武家山井筒延伸防治水方案設(shè)計(jì)及預(yù)注漿孔設(shè)計(jì)

PAGEPAGE8山西宏盛集團(tuán)武家山礦主井井筒延伸防治水方案及預(yù)注漿孔設(shè)計(jì)聚德煤業(yè)地測(cè)科二〇一一年八月二十三日會(huì)審意見(jiàn) 編制審核科長(zhǎng)施工單位地測(cè)副總總工程師武家山煤礦技術(shù)礦長(zhǎng)武家山礦屬于聚德煤業(yè)井田范圍，原主井井筒深度200m，根據(jù)《山西柳林宏盛聚德煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)》，武家山煤礦主立井延伸至8號(hào)煤層作為聚德礦的西回風(fēng)井。目前已從4號(hào)煤底板向下延伸施工20m，預(yù)計(jì)80m深度即見(jiàn)到8號(hào)煤，中間須穿過(guò)太原組灰?guī)r。為安全起見(jiàn)，必須采取防治水措施。一、水文地質(zhì)概況聚德井田太原組含水層主要由4-5層石灰?guī)r組成，平均總厚度19.44m，巖溶裂隙發(fā)育，注漿孔鉆至此石灰?guī)r時(shí)，沖洗液漏失嚴(yán)重，甚至不返水。巖芯中多見(jiàn)有5-15mm的溶孔，ZK1孔抽水試驗(yàn)結(jié)果，太原組含水層單位涌水量0.409L/s.m，滲透系數(shù)2.111m/d，水位標(biāo)高816.74m,水質(zhì)為SO4.HCO3-Na.Mg.Ca型，礦化度0.968g/L，屬中等富水性。根據(jù)武家山礦4號(hào)煤施工的W2鉆孔資料，4號(hào)煤至8號(hào)煤之間有L4、L3、L2、L1四層灰?guī)r，厚度分別為2.6m、3.3m、6.6m、10.5m（見(jiàn)附圖1），水壓為1.0Mpa，預(yù)計(jì)揭露L1灰?guī)r水壓達(dá)1.8Mpa。聚德礦在井田東部沿地層傾向向西開(kāi)拓的8號(hào)煤三條下山巷道（8號(hào)集中軌道巷、集中回風(fēng)巷、集中運(yùn)輸巷）已施工約700m，地層傾角5°左右，從巷道揭露分析，L1灰?guī)r富水性受頂板裂隙控制，裂隙越發(fā)育水量越豐富，單掘進(jìn)頭最大頂板淋水量達(dá)60m3/h，但只是初始水量較大，有明顯衰減趨勢(shì)，具有很強(qiáng)的可疏性，也說(shuō)明裂隙的導(dǎo)通性強(qiáng)。考慮其水壓大、富水性強(qiáng)，為安全起見(jiàn)，必須采取防治水措施。防治水方案編制如下：二、防治水方案根據(jù)聚德礦實(shí)際揭露8號(hào)煤層頂板灰?guī)r情況，灰?guī)r含水為裂隙水，導(dǎo)通性強(qiáng)。為杜絕突水事故，在保證施工安全的前提下，加快工程進(jìn)度，減少井筒施工出水量、創(chuàng)造良好作業(yè)環(huán)境，考慮井筒預(yù)注漿的處理方案。1、注漿孔布置共計(jì)布置注漿孔8個(gè)，其中勘探兼注漿孔1個(gè)、注漿孔6個(gè)、效果檢驗(yàn)孔1個(gè)。開(kāi)孔位置選擇在主井4號(hào)煤馬頭門附近。2、注漿材料選用普通硅酸鹽水泥標(biāo)號(hào)525，水灰比1:0.6-0.8。3、注漿參數(shù)注漿擴(kuò)散半徑按10m考慮，注漿終壓5Mpa。停止注漿標(biāo)準(zhǔn)：達(dá)到注漿終壓，并穩(wěn)定20min或單孔吃漿量達(dá)到150m3。三、注漿孔設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)注漿孔最大靜止水壓達(dá)1.8Mpa，故必須以探放高壓水的方式進(jìn)行注漿孔設(shè)計(jì)、施工。1、鉆場(chǎng)布置鉆場(chǎng)布置在主井4號(hào)煤馬頭門的南、北，利用現(xiàn)有巷道，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)，尺寸不夠的地段需挑頂或刷擴(kuò)，局部頂板支護(hù)不好的地段加強(qiáng)支護(hù)。2、注漿孔設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)8個(gè)注漿孔，具體參數(shù)如下：鉆場(chǎng)孔號(hào)注漿孔設(shè)計(jì)參數(shù)備注方位(°)角度(°)孔深(m)套管長(zhǎng)度(m)南鉆場(chǎng)1326-808333勘探兼注漿孔2302-728633注漿孔3232-888233注漿孔4271-788433注漿孔535-828333注漿孔北鉆場(chǎng)6279-798333注漿孔7/-908233注漿孔8215-808333效果驗(yàn)檢驗(yàn)孔所有孔均以穿過(guò)8煤進(jìn)入底板1m為準(zhǔn)，具體參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和1號(hào)孔揭露地層情況可以由地測(cè)科適當(dāng)調(diào)整。3、注漿孔布置平面圖注漿孔布置平面圖注漿孔布置平面圖4、主要技術(shù)要求1.每個(gè)注漿孔的施工參數(shù)都必須由測(cè)量部門放線定位，施工單位必須嚴(yán)格按給定的參數(shù)組織施工。注漿孔施工及注漿順序原則上按編號(hào)從小到大施工，施工單位不得調(diào)整。2.施工單位編制注漿孔施工安全技術(shù)措施，經(jīng)審批后方可施工。3.套管埋設(shè)及清水耐壓試驗(yàn)開(kāi)孔用Φ133mm孔徑鉆進(jìn)至下套管深度后，下入帶有鋼筋肋條的Φ108mm地質(zhì)套管，長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)要求的長(zhǎng)度,并注水泥漿固結(jié)。待孔內(nèi)水泥漿凝固48小時(shí)后，掃孔出套管長(zhǎng)度0.5m，做清水耐壓試驗(yàn)，壓力達(dá)5.0Mpa，穩(wěn)定30分鐘，以孔口管不動(dòng)，孔口周圍不滲水為合格，如不合格，重新再注、再試壓，直至合格。4.孔口裝置耐壓實(shí)驗(yàn)合格后，安裝水壓表、高壓閘閥，防噴裝置。5.注漿孔結(jié)構(gòu)探測(cè)孔口裝置示意圖耐壓試壓合格后用Φ75mm孔徑鉆進(jìn)至終孔，注漿孔結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖。探測(cè)孔口裝置示意圖6.鉆進(jìn)過(guò)程中，做到判層準(zhǔn)確，及時(shí)詳細(xì)填寫相關(guān)原始記錄，做到工整、清晰。5、注意事項(xiàng)1.開(kāi)鉆前做好準(zhǔn)備工作。清理施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的雜物，臨時(shí)水倉(cāng)內(nèi)單臺(tái)水泵實(shí)際排水能力不小于30m3/h。施工過(guò)程中及時(shí)清理臨時(shí)水倉(cāng)內(nèi)淤泥及雜物。2.在操作鉆機(jī)和鉆進(jìn)過(guò)程中要做到：①、下鉆時(shí)應(yīng)做到：“四檢查”（起下鉆具檢查、孔內(nèi)事故后檢查、加尺時(shí)檢查、準(zhǔn)備鉆具時(shí)檢查）、“三不下”（絲扣不合格不下、鉆具磨損嚴(yán)重不下、鉆桿彎曲嚴(yán)重不下），鉆進(jìn)時(shí)，操作人員必須做到“三看”（看鉆機(jī)壓力表、看進(jìn)尺、看孔口返水情況）、“兩聽(tīng)”（聽(tīng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)聲、孔內(nèi)震動(dòng)聲）、“一及時(shí)”（發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)處理）。②、鉆具在孔內(nèi)時(shí)，鉆具后方嚴(yán)禁站人，防止鉆桿射出傷人，禁止在鉆具下落1.0m范圍內(nèi)活動(dòng)。用管子鉗拆卸鉆桿時(shí)，必須人工作業(yè)，嚴(yán)禁開(kāi)車作業(yè)。③、使用卷?yè)P(yáng)機(jī)操作，隨時(shí)注意制動(dòng)帶是否緊固有效，注意天輪生根牢固性，嚴(yán)防鉆桿射出造成傷害，嚴(yán)禁卷?yè)P(yáng)機(jī)操作超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。④、鉆頭在孔底，開(kāi)車要減壓，慢開(kāi)離合器，以防擰損鉆頭和鉆具。3.控水裝置①、套管試壓合格后，在孔口管上加接高壓閘閥并安裝壓力表，且法蘭盤上的螺絲眼必須嚴(yán)格對(duì)齊并擰緊固。②、利用卷?yè)P(yáng)機(jī)上的鋼絲繩，上、下鉆具及控制鉆桿，防止深孔鉆桿自重或鉆進(jìn)過(guò)程中遇到高壓水時(shí)鉆桿穿出傷人。4.施工單位必須對(duì)所有操作人員貫徹安全施工技術(shù)措施，熟悉避災(zāi)線路，做好安全自保工作。5.孔口管固定并經(jīng)耐壓試驗(yàn)合格后，在孔口安裝高壓閘閥后方可繼續(xù)鉆進(jìn)，否則不予施工。6.鉆進(jìn)過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來(lái)壓或注漿孔內(nèi)的水壓、水量突然增大以及有頂鉆現(xiàn)象時(shí)，必須停止鉆進(jìn)，但不得拔出鉆桿，及時(shí)向礦調(diào)度室匯報(bào)。情況危急時(shí)，必須撤出所有受水害威脅地區(qū)的人員，采取措施進(jìn)行處理。7.施工現(xiàn)場(chǎng)必須安設(shè)專用電話，以便遇有情況及時(shí)匯報(bào)。6、注漿孔出水應(yīng)急處理措施鉆探前必須準(zhǔn)備應(yīng)急用品，如麻繩、黃油、長(zhǎng)、短圓木楔數(shù)根、榔頭、鐵絲、手鉗、紗布、手斧等備用。施工中，如孔內(nèi)水量突然增大或有壓力，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，但不得拔出鉆桿，觀察出水量，并上報(bào)調(diào)度室。如水勢(shì)兇猛時(shí)立即將所有人員撤至安全地段，留出2名人員在遠(yuǎn)處觀察水情，并及時(shí)上報(bào)調(diào)度室。如在不威脅人身安全的情況下，可用木楔纏上麻繩，抹上黃油，用榔頭堵塞出水口，或用紗布堵塞出水口，用木楔向孔內(nèi)撞擊，控制出水量并增加排水能力。7、排水系統(tǒng)井筒施工過(guò)程中，在井底備用兩臺(tái)單臺(tái)流量不小于30m3/h的潛水泵；清理水倉(cāng)，加強(qiáng)主排水系統(tǒng)日常維護(hù)；注漿孔施工、注漿作業(yè)過(guò)程中，主排水系統(tǒng)司泵人員24小時(shí)值班。8、探放水領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)組長(zhǎng)：王玉平副組長(zhǎng)：陳春生楊從