夏店礦回風(fēng)井井筒過(guò)劉家溝組砂巖工作面預(yù)注漿措施

1、夏店礦回風(fēng)井井筒過(guò)劉家溝組砂巖工作面預(yù)注漿施工安全技術(shù)措施編制單位：夏店礦項(xiàng)目部 審批單位：平煤建工集團(tuán)一處項(xiàng)目經(jīng)理： 工 程 科：項(xiàng)目副經(jīng)理： 機(jī) 電 科：技術(shù)負(fù)責(zé)人： 通 防 科: 編 制： 檢 查 科： 礦建副總： 機(jī)電副總：通安副總： 總工程師： 平煤建工集團(tuán)一處夏店礦項(xiàng)目部2010-7-30夏店礦回風(fēng)井井筒過(guò)劉家溝組砂巖工作面預(yù)注漿施工安全技術(shù)措施一、工程概況夏店井田位于汝州煤田東部，汝州市西北，東臨庇山礦區(qū)，其中心距離汝州市約15km。夏店礦回風(fēng)井井口設(shè)計(jì)標(biāo)高+307.8m，井筒中心坐標(biāo)為X=3792897.000，Y=38382753.000，井底標(biāo)高-560.0m，井深876.

2、8m（含井底水窩9m），凈直徑6.0m?；仫L(fēng)井表土深度33m，表土及風(fēng)化基巖段支護(hù)段長(zhǎng)42m,支護(hù)形式：采用16a槽鋼井圈背網(wǎng)+雙層鋼筋砼支護(hù)，支護(hù)厚度520mm。正常表土段30m，砼強(qiáng)度為C40?；鶐r段834.8m，砼強(qiáng)度為C40。截止2010年7月25日該井筒已施工33m，根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)的要求以及回風(fēng)井揭露的情況，三疊系下統(tǒng)劉家溝組（T）下部富水性強(qiáng)，涌水量大，需采取超前探測(cè)，預(yù)留巖帽再進(jìn)行工作面的方式通過(guò)該層含水層。二、水文地質(zhì)根據(jù)井檢孔水文地質(zhì)資料，井筒上部為第四系表土，第四系表土層埋深為033m，其中013.2m段為卵石層，13.2m厚，13.221.8m為粘土層，8.6m厚，21

3、.833m段為礫石層，硬粘土填充，第四系表土層涌水量約為17m3/h。三疊系劉家溝組（T）埋深為33129.8m，層厚96.8m，上部18m為風(fēng)化基巖，下部83.8m為正常基巖，金斗山砂巖巖性為淺黃淺褐色長(zhǎng)石石英砂巖，巨厚層狀，硅質(zhì)膠結(jié)，次圓次棱角狀，分選性中等差，垂直裂隙發(fā)育，含水層為動(dòng)儲(chǔ)量，受大氣降水影響較大。該含水層性質(zhì)為裂隙承壓含水層，涌水量約160220 m3/h，自然水位標(biāo)高+282.960+281.603m。金斗山砂巖為劉家溝組的主要含水段。該區(qū)域巖層傾向北東，傾角約15。左右。據(jù)夏店礦井檢孔報(bào)告可知，三疊系下統(tǒng)金斗山砂巖垂直裂隙發(fā)育，含水層為動(dòng)儲(chǔ)量，受大氣降水影響較大，為裂隙承

4、壓含水層。三、施工方案根據(jù)劉家溝組砂巖段水文地質(zhì)情況，我項(xiàng)目部決定遵循“有疑必探，先探后掘”的防治水原則，采用超前探測(cè)，預(yù)留巖帽進(jìn)行工作面預(yù)注漿的施工方案。將劉家溝組砂巖段含水層做為注漿段，在井深32m位置即進(jìn)入劉家溝組砂巖風(fēng)化段上面時(shí)開(kāi)始超前探水，預(yù)留10m預(yù)注漿巖帽，用DQ-50型潛孔鉆機(jī)造孔，孔深25m，高、低幫各布置一個(gè)。如果探測(cè)沒(méi)水，風(fēng)化基巖段則允許施工18m，超前距不小于7m，正?；鶐r段則允許施工20m，超前距不小于5m；探測(cè)有水則對(duì)探水孔安設(shè)注漿管進(jìn)行注漿，然后再采用預(yù)埋孔口管的方法進(jìn)行工作面預(yù)注漿及檢查注漿情況，孔眼布置49個(gè)，孔深25m，其中注漿孔24個(gè)，檢查孔兼注漿孔25個(gè)

5、，布置在注漿孔之間及井筒中心，以驗(yàn)證注漿效果。布置孔眼數(shù)量根據(jù)檢查孔檢測(cè)注漿效果可酌情增加。每個(gè)注漿循環(huán)完畢后，向下掘進(jìn)時(shí)允許進(jìn)尺20m,并預(yù)留不小于5m的超前距（風(fēng)化基巖段不小于7m），然后再按上述方案繼續(xù)注漿，直至該層含水層施工完畢。注漿完畢掘進(jìn)時(shí)，每炮必須用傘鉆在高、低幫及兩幫布孔探水，眼深7m。無(wú)水則掘進(jìn)，有水則繼續(xù)注漿。附圖：注漿孔及檢查孔布置平面圖 注漿孔及檢查孔布置1-1剖面圖四、施工方法鑒于當(dāng)前工作面砂巖風(fēng)化程度高，且每循環(huán)注漿鉆孔及掘進(jìn)爆破對(duì)工作面底板圍巖的破壞，不利于潛孔鉆機(jī)在其上布孔，鉆孔前在工作面上施工不低于1m的混凝土墊層，待混凝土墊層養(yǎng)護(hù)期到后再在其上采用預(yù)埋孔口管

6、的方法布孔注漿。1、注漿前的準(zhǔn)備工作、注漿前要認(rèn)真貫徹措施并群簽。、注漿前技術(shù)人員要對(duì)照進(jìn)尺和層位，超前探水，保證注漿巖帽風(fēng)化基巖段不小于7m，正?；鶐r不小于5m。、地面及吊盤(pán)，工作面聲光信號(hào)及電話要安好，并做好風(fēng)、水、電供給工作。、安裝好注漿機(jī)、鉆機(jī)、攪拌機(jī)并進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。、做好材料購(gòu)置及其它準(zhǔn)備工作。2、施工方法、孔口管的選擇、安設(shè)及試壓根據(jù)以往注漿經(jīng)驗(yàn)，使用長(zhǎng)度為3.2m，孔徑為108mm的鐵管，上端焊接帶一寸閥門的法蘭盤(pán)作為注漿用孔口管。安裝孔口管時(shí)，先用3.5m的長(zhǎng)釬子按照注漿孔參數(shù)對(duì)埋孔位置進(jìn)行短探，在沒(méi)有涌水的情況下用直徑130mm的鉆頭開(kāi)孔，孔深3.2m，之后將孔口管下到孔內(nèi)，孔

7、外預(yù)留0.2m，壓上壓蓋后用注漿機(jī)注漿充實(shí)，直至周圍的漿液飽滿溢出為止。漿液水灰比為：水泥:水=1:1，水泥漿:水玻璃=1:0.5。待漿液凝固24h，掃孔大于3.5m深用注漿機(jī)壓水試壓，壓力不小于7.5 MPa（5MPa注漿壓力的1.5倍）。、深孔注漿在井口使用JL-200型攪拌機(jī)拌制漿液，在井筒工作面搭設(shè)一個(gè)1.5m高工作臺(tái)，放置注漿泵及操作開(kāi)關(guān)。另存放4個(gè)0.5 m3的鐵桶，兩個(gè)存放水泥漿液，一個(gè)存放清水，一個(gè)存放水玻璃。工作面的供風(fēng)、信號(hào)、動(dòng)力電纜、照明電纜利用原有的設(shè)施。供水和水泥漿利用溜灰管供給，潛孔鉆機(jī)打眼造孔。按注漿方案中的布孔要求預(yù)埋孔口管并在孔口管內(nèi)套孔注漿。孔口管先施工外圈

8、后施工內(nèi)圈，外圈孔口管圈徑5.5m，孔深25m，傾角84°, 孔底超過(guò)荒斷面周邊2m以上，90mm鉆頭鑿孔，周邊布12個(gè)孔做為注漿孔。注漿采用下行式，既孔內(nèi)涌水超過(guò)5m3/h時(shí)停止打孔進(jìn)行注漿，然后掃孔再注漿，直至孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求。注完漿后再在以上12個(gè)孔之間間隔打檢查孔，檢查孔同樣下套管，如果無(wú)水則注入水泥、水玻璃雙液漿封孔，有水則重新注漿，直至達(dá)到終孔要求。外圈施工完畢后再在內(nèi)圈以圈徑3m布置6個(gè)注漿孔，注漿孔傾角87°，孔深25m，無(wú)水則封孔掘進(jìn)，有水則注漿完畢后在6個(gè)孔間隔和井筒中心打檢查孔重新注漿，直至達(dá)到終孔要求。以上所注漿孔和檢查孔施工完畢，檢查無(wú)水后，再以圈

9、徑4m均勻布置12個(gè)傾角74°孔深12m的注漿孔，對(duì)注漿段512m注漿控制范圍做小段補(bǔ)充注漿。按1.5m的擴(kuò)散半徑布置，注漿孔30個(gè)，檢查孔兼注漿孔19個(gè)，合計(jì)49個(gè)。檢查達(dá)到注漿止水設(shè)計(jì)要求后則開(kāi)始掘進(jìn)，檢查孔仍有涌水則酌情加孔繼續(xù)注漿，直至達(dá)到掘進(jìn)條件。3、注漿設(shè)備、材料及相關(guān)參數(shù)選擇根據(jù)主井注漿情況，回風(fēng)井過(guò)劉家溝組砂巖含水層工作面預(yù)注漿以水泥漿為主，改性脲醛樹(shù)脂化學(xué)漿為輔。單孔涌水量大于5m3/h時(shí)采用水泥漿，單孔涌水量小于5m3/h且水泥漿注入困難時(shí)采用改性脲醛樹(shù)脂化學(xué)漿。注漿選用2GZ-60/210型雙液調(diào)速高壓注漿泵，鉆孔設(shè)備采用DQ-50型潛孔鉆機(jī)造孔，50mm

10、15;1.0m鉆桿，鉆頭直徑90mm。采用水泥-水玻璃雙液漿液：開(kāi)注時(shí)以單水泥漿液為主，封口時(shí)采用水泥-水玻璃雙液注漿法。水泥采用P.O42.5級(jí)新鮮普通硅酸鹽水泥，模數(shù)2.63.2，波美度3842Be的堿性水玻璃。漿液配比： 開(kāi)注水泥漿液水灰比： 1 ：0.8封孔水泥漿液的水灰比： 1 ： 1封口水泥漿與水玻璃比： 1 ：0.31 ：0.5封孔前期使用1520Be的水玻璃漿液，后期加大濃度到2530Be，終孔時(shí)加大濃度到35Be。采用化學(xué)雙液漿液：化學(xué)漿采用高分子化學(xué)雙液漿液，A液采用改性脲醛樹(shù)脂，固體含量大于50%，初始黏度是17cp，B液采用膠聯(lián)固化劑。漿液配比：開(kāi)注時(shí)，A液與B液的比例

11、為10：2，后期根據(jù)實(shí)際情況比例控制在10：210：5。注漿壓力經(jīng)研究并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，綜合以前注漿的參數(shù)壓力值取5MPa，瞬間最大壓力不超過(guò)6Mpa，具體視情況依以上原則而定。根據(jù)劉家溝砂巖的裂隙發(fā)育情況及以往注漿的經(jīng)驗(yàn)，擬將注漿擴(kuò)散半徑控制在1.5m左右。4、注漿孔的預(yù)處理由于該區(qū)域劉家溝砂巖含水層裂隙較細(xì)小，大顆粒漿液材料擴(kuò)散阻力較大，為增加水泥漿可注性，需要在注漿前對(duì)裂隙進(jìn)行預(yù)處理。由于水玻璃注到巖石裂隙后，對(duì)裂隙面有極大的潤(rùn)滑作用，能夠提高巖層對(duì)漿液的吸收能力，可以明顯增加漿液的注入量而充分填充裂隙。因此，在注漿以前，先向孔內(nèi)注經(jīng)過(guò)稀釋的水玻溶液(濃度20Be左右)以提高水泥漿液的可注性

12、。5、注漿量計(jì)算水泥漿用量Q=v×n式中：Q漿液封堵裂隙體積v注漿封水的巖石體積，m3 n砂巖的裂隙率取0.08 Q=×（3+2+0.5）2×96.8×0.08=736 m3水泥漿按封堵裂隙80%，漿液結(jié)石率90%計(jì)算水泥用量:W=Q×80%÷90%×a=982m3式中：W水泥漿液用量，m3a漿液的損失系數(shù)取1.5按水灰比1：1計(jì)算水泥用量（3×W）/（1+3×1）736T水玻璃用量：736×0.3221T注漿孔預(yù)處理用量：每孔沖洗10分鐘，注漿機(jī)注漿能力為每分鐘60L:60×10&#

13、215;30×6÷1000=108 m320Be波美濃度水玻璃比重：d=145(145-Be)Be為水玻璃波美濃度水玻璃用量：108×1.16=125.3T化學(xué)漿用量W=Q×20%×a=221 m3式中：Q漿液封堵裂隙體積，m3 a漿液的損失系數(shù)，取1.5W×1.2=265.2T 改性脲醛樹(shù)脂比重為1.2合計(jì)：水泥用量為：736T 水玻璃用量為：125.3+221=346.3T 化學(xué)漿用量為：265.2T6、施工工期及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)a、施工工期：本次過(guò)劉家溝砂巖含水層工作面預(yù)注漿預(yù)計(jì)總工期為113天。其中工作面預(yù)注漿加掘進(jìn)每循環(huán)23天（注漿

14、15天，掘進(jìn)8天），通過(guò)劉家溝砂巖96.8m含水層共需5個(gè)循環(huán)，工作面超前探水1天，壁厚注漿7天，工期合計(jì)113天。b、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：注漿結(jié)束后檢查孔均無(wú)涌水(若有水繼續(xù)注漿）方可繼續(xù)施工。注漿開(kāi)挖后井筒封堵水量達(dá)到原涌水量的90%以上。7、排水方案采用1臺(tái)80DGL75×7吊泵，直接將水排至地面（吊泵形成前使用風(fēng)泵將水抽到吊桶內(nèi)排放）。80DGL75×7吊泵技術(shù)參數(shù)：排水能力為60 m3/h，電機(jī)功率為150kw，電機(jī)額定電壓660V，供電電纜MCP-3×70+1×16+3×6，159×4.5mm鋼管排水。水泵供電電源來(lái)自地面變電所同一

15、臺(tái)630KVA變壓器。五、注漿施工順序1、造孔：在工作面上按設(shè)計(jì)孔深、孔徑、孔位打眼。2、埋管：將制作好的孔口管打入鉆孔，用水泥-水玻璃雙液漿封孔。3、試壓：凝固24h后，用注漿機(jī)試壓，壓力不小于注漿壓力（5Mpa）的1.5倍，即7.5Mpa。4、掃孔：孔口管牢固后用90mm鉆頭套孔。5、球閥及注漿管路安全：掃孔完畢后，先安裝球閥，再連接高壓進(jìn)漿管，混合器，高壓注漿管，注漿泵出漿閥。6、注漿孔預(yù)處理：使用稀釋過(guò)的水玻璃溶液（20Be左右）沖洗注漿孔不低于10min。7、注漿：先進(jìn)行注漿配比，根據(jù)進(jìn)漿情況決定注漿量，依具體情況隨時(shí)調(diào)整注漿泵注漿量壓力，漿液濃度。注漿量隨變化而變化直至達(dá)到設(shè)計(jì)終壓

16、。8、封孔達(dá)到封孔要求后封孔，然后掃孔再注，依次類推，直至該孔達(dá)到孔深等技術(shù)要求。六、安全技術(shù)措施凡參加本次注漿人員，必須遵守煤礦三大規(guī)程。施工前對(duì)管路、設(shè)備、工作臺(tái)、吊盤(pán)、工作面等進(jìn)行全面檢查，及時(shí)處理隱患，確認(rèn)安全后方可注漿。注漿期間井筒內(nèi)不得進(jìn)行與注漿無(wú)關(guān)的平行作業(yè)。吊盤(pán)及工作面有足夠的照明。凡入井人員必須佩帶保險(xiǎn)帶。注漿前后須將工作臺(tái)上的機(jī)具、設(shè)備管路堆放整齊。井口作業(yè)人員每班應(yīng)清理好井口作業(yè)環(huán)境，非工作人員不得進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。注漿工作面應(yīng)有跟班隊(duì)長(zhǎng)、工長(zhǎng)及技術(shù)人員確定孔位，根據(jù)出水情況及打鉆巖粉排出情況確定孔深并做好記錄。打眼人員要嚴(yán)格鉆機(jī)操作規(guī)定，按設(shè)計(jì)要求打眼，孔深及角度應(yīng)掌握準(zhǔn)確

17、保其質(zhì)量。注漿管牢固打入孔內(nèi)，保證不跑漿，并防止大錘傷人。11.注漿作業(yè)必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，注漿前要用清水洗泵，做耐壓試驗(yàn)。12.注漿期間若需處理注漿泵及管路時(shí)，必須先停機(jī)瀉壓，然后打開(kāi)管路和高、低壓吸漿閥。13.注漿時(shí)司泵工要注意觀察壓力表升壓情況，嚴(yán)格按孔口監(jiān)護(hù)人員指揮開(kāi)、停泵，以防錯(cuò)誤操作。14.注漿操作人員在注漿期間，身體要避開(kāi)孔口管，正面開(kāi)啟放漿閥時(shí)要側(cè)向操作，防止噴漿傷人。15.注漿過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)響聲、壓力驟增、減等異常情況，要立即停泵，查明原因后及時(shí)處理。16.注漿結(jié)束后要立即用清水洗泵，管路及其它注漿機(jī)具，檢修好設(shè)備、機(jī)具。17.每孔注漿結(jié)束后要及時(shí)關(guān)閉孔口球閥，以防倒?jié){。18

18、.制漿人員必須按規(guī)定配比漿液，下至井下儲(chǔ)漿桶后要進(jìn)行攪拌以防沉淀。19.使用合格水泥，井下水玻璃配比人員要經(jīng)常測(cè)定水玻璃的波美度。20.注漿作業(yè)人員須佩帶防護(hù)眼鏡、膠手套等勞保用品。21.工作面所有鉆孔無(wú)論成孔或廢孔都要封死，以防漿液和涌水流出。22.注漿作業(yè)人員入井前不準(zhǔn)喝酒、遵守有關(guān)規(guī)定，工作期間必須服從指揮，嚴(yán)禁打鬧嬉戲。23.值班干部及當(dāng)班工長(zhǎng)應(yīng)注意檢查各項(xiàng)安全工作，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。24.注漿期間要做好原始記錄，隨時(shí)對(duì)注漿效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，做配比試驗(yàn)并做好記錄，對(duì)吸漿量規(guī)律做好分析。25.各注漿孔要達(dá)到設(shè)計(jì)孔位和終壓，并符合一定的注入量。26.注漿前后地質(zhì)人員實(shí)測(cè)涌水量，以掌握注漿效果。

19、27.有關(guān)加工件要進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。28.灰漿從吊桶倒入儲(chǔ)漿桶時(shí)，必須過(guò)篩，以防雜質(zhì)混入系統(tǒng)。29.嚴(yán)格勞動(dòng)組織管理，做到“定崗、定人、定責(zé)”，確保注漿質(zhì)量。30.落實(shí)干部跟班制度，加強(qiáng)組織管理和操作規(guī)程。31.吸漿透明管和其它管路要防止行人踩踏，以防損壞，影響吸漿質(zhì)量。32.開(kāi)注和終孔時(shí)必須吸入清水以沖開(kāi)巖石裂隙和沖洗注漿系統(tǒng)和管路。33.待高低幫兩個(gè)探眼全部施工完畢且無(wú)異常后方可施工炮眼，炮眼和探眼不能相通，探眼不能裝藥。34.打探眼時(shí)要攜帶好止?jié){塞和管鉗等工具，以便出水時(shí)能緊止?jié){塞。35.打探眼前，應(yīng)攜帶風(fēng)泵等排水工具，以備抽水。36.若打探眼時(shí)有異?，F(xiàn)象時(shí)立即停工，待采取措施后方可繼續(xù)施工。37.井筒中鋪設(shè)一4m2電纜作為注漿機(jī)動(dòng)力用電，電纜依附吊泵繩下到工作面，并保證不大于5m設(shè)一副繩卡，地面設(shè)一專用停