孔造孔與內(nèi)圈直孔在孔深545m 處對(duì)接。通過(guò)注漿后的單孔壓水試驗(yàn)預(yù)計(jì)井筒剩余涌水量。內(nèi)圈8 個(gè)直孔全部鉆注結(jié)束后，透開(kāi)其中一孔對(duì)334 555m注漿段進(jìn)行壓水試驗(yàn)，預(yù)計(jì)井筒334 555m段的剩余涌水量；外圈 8 個(gè)“y”孔全部鉆注結(jié)束后，透開(kāi)其中一孔對(duì)555 1092m注漿段進(jìn)行壓水試驗(yàn)，預(yù)計(jì)井筒555 1092m 段的剩余涌水量。全井筒剩余涌水量為兩段剩余涌水量之和?？偣こ塘浚涸炜?1436m ，注漿量

4、 29707m 3 （其中單液漿 1169 m 3 ）。其中內(nèi)圈造孔 4440m ，注漿量 10127m 3 （其中單液漿 1169 m 3），外圈造孔 6996m ，注漿量 19580m 3 。固管：總計(jì) 4412m ，其中，內(nèi)圈孔2672m ，外圈孔 1740m 左右。注漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，井筒基巖注漿段注后剩余涌水量不大于6m 3 /h 。22 井筒技術(shù)特征 ( 見(jiàn)表 2-1)井筒技術(shù)特征表表 2-1井筒x3633762.808井筒凈徑（ m ）8.6中心y39476085.793井筒深度（ m ）坐標(biāo)標(biāo)高23.2第四系深度（ m ）267.40井底車(chē)場(chǎng)標(biāo)高風(fēng)化帶深度（ m ）330.70（m

5、）馬頭門(mén)標(biāo)高（ m ）硐室標(biāo)高（ m ）3 井筒地質(zhì)及水文地質(zhì)特征3.1 井筒地質(zhì)井筒區(qū)域總體地層走向n20 60 w ，呈扇形展布，傾向南及南西，為平緩的單斜構(gòu)造，地層傾角3 5 。3.1.1新生界第四系地層第四系地層厚267.40 291.35m ；（1）砂層、砂礫層層數(shù)多、厚度大，單層厚度大于 5m 的有 16 層，最大單層厚度達(dá) 13.40m ，砂、砂礫層總厚 175.85m ，占新地層總厚的 68.7% ，顯示沉積顆粒大的特點(diǎn)；（2 ）底部以砂礫層為主，夾粘土層，分選性差，一般礫徑 6-8cm ，最大達(dá) 20cm 。3.1.2煤系地層主檢孔揭露基巖厚度 781.46m ，層位為上石盒

6、子組 ,上起 18 煤頂板，下至 1 煤下砂泥巖互層 ,含 0.5m 以上煤層 13 層,屬潘集礦區(qū)第一第六含煤段。3.1.3構(gòu)造與不良地質(zhì)現(xiàn)象33.1.3.1 構(gòu)造主要斷層有 f47 ，另有 fa、fb 兩條小斷層。f47 斷層為正斷層，走向 n78 87 w ，近東西走向，傾向南，傾角 25 35 ，平均 30 ，落差15 20m ；f47 斷層上盤(pán)煤層走向 n43 62 w ，傾向南西，傾角 4 5, 斷層下盤(pán)煤層走向 n20 40 w ，傾向南西，傾角 3。f47 斷層可能是一個(gè)斷層帶，由多條斷層組合而成，斷層面復(fù)雜，破碎帶較寬，附生次級(jí)小斷層發(fā)育。fa 斷層為正斷層，走向n35 w

7、，傾向北西，傾角60 ，落差68m ，斷層可靠較差。fb 斷層為正斷層，走向n37 w ，傾向北西，傾角 65 ，落差35m ，斷層的可靠性差。3.1.3.2不良地質(zhì)現(xiàn)象主檢孔均見(jiàn)有多處破碎帶， 主檢孔自 8 煤頂板砂巖層至4-1 煤底板，出現(xiàn)三處破碎帶，其中6 煤以上破碎帶垂厚達(dá)10m 。整個(gè)破碎帶垂厚達(dá)75m ，簡(jiǎn)易水文觀測(cè)漏水現(xiàn)象明顯；探構(gòu)造孔8 煤至 5 煤，出現(xiàn)二處破碎帶，巖性破碎帶垂厚60m ，簡(jiǎn)易水文觀測(cè)漏水現(xiàn)象明顯。3.1.4風(fēng)化帶結(jié)構(gòu)特征潘三深部進(jìn)風(fēng)井主檢孔風(fēng)化帶深度為267.40 330.70m ，厚度 63.30m ，其中強(qiáng)風(fēng)化帶厚度54.60m ；風(fēng)化帶內(nèi)砂巖溶蝕較發(fā)育

8、，豎向裂隙發(fā)育，巖芯破碎。3.2 井筒區(qū)基巖水文地質(zhì)特征4主檢孔劃分出 8 個(gè)含水層。含水層的巖性主要為中砂巖、細(xì)砂巖及斷層破碎帶，含水層厚度 4.80 26.35m不等。含水層劃分情況見(jiàn)表3-1 。深部進(jìn)風(fēng)井主檢孔基巖含水層劃分表表 3-1含水層含水層分層涌水量含水層起止深度 (m)主要巖性厚度 (m)(m 3 /h)備注編號(hào)1353.40360.30細(xì)、中砂巖6.90111.217類(lèi)2439.60456.50中、細(xì)砂巖16.9029.862類(lèi)3502.60507.40細(xì)砂巖4.8013.990類(lèi)4596.30615.50細(xì)、中砂巖19.2017.9949類(lèi)5741.80757.00中砂巖1

9、5.205.138類(lèi)6869.00895.35細(xì)砂巖、破碎帶26.3525.9683類(lèi)7908.75918.25細(xì)砂巖9.504.289類(lèi)81012.601018.25中砂巖5.652.329類(lèi)含水層總厚度 (m)104.503.3 井筒涌水量預(yù)計(jì)（ 見(jiàn)表 3-2 ）潘三礦深部進(jìn)風(fēng)井井筒涌水量預(yù)計(jì)成果表表 3-2含水層含水層起止深度涌水量預(yù)計(jì)（ m 3/h ）建議水量主要巖性編號(hào)（ m ）（ m 3/h ）方法一方法二方法四1353.40360.30細(xì)、中砂巖2.209910.4175111.217111.2172439.60456.50中、細(xì)砂巖2.862513.199329.86229.8

10、623502.60507.40細(xì)砂巖13.99013.9904596.30615.50細(xì)、中砂巖3.781017.99499.65817.99495741.80757.00中砂巖5.1385.13856869.00895.35細(xì)砂巖、破碎帶5.317425.96834.47525.96837908.75918.25細(xì)砂巖4.2894.28981012.601018.25中砂巖2.3292.329合計(jì)210.78824 注漿技術(shù)方案及主要施工參數(shù)4.1 注漿孔數(shù)及布置本工程擬采用直孔 y 孔井筒地面預(yù)注漿方案。 考慮既要保證注漿堵水質(zhì)量，又要縮短井口占用工期等因素，確定注漿鉆孔孔數(shù)及布置如下：4

11、.1.1 注漿鉆孔布置共布置 16 個(gè)注漿鉆孔（鉆孔孔口坐標(biāo)見(jiàn)表4-1 ），分 2 圈布孔。內(nèi)圈布置8個(gè)鉆孔，布孔圈徑13.8m ，鉆孔深度 555 。內(nèi)圈鉆孔中最后施工的一孔兼做注漿質(zhì)量檢查孔。外圈孔地面布置4 個(gè)鉆孔，按 y 形鉆孔設(shè)計(jì)施工，每孔套管段以下經(jīng)定向鉆進(jìn)分為兩個(gè)孔 ,形成 8 個(gè)注漿鉆孔 ,布孔位置距井心15 25，具體孔位可視地面施工條件及凍結(jié)措施工程布置而定，在條件許可的情況下，鉆孔位置盡量靠近井筒，鉆孔深度1092m 。外圈鉆孔中最后施工的一孔兼做注漿質(zhì)量檢查孔。鉆孔布置詳見(jiàn)“深部進(jìn)風(fēng)井井筒地面預(yù)注漿鉆孔平面布置圖”674.1.2 鉆孔施工順序內(nèi)、外圈各按兩組孔施工。內(nèi)圈

12、第一組孔為z1 、z3 、z5 、z7 號(hào)孔，第二組孔為 z2 、z4 、z6 、z8 號(hào)孔，內(nèi)圈施工完畢，即讓出井口位置，可以安排井口措施工程施工；外圈第一組孔為z9 、z11 、z13 、z15 號(hào)孔，各孔達(dá)注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后 ,套管段以下進(jìn)行全封閉,采取定向鉆進(jìn)的方式施工下一個(gè)注漿孔,第二組孔為z10 、z12 、z14 、z16 號(hào)孔，外圈孔與最外圈凍結(jié)孔水平距離不小于3m 。4.2 注漿深度本次注漿上限放在風(fēng)化帶底板以下，考慮到套管需座落在堅(jiān)硬巖石上，注漿上限設(shè)計(jì)為 334m ，注漿下限定于進(jìn)入三灰2m ，暫定為 1092m 。井筒注漿深度見(jiàn)表4-2 。井筒分孔注漿深度見(jiàn)表4-3 。8注

13、漿鉆孔孔口坐標(biāo)表 4-1孔號(hào)（m ）（）孔號(hào)（m ）（）z16.90z915 2522.5z26.945z1015 2522.5z36.990z1115 25112.5z46.9135z1215 25112.5z56.9180z1315 25202.5z66.9225z1415 25202.5z76.9270z1515 25292.5z86.9315z1615 25292.51、孔口坐標(biāo)為相對(duì)井筒中心的極坐標(biāo)；備注2、 y 形孔（ z9 z16 號(hào)孔）的坐標(biāo)為理想值，施工時(shí)視現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定。井 筒 注 漿 深 度 一 覽 表表 4-2井 別注漿上限 (m)注漿下限 (m)注漿段長(zhǎng)度 (m)進(jìn)

14、風(fēng)井33410927584.3 注漿段高注漿段高即一次注漿的鉆孔長(zhǎng)度。分段注漿是保證注漿質(zhì)量的重要技術(shù)措施之一。段高的大小依據(jù)含水層賦存狀況、裂隙發(fā)育程度及連通性、富水性、地層受注能力及注漿能力等確定。段高的劃分原則是：首先突出重點(diǎn)含水層，明確重點(diǎn)注漿段，重點(diǎn)注漿段的段高較小，非重點(diǎn)注漿段的段高可適當(dāng)加大；含水層位9于受注段的中上部；水文地質(zhì)特征相近的巖層放在同一段高內(nèi)；注漿段頂部設(shè)置巖帽注漿段。依據(jù)上述段高劃分原則，將深部進(jìn)風(fēng)井井筒基巖注漿段劃分為13 個(gè)段高， 1段高（段長(zhǎng) 20m ）為巖帽注漿段，注入單液水泥漿；其下為粘土水泥漿注漿段，劃分為 12 個(gè)段高（即 213 段高），段高長(zhǎng)度

15、37 70 。段高的劃分詳見(jiàn)表4-4 。鑒于井筒水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性，必須確保巖帽段注漿封堵效果，防止下部注漿漿液沿豎向裂隙大量串入上覆巖層。將巖帽段劃分為3 個(gè)亞段（段長(zhǎng)分別為5m 、7m 、8m ），分段次進(jìn)行巖帽注漿，具體做法是：固管并養(yǎng)護(hù)后，鉆進(jìn)5m ，進(jìn)行第一次巖帽注漿，單液水泥漿水灰比為0.8:1 0.6:1 ，注漿量20 30m 3 ；養(yǎng)護(hù)后掃孔鉆進(jìn) 7m ，進(jìn)行第二次巖帽注漿， 水灰比為 0.8:1 0.7:1 ，注漿量 25 30m 3 ；養(yǎng)護(hù)后掃孔鉆進(jìn) 8m ，進(jìn)行第三次巖帽注漿，然后視實(shí)際注漿情況分次復(fù)注達(dá)到設(shè)計(jì)注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。4.4 注漿壓力注漿壓力是驅(qū)使?jié){液克服各種流動(dòng)

16、阻力，在巖層裂隙中擴(kuò)散、充填的動(dòng)力。它與漿液類(lèi)型及其濃度、裂隙開(kāi)度及連通性等因素密切相關(guān)。注漿壓力的大小對(duì)注漿效果有著直接影響，故確定適宜的注漿壓力對(duì)注漿工程是至關(guān)重要的。根據(jù)井筒地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，結(jié)合本地區(qū)注漿施工經(jīng)驗(yàn)，確定巖帽注漿段注漿終壓為靜水壓力的1.5 2.0 倍；粘土水泥漿注漿段直孔段注漿終壓為靜水壓力的2.0 2.5 倍，y 孔段注漿終壓為靜水壓力的2.0 2.2 倍；達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量時(shí)，注漿終壓取下限值， 達(dá)不到設(shè)計(jì)注漿量時(shí)， 注漿終壓取上限值。 由于 -650 水平巷道距離井筒中心不足50m, 其對(duì)應(yīng)注漿段注漿時(shí)要適當(dāng)降低注漿壓力,控制在靜水壓10力的 1.5 2.0 倍，灰

17、巖注漿要適當(dāng)提高終壓， 為靜水壓力的 2.0 2.5 倍。井 筒 分 孔 注 漿 深 度 一 覽 表表 4-3注 漿段固管段井（孔）別起止深度 (m)段長(zhǎng)起止深度 (m)段長(zhǎng)（m ）（m ）內(nèi)圈孔334 5552210 334334進(jìn)風(fēng)井545 10925370 435435外圈孔1 、外圈孔注漿起始深度與內(nèi)圈孔注漿終止深度交叉10m 。備2 、外圈孔固管深度與注漿起始深度之間的孔段為y 形孔注的造斜孔段，在計(jì)算工程量時(shí)，該段按注漿段造孔工程量計(jì)算，但不予以注漿。注漿段高的劃分、注漿量及終壓表表 4-4段序起止深度（）段長(zhǎng)注漿量每孔注漿量終壓（ mpa ）（）（ 3）（ 3 ）1334 354

18、2011691465.3 7.12354 4206629413688.4 10.53420 4856528973629.7 12.14485 55570312039011.1 13.95555 62267244330512.4 13.76622 68866240730010.3 13.87688 74557207826014.9 16.48745 81065237029616.2 17.89810 88070255232017.6 19.410880 93050182322818.6 20.51111930 99060218827319.8 21.812990 105565237029621.

19、1 23.2131055 109237134916821.8 27.3合計(jì)334 109275829707備注注漿量不包含加固量4.5 特殊段注漿處理措施本井筒注漿屬于潘三礦二水平改建工程項(xiàng)目，區(qū)別于一般新建井筒，由于現(xiàn)有巷道與井筒較多 （見(jiàn)深部進(jìn)風(fēng)井井筒與附近巷道及井筒位置關(guān)系圖） ，注漿時(shí)對(duì)它們都會(huì)有威脅，在注漿施工中盡可能避免對(duì)巷道及井筒造成破壞，針對(duì)出現(xiàn)的不同情況將采取如下處理措施：1、限壓注漿-650 水平對(duì)應(yīng)段高， 調(diào)整注漿結(jié)束壓力標(biāo)準(zhǔn)，為靜水壓力的1.5 2 倍。2、小流量注漿注漿時(shí)盡量使用小泵量，控制在200l/min以下。3、間歇式注漿出現(xiàn)滲漿、漏漿情況，采取少量、多次、單液

20、水泥漿間歇式注漿方式。4、注漿時(shí)與其它井筒溝通的處理注漿施工過(guò)程中， 若其它井筒出現(xiàn)滲漿、 漏漿情況，礦方要及時(shí)通知注漿站，并立即停止注漿，注漿人員及時(shí)上報(bào)本次注漿量、注漿起止時(shí)間、注漿壓力及壓力變化情況，分析后制定相應(yīng)措施。若出現(xiàn)井壁掉塊或井壁異常，由礦方?jīng)Q定是否進(jìn)行本段注漿。5、注漿時(shí)與巷道溝通的處理由于礦井井下 -650m水平有多條巷道，在深部進(jìn)風(fēng)井同一水平注漿段注漿12時(shí)，原礦井 -650m 的巷道附近嚴(yán)禁行人進(jìn)入；注漿結(jié)束后，潘三礦安排專(zhuān)人觀察礦井 -650m 的巷道是否有出漿現(xiàn)象； 總體原則，井下觀察時(shí)地面嚴(yán)禁注漿，地面注漿時(shí)井下嚴(yán)禁觀察。注漿時(shí)，壓力突然明顯降低，應(yīng)立即停止注漿，

21、詢(xún)問(wèn)巷道有無(wú)異常，若無(wú)異常，再繼續(xù)注漿 ；若巷道出現(xiàn)滲漿、漏漿情況，要立即結(jié)束本次注漿，分析后與礦方及監(jiān)理三方共同研究決定是否再次注漿。如需注漿，注漿間隔時(shí)間要超過(guò)6h 。若巷壁出現(xiàn)大量跑漿， 應(yīng)立即停止本孔段注漿 ，進(jìn)行下段鉆注工序， 待漿液充分凝固后再對(duì)跑漿段注漿。134.6 斷層、破碎帶的加固施工本井筒有多個(gè)斷層通過(guò)，落差大小不一，其中f47 斷層落差較大，位于6 煤至 8 煤（884 896m ）之間，本段放在一個(gè)小段高，作為重點(diǎn)進(jìn)行加固注漿，注漿時(shí)漿液要由稀到稠，采取間歇式反復(fù)注漿的方式，達(dá)注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后，注入適量的單液水泥漿，單孔以 1.5m 3/m 的漿量進(jìn)行控制。4.7 馬頭門(mén)

22、、井筒周邊、待注巷道的加固在車(chē)場(chǎng)水平、 -817m 、-953m 水平為馬頭門(mén)位置，井筒周邊以及待注巷道，要進(jìn)行加固注漿，選擇馬頭門(mén)兩邊附近的鉆孔2 個(gè)，在對(duì)應(yīng)馬頭門(mén)水平的段高進(jìn)行重點(diǎn)加固，各段高達(dá)注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后， 注入適量的單液水泥漿， 單孔以 1.5m 3/m 的漿量進(jìn)行控制，在巷道頂?shù)装寮拜S向上形成一定厚度的加固帷幕。4.8 注漿方式固管和巖帽段注漿結(jié)束后，對(duì)粘土水泥漿注漿段總體上采用分段下行的注漿方式。4.9 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)144.9.1 巖帽注漿段（1）達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)終壓值；（2）泵量不大于 100 l/min；（3）穩(wěn)定時(shí)間不少于20min 。達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)，即可結(jié)束巖帽段的注漿工作。

23、4.9.2 粘土水泥漿注漿段（1）達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)終壓值；（2）泵量不大于 250l/min；（3）穩(wěn)定時(shí)間不少于30min ；（4）重點(diǎn)注漿段有較充足的注入量。每段高達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)，即可結(jié)束該段高的注漿工作。5 注漿材料及注漿量5.1 注漿材料的選擇5.1.1 巖帽注漿段固管和巖帽注漿段采用單液水泥漿。單液水泥漿由水泥、食鹽、三乙醇胺和水組成。水泥：采用 42.5p.o 普通硅酸鹽水泥。食鹽：粉碎的細(xì)鹽。三乙醇胺：工業(yè)級(jí)液體三乙醇胺。5.1.2 粘土水泥漿注漿段采用粘土水泥漿。粘土水泥漿由粘土、水泥、水玻璃和水組成。以粘土為主要成份的粘土水泥漿，用于基巖裂隙含水層注漿堵水，不僅水泥用量少，可靠性

24、高，而且該漿液不易沉淀，不易被水稀釋而沖走，輸送過(guò)程中不凝固，停止流動(dòng)后較快具有塑性強(qiáng)度，爆破時(shí)吸收震波不易開(kāi)裂，具有很好的隔水性和耐久性。粘土可以就地取材，材料來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，漿液配方簡(jiǎn)單，與單液水泥漿相15比，其成本低，工期短。經(jīng)我國(guó)十幾年井筒地面預(yù)注漿實(shí)踐證實(shí),粘土水泥漿確實(shí)是一種較理想的注漿堵水材料。因此，采用粘土水泥漿作為井筒地面預(yù)注漿的堵水材料，技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理。粘土：塑性指數(shù) 10 20 ，含砂量小于 %（重量）。水泥：采用 42.5p.o 普通硅酸鹽水泥。水玻璃：模數(shù) 2.8 3.4, 波美度為 36 40be 。5.2 漿液注入量及注漿材料用量預(yù)計(jì)5.2.1 漿液注

25、入量（1）注漿有效擴(kuò)散半徑依鑿井爆破影響帶經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)一般為2m 左右，防水帷幕有效厚度要求為6m ，深部進(jìn)風(fēng)井凈半徑為4.3 米，最大荒半徑為4.9m ，所以注漿安全帷幕半徑為12.9m ，設(shè)計(jì)注漿范圍應(yīng)大于12.9m ，本次深部進(jìn)風(fēng)井注漿圈徑設(shè)計(jì)為13.8m ，有效徑向擴(kuò)散距離定為14.9m 。（2）計(jì)算公式v=a r2 hn /m式中： v- 漿液體積（ m ）；a- 漿液消耗系數(shù)；r-以井筒中心為基點(diǎn)的漿液有效擴(kuò)散距離（m ）；h- 注漿段長(zhǎng)（ m ）；n- 巖層平均裂隙率（ %）；-漿液充填系數(shù)； m- 漿液結(jié)石率。（3）各參數(shù)取值a：巖帽段取 1.5，粘土水泥漿注漿段取1.3；r：取

26、r=14.9m ；h：巖帽段段長(zhǎng) 20m ，粘土水泥漿注漿段段長(zhǎng)738m ；n ：巖層平均裂隙率 ,巖帽段取 5.0% ，直孔段取 4.4% ，y 孔段取 3.6% ；16：取b=0.95 ；m: 取 m=0.85 。（4）漿液注入量將上述參數(shù)值代入計(jì)算公式，即求得預(yù)計(jì)漿液注入量。其結(jié)果見(jiàn)表5-1 。5.2.2 注漿材料用量（1）計(jì)算方法水泥：固管段按每孔用水泥 15t 計(jì)算；單液水泥漿按水灰比 0.75:1 計(jì)算 ,1m 3 漿液需水泥 0.969t ；粘土水泥漿按 1m 3 漿液需水泥 204kg 計(jì)算。粘土：按所需粘土水泥漿體積的30% 計(jì)算土方數(shù)，粘土密度取1.95t/m 3。水玻璃：

27、按 1m 3 粘土水泥漿需水玻璃30 l 計(jì)算，水玻璃密度取1.4t/m 3 。食鹽和三乙醇胺：按單液水泥漿中水泥用量的5和0.5 計(jì)算。（2）計(jì)算結(jié)果按上述方法求得各種注漿材料的用量，其結(jié)果見(jiàn)表5-1 。漿液注入量與注漿材料用量預(yù)計(jì)表表 5-1井固巖帽注漿段食三粘土水泥漿注漿段合計(jì)17管單位鹽乙單位粘 土水玻璃水泥別水水注入t醇用量水漿注入水泥泥泥量胺量量泥tt漿m 3m 3/m 3tm 3tt3/ttm 3mmm56.60.66285338.7582856116698561197135風(fēng)098258井本工程注漿量： 29707m 3，其中單液漿1169m 3 ，粘

28、土水泥漿28538m 3 。第一組孔要加大注漿量， 每段高以達(dá)到設(shè)計(jì)量的100 120% 為標(biāo)準(zhǔn)。6 注漿鉆孔的施工6.1 造孔工程量（見(jiàn)表6-1 ）造 孔 工 程 量 一 覽 表表 6-1井 別孔 數(shù)固管段 (m)注漿段 (m)總工程量 (m)進(jìn)風(fēng)井1644127024114366.2 鉆場(chǎng)基礎(chǔ)及泥漿循環(huán)系統(tǒng)以井心為圓心，深部進(jìn)風(fēng)井建造直徑為18m 的灰土盤(pán)，灰土盤(pán)用三七灰土分層夯實(shí)，以此作為內(nèi)圈孔的鉆場(chǎng)基礎(chǔ)。外圈孔待孔位確定后，建造4 個(gè)與鉆塔底盤(pán)尺寸相適應(yīng)的灰土盤(pán)，以此作為外圈孔的鉆場(chǎng)基礎(chǔ)。在距深部進(jìn)風(fēng)井井心30 50m 處的適宜位置建造8 個(gè)泥漿循環(huán)池（單個(gè)泥漿池規(guī)格為4 31.5m

29、），并配有相應(yīng)的循環(huán)溝槽，以此作為鉆孔施工的泥漿循環(huán)系統(tǒng)。6.3 供電利用甲方提供的6 kv 電源，在適宜位置建造配電室，安裝800kva 變壓器1 臺(tái)，配備相應(yīng)的低壓配電柜滿(mǎn)足造孔、 制漿和注漿的動(dòng)力要求。186.4 供水利用礦方供水，供水量不小于60m 3/h 。在注漿站附近建造容量為100 150m 3 的清水池 1 個(gè)。6.5 鉆孔結(jié)構(gòu)(1) 固管段：孔徑 216mm ，上部下入 194 8mm 無(wú)縫鋼管 20m ，其余下入168 7mm 無(wú)縫鋼管，用水泥固管。(2) 注漿段：孔徑 110 130mm 。詳見(jiàn)鉆孔結(jié)構(gòu)圖。深部進(jìn)風(fēng)井井筒地面預(yù)注漿鉆孔設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖（形孔）（ 直 孔 ）194

30、8mm套管1948mm套管20m20mm216mm216m1687mm套管1687mm套管334m435m1101130mm10130mm555m1092m6.6 鉆具基本組合固管段：主動(dòng)鉆桿 73 9mm鉆桿159 51mm導(dǎo)向管 216mm19三牙輪鉆頭 (或其它種類(lèi)無(wú)芯鉆頭 )。注漿段：主動(dòng)鉆桿73 9mm鉆桿 105 25mm導(dǎo)向管 117.5mm 三牙輪鉆頭。 6.7 鉆進(jìn)方式固管段：無(wú)芯鉆進(jìn)，化學(xué)泥漿(或其它種類(lèi)泥漿 )作沖洗液。注漿段：無(wú)芯鉆進(jìn)，采用清水或稀泥漿（視孔壁情況而定）作沖洗液。6.8 孔斜鉆孔偏斜率，直孔不大于 5， 固管段內(nèi)偏不超過(guò)1m ，落點(diǎn)大致均勻分布。y 形鉆

31、孔按定向斜孔設(shè)計(jì)施工，注漿圈徑為13.8m ，在開(kāi)孔位置和落點(diǎn)區(qū)域確定后，鉆孔施工前，要專(zhuān)門(mén)編制定向鉆進(jìn)技術(shù)措施，明確定向鉆進(jìn)技術(shù)要求。總的要求是：在場(chǎng)地條件許可的情況下，開(kāi)孔位置距要求的落點(diǎn)區(qū)域的水平距離盡量縮短。自孔深 70 80 處開(kāi)始定向鉆進(jìn)，至孔深 535 555 處進(jìn)入設(shè)計(jì)落點(diǎn)區(qū)域，其下變?yōu)橹笨锥?，鉆孔落點(diǎn)按靶域控制，落點(diǎn)要較均勻地分布于井筒周?chē)?.9 測(cè)斜、定向固管段測(cè)斜 100m 以淺采用 010b 蔡司燈光測(cè)斜儀； 其余孔段測(cè)斜采用陀螺測(cè)斜儀。定向孔段要加密測(cè)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜超限或偏向不利時(shí)，要及時(shí)采取定向糾偏措施。定向采用 jdt-6 型(或 jdt-5 型等 )陀螺定向

32、儀、 j2 經(jīng)緯儀、螺桿鉆具（或定向楔）等。固管段及注漿段每段高提供測(cè)斜資料。7 制漿與注漿7.1 注漿站的布設(shè)在深部進(jìn)風(fēng)井附近適宜位置建造一整套制、注漿系統(tǒng)。建造一套30 15m20的注漿泵房，配備100t 水泥罐兩個(gè)；建造兩個(gè)儲(chǔ)漿池，總?cè)萘坎恍∮?00m 3 ；建造一個(gè)容量為100 150m 3 的儲(chǔ)水池；布設(shè)1 套粘土漿制作系統(tǒng)，造漿能力50 60 m 3/h ；布設(shè) 2 套粘土水泥漿制作系統(tǒng)；建造一個(gè)容量不小于50 m 3 的水玻璃池；建造其它配套設(shè)施。7.2 制漿7.2.1 單液水泥漿（ 1）配制流程（一級(jí)攪拌池）定量加水開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)加入定量水泥（二級(jí)攪拌池）定量加入添加劑連續(xù)攪拌均勻

33、即可注入孔內(nèi)。（2）漿液配比水和水泥的用量（水灰比）依注漿段吸水率而定， 常用的水灰比為 1:1、0.8:1 、 0.75:1 、0.6:1 等，食鹽和三乙醇胺的添加量分別為水泥用量的 5和 0.5 。固管用單液水泥漿 ,其水灰比為0.6:1 ，漿液用量要滿(mǎn)足使套管外之環(huán)狀間隙全部充填，切實(shí)保證套管固結(jié)的可靠性。7.2.2 粘土水泥漿（ 1）粘土漿的制作在指定取土位置，將上覆非注漿用土剝除，用挖掘機(jī)將注漿用土裝車(chē)運(yùn)至土場(chǎng)，儲(chǔ)備足量的粘土。將備好的粘土用高壓水槍粉碎(根據(jù)預(yù)制粘土漿密度，控制水量，一般要求粘土漿密度1.18 1.26t/ m 3)，攪拌后經(jīng)濾篩過(guò)濾， 除去渣質(zhì)，經(jīng)輸漿槽流入原漿池

34、內(nèi)， 再由污水泵 (或泥漿泵 )將原漿池內(nèi)粘土漿輸入儲(chǔ)漿池內(nèi)，即制成注漿備用的粘土漿。（ 2）粘土水泥漿的制作注漿前先用泥漿泵將儲(chǔ)漿池內(nèi)的粘土漿循環(huán)攪拌均勻， 并測(cè)試粘土漿的密度、粘度等指標(biāo)，符合注漿要求后，將粘土漿用污水泵定量輸入第一攪拌池，在第一攪拌池內(nèi)加入定量的水泥，攪拌后經(jīng)濾篩（除去水泥渣質(zhì)等）流入第二攪拌池內(nèi)繼續(xù)攪拌并加入定量的水玻璃，連續(xù)攪拌均勻即制成注漿用粘土水泥漿。21粘土水泥漿的常用配方見(jiàn)表7-1 。粘 土 水 泥 漿 配 方 表表 7-1漿液組分粘土漿水泥水玻璃體積百分?jǐn)?shù) (%)89 944 82 3粘土水泥漿各組份的配比取值原則是：粘土漿密度1.15 1.25t/m 3

35、,水泥添加量 150 250kg/m 3 , 水玻璃添加量 （20 30l/m 3 。）注漿時(shí)應(yīng)根據(jù)配方試驗(yàn)資料和實(shí)際的注漿情況合理選擇、調(diào)整漿液配比。（ 3）制漿工藝流程（見(jiàn)圖 7-1 ）采集粘土并運(yùn)至土場(chǎng)將粘土粉碎加水，經(jīng)制漿機(jī)攪拌過(guò)篩，經(jīng)輸漿槽流入原漿池用污水泵 (或泥漿泵 )輸入儲(chǔ)漿池，注漿備用定量輸入第一攪拌池，并加入定量水泥攪拌過(guò)篩，放入第二攪拌池，加入定量水玻璃22制成注漿用粘土水泥漿圖 7-1制漿工藝流程圖7.3 注漿7.3.1 注漿工藝流程粘土水泥漿注漿工藝流程見(jiàn)圖7-2 （單液水泥漿注漿工藝流程基本同粘土水泥漿）。注漿鉆孔造孔粘 土 漿下入止?jié){塞加水、水泥攪拌壓水試驗(yàn)加水玻

36、璃制成粘土水泥漿注漿注后壓水起塞、養(yǎng)護(hù)掃孔復(fù)注或鉆進(jìn)等圖 7-2注漿工藝流程圖237.3.2 注漿施工7.3.2.1止?jié){選擇巖層較堅(jiān)硬、鉆孔較規(guī)整處止?jié){，止?jié){塞下放深度一般位于預(yù)注漿段之上 2 10m 處。7.3.2.2注前壓水試驗(yàn)止?jié){塞下好后，接通注漿管路即進(jìn)行壓水試驗(yàn)。注前壓水試驗(yàn)是注漿的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它的主要作用在于：檢查注漿管路是否暢通，檢查止?jié){效果；驅(qū)除裂隙中的泥漿、巖粉等雜物，疏通裂隙；測(cè)定預(yù)注漿段的巖層吸水率，選擇適宜的漿液配比；分析、評(píng)價(jià)巖層的富水性、滲透性和注漿效果。故要求每次注漿前，必須做好壓水試驗(yàn)工作， 每次壓水試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間不少于 20min 。7.3.2.3注漿作業(yè)（

37、1 ）測(cè)試粘土漿密度、粘度等性能指標(biāo)，確定適宜的漿液配比，配制注漿漿液。（ 2 ）由注漿泵將配制好的漿液通過(guò)注漿管路注入孔內(nèi)，使?jié){液在巖層裂隙中擴(kuò)散、充填、結(jié)石。（ 3 ）在注漿期間，經(jīng)常測(cè)試漿液密度、粘度等，根據(jù)實(shí)際注漿壓力、注入量等參數(shù)適時(shí)調(diào)整漿液配比，以達(dá)到預(yù)期注漿目的。漿液濃度的調(diào)整原則一般是先稀后濃，逐級(jí)加大；如果壓力上升過(guò)快，注漿量較小，應(yīng)逐級(jí)降低漿液濃度。（ 4 ）注漿期間，及時(shí)觀測(cè)記錄泵壓、泵量、注入量、漿液密度、粘度、水泥、水玻璃等添加量及串漿、返漿等情況。發(fā)現(xiàn)壓力驟然升高或下降，應(yīng)立即停止注漿，查明原因并處理后，再恢復(fù)注漿。泵壓、泵量每5min 觀測(cè)記錄一次。（ 5 ）經(jīng)過(guò)

38、注漿，終壓、終量、注入量等參數(shù)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，即可結(jié)束該段高的注漿工作。247.3.2.4注后壓水每次注漿完畢，均應(yīng)進(jìn)行注后壓水，以清洗注漿管路，便于止?jié){塞的順利提出。壓水量控制在能將管路中的漿液排凈即可。7.3.2.5起塞注漿后待孔內(nèi)余壓消除（一般情況下，注單液水泥漿需悶塞2040min, 注粘土水泥漿需悶塞2 4h ），即可將止?jié){塞從孔內(nèi)起出。7.3.2.6養(yǎng)護(hù)、掃孔、復(fù)注單液水泥漿注后掃孔時(shí)間一般為48h ，復(fù)注間隔時(shí)間一般為20 24h 。注粘土水泥漿時(shí)，應(yīng)力求一次性結(jié)束一個(gè)段高的注漿，以便于提高注漿效率和保證注漿質(zhì)量；若沒(méi)有達(dá)到注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，須掃孔復(fù)注。粘土水泥漿注后掃孔時(shí)

39、間一般為 6 12h ，掃孔后即可復(fù)注。7.3.2.7鉆孔封閉全孔注漿達(dá)標(biāo)后， 用密度較大的粘土水泥漿對(duì)注漿鉆孔的注漿段進(jìn)行封孔復(fù)注；固管段用 0.6:1 0.7:1 的單液水泥漿進(jìn)行全封閉， 確保注漿鉆孔的封閉質(zhì)量。7.3.2.8 保證措施1）在進(jìn)行注漿時(shí)，記錄員應(yīng)根據(jù)下塞位置，在注漿前會(huì)同甲方和監(jiān)理，將該段或該次注漿量、壓力、漿量的配比等參數(shù)確定，隨時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)情況，主動(dòng)與鉆機(jī)聯(lián)系，有特殊情況及時(shí)向值班領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)。2) 注漿時(shí)，原漿和粘土水泥漿的比重、 粘度要定時(shí)測(cè)量， 必須確保其數(shù)值在規(guī)定的范圍內(nèi)。3)注漿時(shí)，按照處審查的高壓注漿安全防護(hù)措施執(zhí)行，各司其職，機(jī)長(zhǎng)必須跟班，做好孔口觀察和防護(hù)，

40、預(yù)防事故的發(fā)生。4) 在每次注漿結(jié)束前， 記錄員要通知甲方， 會(huì)同現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理， 對(duì)本次注漿現(xiàn)場(chǎng)25再次確認(rèn)后方可結(jié)束注漿，避免再透孔重注等無(wú)效工作。5)井上井下建立通訊系統(tǒng)，以便及時(shí)進(jìn)行聯(lián)系。注漿站內(nèi)設(shè)信號(hào)指示燈及震鈴設(shè)施。注漿期間工作人員24 小時(shí)值守，并嚴(yán)格交接班制度。6)每次注漿前要通知甲方及監(jiān)理，注漿期間井下發(fā)生異常要及時(shí)通知注漿人員，以便采取相應(yīng)措施。7）在井筒、巷道關(guān)鍵位置，請(qǐng)礦方設(shè)置專(zhuān)門(mén)觀察點(diǎn)。8）受注漿影響的巷道，請(qǐng)礦方補(bǔ)錨、補(bǔ)噴。9）制定井下防范措施，以便應(yīng)對(duì)異常情況。8 質(zhì)量保證及注漿質(zhì)量的監(jiān)督檢查與分析8.1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（ 1）注漿工程質(zhì)量嚴(yán)格按礦山井巷工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 （

41、gbj213-90 ）、煤礦井巷工程質(zhì)量檢驗(yàn)平定標(biāo)準(zhǔn) （mt5009-94 ）和煤礦安全規(guī)程的要求執(zhí)行和驗(yàn)收。（ 2）基巖注漿段剩余涌水量不大于 6m 3/h 。8.2 質(zhì)量保證措施（ 1 ）建立健全質(zhì)量管理體系，實(shí)行項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)制，項(xiàng)目經(jīng)理為質(zhì)量管理第一責(zé)任人，各部門(mén)、各單位主要行政負(fù)責(zé)人為各部門(mén)、各單位質(zhì)量管理第一責(zé)任人。項(xiàng)目部設(shè)技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)質(zhì)量控制，并對(duì)項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)，各部門(mén)、各班組均設(shè)質(zhì)量管理員。明確分工、職責(zé)，嚴(yán)格監(jiān)督檢查和質(zhì)量管理，實(shí)行質(zhì)量事故追究制度，在質(zhì)量管理工作中實(shí)行重獎(jiǎng)重罰措施。（ 2）對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行全過(guò)程控制（事前、事中、事后） 。（ 3）精心編制施工組織設(shè)計(jì) ,使其切實(shí)具有技術(shù)合理、可操作性和指導(dǎo)性強(qiáng)的施工組織設(shè)計(jì) ,為工程施工提供可靠的技術(shù)保證。26（ 4 ）投入施工的設(shè)備應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和工程施工需要。進(jìn)場(chǎng)前設(shè)備應(yīng)達(dá)到完好標(biāo)準(zhǔn)，并備用設(shè)備檢修卡。注漿材料（如粘土、水泥、水玻璃等） 、管材等的規(guī)格質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求， 應(yīng)具備出廠合格證和質(zhì)保書(shū)， 使用前要抽樣檢查驗(yàn)收，杜絕將不合格設(shè)備和材料投入工程施工。（ 5）本工程擬投入的 tsj-2000 型鉆機(jī)、 tbw-850/5 型泥漿泵、 jdt-6 型（或 5