1、井筒壁后注漿和工作面探水、預注漿施工方案和技術措施第一章 工程概況設計凈徑4m，C20素砼支護，支護厚度分別為紅土層650mm、流砂層500mm、基巖段400mm，井口設計標高為+41.5m，設計井筒深度為508m，目前井筒已穿過紅土層、流砂層施工至長興灰?guī)r段-4.15m標高處。第二章 地質及水文概況在流砂層施工階段，先后多次發(fā)生涌泥砂，涌水現(xiàn)象，尤其在2005年12月18日，19日，20日相繼發(fā)生大量涌出，經我方采取積極措施成功封堵，并已預留集中排水管（兼做注漿管）。12月30日19時，在工作面進行鑿眼時，炮眼發(fā)生噴泥水現(xiàn)象，三小時后水質變清。我方于12月31日9時至10時進行涌水量測定，井

2、筒總涌水量為：58.6M3/小時，水源不清。第三章 方案選擇根據施工揭露的水文地質情況結合現(xiàn)有設備，為了保證井筒工程質量和服務年限、杜絕水患、創(chuàng)造施工有利條件，加快施工進度。我方擬定對表土段進行壁后注漿，長興灰?guī)r段進行工作面探水和工作面預注漿。注漿施工分三個階段：第一階段對表土段進行壁后注漿；第二階段進行工作面探水鉆深50m；第三階段進行工作面預注漿。注漿后掘砌45m，再進行另一循環(huán)壁后注漿，工作面探水和工作面預注漿。第四章 壁后注漿一、 施工順序及范圍從0.15m標高開始一圈一圈結上,打一孔注一孔。本段注漿范圍為0.15m37.3m。段高37.45m（未包括-2.55m-0.15m段2.4m

3、），該段在打止?jié){墊待凝時施工。二、 布孔鉆孔 采用7655鑿巖機，40mm合金鉆頭鉆孔，孔的間排距為600600，孔深1.6m，孔徑42mm。三、 埋設孔口管先加工孔口管，孔口管采用42mm4mm無縫鋼管，每根長1.6 m,其中外露1吋絲口長50mm,魚鱗扣段長1.55m。孔鉆好后，將孔口管用麻絲纏緊，邊纏邊打入孔中。四、 注漿參數(shù)1、 漿液配比（重量比）水泥：水=1：0.5水泥:水玻璃=1:0.5三乙醇銨:水泥=5:10000食鹽:水泥=5:1000BRCA型防水劑:水泥=10:100專用粉:水泥=3:1002、 注漿終壓:達到靜水壓力的12倍視吸漿量和井壁情況而定。3、 漿液注入量Q=av

4、nb/ma漿液損失系數(shù) 取1.5n巖層的孔隙率,流砂層取5%m漿液結石率為0.85vR2 h-r2 hh注漿段高37.452.4=39.85mR漿液擴散半徑,按向壁后擴散3m計. R=2.5+3=5.5mr井筒荒徑2.5mv=5.5239.85-2.5239.85=3005mQ=1.530055%0.9/0.85=238.63m3消耗水波璃總量:238.6376010%=18136 kg雙液消耗水泥量: 238.6364310%=15344 kg單液消耗水泥量: 238.6376590%=kg消耗水泥總量:15344= kgBRCA型防水劑: 10%=17964 kg專用粉: 3%=5390

5、kg三乙醇銨:0.5=90kg食鹽:5=900 kg五、 工藝要求1、 注漿前不得壓水,直接注單液漿,半小時不升壓。改注雙液漿,或在壓力達到終壓的60%后改注雙液漿。2、 注漿時應密切關注壓力表讀數(shù)和井壁情況,如井壁出現(xiàn)開裂或跑漿嚴重應立即停注,打開泄壓閥,關閉注漿閥,洗機1分鐘后停機.待處理后或漿液凝固,視情況而定。其他要領見工作面預注漿的有關說明。第五章 探水根據可能的水患情況和“有疑必探，先探后掘”的原則，現(xiàn)擬定沿井筒荒徑均勻布置6個鉆孔探水，鉆深50m。 探水時必須埋設孔口管，裝高壓球閥。埋設孔口管時先用130mm的鉆頭鉆深3m，排干水和巖粉，倒入水泥砂漿后埋入1083200mm的孔口

6、管。為防止鉆孔涌水淹沒工作面，孔口管上需設加長管，加長管上焊有和4高壓球閥相聯(lián)接的法蘭，法蘭上裝設高壓球閥。待孔口管養(yǎng)護24小時后，裝上高壓球閥，用作截水閥。通過截水閥向下鉆進。鉆孔出水后，取出鉆桿，關閉截水閥，在截水閥上裝上三通，一頭連接測水壓力表，一頭連接放水管。放水管應裝上截水閥，用以測定水量、水壓。探水時鉆機、注漿泵均需架高，探水鉆孔采用邊探邊注，見水后注漿封孔，待孔口管漿液終凝后再向下鉆探，直到探完整個段高。第六章 止?jié){墊施工1、 止?jié){墊厚度：按平底止?jié){墊計算：Bn=PO.r/+0.3rPO-注漿終壓,Mpa Po=3 Mpar-井筒的荒半徑,米 r=2.4米-混凝土的允許抗壓強度,

7、 MpaBn=32.4/200.32.4=1.08m 取2.0m（因現(xiàn)以掘1.6m未砌，且上部為不穩(wěn)定流砂層。）2、 砼配合比：按C30標號砼澆筑，其中：水泥：砂子：石子：水=1：1.41：3.09:0.46,每立方米砼用水泥410Kg（水泥標號為PO42.5）,砂572kg ,石子1250kg,水186kg;攪拌砼時按水泥重量的4%加入速凝劑。3、 材料消耗:砼用量:2.422=36.2m3其中:水泥:14.84T 砂:12.94m3 石子:22.6 m3速凝劑:0.6T第七章 工作面預注漿注漿參數(shù)1、 注漿段高注漿時開孔深度-4.15m，終孔深度-54.15m，注漿段高為50m（不含止?jié){墊

8、高度）。2、 鉆孔布置 為使注漿盡可能多揭露裂隙或溶洞，解除后患。決定采用徑向斜孔，鉆孔中心距井壁300mm，1圈布孔12個，開孔直徑為3.4m,孔間距0.89m，鉆孔終孔位置在井筒荒半徑以外1.5m處，終孔直徑7.8m,終孔間距2.04m,鉆孔傾角2.5193、 注漿終壓注漿終壓按下試計算P0=（2-4）HY/1002-4壓力系數(shù)，取3P0-注漿終壓，MpaHC-受注點至靜水位的深度，H=94.45mY-水的密度 Y=1P0=394.451/100=2.83Mpa 取3Mpa（待打鉆測到靜水壓力數(shù)據后，再定實際的注漿終壓）4、 漿液擴散半徑：漿液的擴散半徑是指漿液在巖石裂隙中的擴散范圍。實際

9、上漿液的擴散半徑是不規(guī)則的，由于在注漿施工過程中，對注漿壓力、注入量、漿液濃度等參數(shù)可以人為控制、調整，對漿液的擴散范圍可以起到一定的控制作用。一般長興灰?guī)r裂隙開度在5-20mm，注漿終壓在3Mpa,雙液漿注入量為7-20m3/m,漿液濃度為2:1-0.6:1,雙液漿的體積比為1:0.8-1:0.4時,漿液擴散半徑可達6-10m甚至更大范圍。結合我們進行工作面預注漿施工經驗,單液水泥漿擴散半徑可按6m計算。5、 漿液注入量： 漿液注入量：Q=avnb/ma- 漿液損失系數(shù)1.21.5, 取1.5n-巖層的孔隙率,長興灰?guī)r, 取n=3.5%b- 漿液充填系數(shù)為0.90.95, 取0.9m-漿液結

10、石率為0.85V=R2hR-以井筒中心為基點的漿液有效擴散半徑,R=3.4+6=9.4m;h-注漿段高,50m;V=9.4250=13880m3漿液注入量:Q=1.5138803.5%0.9/0.85=771.56m3考慮到長興灰?guī)r溶洞發(fā)肓，總量按1.25調增:771.561.25=964.46 m3消耗水玻璃總量:964.4676010%=73299kg雙液漿消耗水泥量:964.4664310%=62015kg單液漿消耗水泥量:964.4676590%=kg共消耗水泥量:62015+=kg BR-CA型防水劑消耗量：10%=72604.6kg專用粉消耗量:3%=21781.4 kg三乙醇胺消

11、耗量:0.5=363 kg食鹽消耗量:5=3630 kg6、 漿液配比此次注漿以單液水泥漿為主,單液漿起始濃度先稀后濃。當涌水量較大需及時封堵時,可采用水泥-水玻璃雙液漿.單液水泥漿采用P042.5R新鮮普通硅酸鹽水泥和水配置而成,單液漿加入復合早強劑三乙醇銨、工業(yè)食鹽、BR-CA型防水劑和專用粉。三乙醇銨、食鹽、防水劑和專用粉分別按水泥重量的0.5、5、10%和3%加入。 漿液起始濃度的確定,通常根據注漿前壓水試驗時鉆孔的最大吸水量來選擇,漿液的起始深度可按下表來確定。鉆孔的最大吸水量(L/min)漿液濃度(水:灰)60-802:180-1501.5:1150-2001.25:1或1:120

12、01:1或雙液 稀漿結石率低,大量使用稀漿,必然增大擴散范圍,造成漿液流失和延長注漿時間。經常水泥漿濃度水灰比為2:1、1.5:1、1.25:1、1:1、0.75:1等五個等級。采用高壓、濃漿即能縮短注漿時間,又能加快工程進度,也能獲得良好的堵水效果。本次注漿漿液在地面按水灰1:1配制,在工作面視具體情況調稀或加濃。漿液配比見下表。水泥漿液現(xiàn)場配制表水灰比水泥(kg)水(1)三乙醇銨(kg)食鹽(kg)比重(g/m3)體積(m3)0.75:19507120.484.81.621.0371:17657100.383.81.501.0021.25:16508120.333.31.421.0301.

13、5:15508250.282.81.371.0092:14509060.232.31.291.051雙液漿配比表名稱水灰比水泥(kg)水(kg)40波美度水玻璃(kg)制成漿液(m3)雙液漿1:16438007601.000說明:雙液漿 C:S=1:0.5第八章 工作面預注漿施工(一) 止?jié){墊、孔口管的施工 止?jié){墊的施工注漿之前,必須首先打鉆探水,以探明水文地質情況，并澆筑混凝土止?jié){墊。砼由地面攪拌站攪拌, 底卸式吊桶下料 ,分層澆注,隨澆隨搗,以保證澆注質量,止?jié){墊澆筑好之后,養(yǎng)護3天即可打孔埋設孔口管。 孔口管的埋設施工時按設計孔位和傾角鉆130mm的孔,孔深1.6m,孔內灌砂漿(砂子要篩

14、)后埋入1084.52000mm的孔口管,孔口管采用無縫鋼管,共12根,每根長2m,孔口管上焊纏8鐵絲,端頭焊有和4高壓球閥相聯(lián)接的法蘭盤,法蘭盤露出止?jié){墊面400mm, 裝上高壓閥。2天后在孔內鉆90mm的孔作為注漿孔,并按順序用紅漆將孔編好號。(二) 壁后充填注漿 為防止工作面注漿時,漿液沿混凝土井壁壁后縫隙向上返漿,在井筒止?jié){墊、孔口管養(yǎng)護期間,要進行壁后注漿充填加固。 壁后注漿充填段高2m(自止?jié){墊面向上2米處即-2.150.15m 標高段)。(三) 工作面注漿鉆孔鉆進1、 鉆孔、注漿設備采用KQJ-100B潛孔鉆機鉆孔,配90mm的沖擊鉆頭。采用2TGZ-60/210雙液調速注漿泵,

15、工作面搭設工作臺注漿泵和鉆機放在工作臺上口,配10米長的注漿軟管,以防止水泵出現(xiàn)故障,鉆孔出水淹注漿泵。2、 鉆進 當孔口管施工完成養(yǎng)護2天后,即可通過預留的注漿管,用鉆機通過孔口管向下鉆進。3、 鉆孔施工和注漿工藝 鉆孔時嚴格按設計角度和深度施工,不準偏斜。鉆孔注漿采用十字對角式,先鉆、注單號孔，單號孔注完后，再開雙號孔。根據本次注漿的特點，決定采用分段下行式壓入注漿的方法，原則上由上至下鉆進到設計深度。當鉆孔涌水量超過3m3/h時停鉆即注，待漿液終凝后掃孔，如發(fā)現(xiàn)掃到原孔深，仍有不小于3m3/h的涌水，需進行復注。水量不大于3m3/h，繼續(xù)加深鉆孔，直到鉆孔達到注漿標準。在鉆孔水大封孔后，

16、為平行作業(yè)可在對角鉆開新孔注漿。注漿時先注純水泥漿，待壓力上升到2Mpa以上時，即加入50%的水玻璃，待壓力超過注漿終壓時，及時打泄壓閥，關閉注漿閥,停止注漿或換另一孔注漿。（四）測定鉆孔水壓與水量 注漿前，對已打好并沖凈后的鉆孔進行水壓及水量測定。在孔口注漿管上連接測水的壓力表及閥門裝置，測出最大流量及凈凈水壓力。測定時打開泄壓閥，如水量較小，用普通20L水桶和秒表用容積法測定，如水量較大，用吊桶測量。測定時要求壓力、水量穩(wěn)定，數(shù)據準確。（五）壓水試驗 用注漿泵壓清水，沖洗巖石裂隙中的泥漿及充填物，以提高漿液結石體與巖石裂隙面的粘結強度及抗?jié)B能力，其流量由小逐漸增大，一般壓水時間1020分鐘

17、，復注壓水時間為2030分鐘，盡量使壓力控制在比注漿終壓高0.5Mpa左右,每次壓水試驗應測定和記錄注漿段高,壓水流量。根據壓水試驗資料，計算出鉆孔的單位吸水量，據此決定注入漿液的起始濃度。（六）設備布置和漿液運送在工作面搭設工作平臺，平臺上設水泥漿桶，水玻璃桶和清水桶各一個，井口設攪拌機一臺。水泥漿在地面按設計配比配制好后，經下料管下到工作面。水玻璃裝入小吊桶由提升絞車用排矸吊桶提到工作面。（七）漿液的調配1、 在初期注漿壓力下，吸漿量為吸水量的80%可視為正常，否則調濃或調稀一級。2、 當壓力不變，連續(xù)注入30分鐘后吸漿量不變，可調濃一級。3、 當壓力上升快，吸漿量變小，可降低漿液濃度，以

18、保證有足夠的注入量。4、 當涌水較大，需及時封堵時，可采用雙液漿。5、 當壓力緩緩上升，吸漿量逐漸減少為正常，一直達到終壓力，在漿液濃度不超過1：1，吸漿量不大于100120L/ min，穩(wěn)定30分鐘，即可結束注漿。（八）結束注漿 孔口漿液終凝后，再掃孔，重作壓水試驗，當吸水量小于20L/min時，可不再注漿，大于此數(shù)應當復注。 注漿結束前，先打開卸壓閥，并閉注漿閥，再壓注一定量的清水，以清洗管路。壓水停泵后，管路殘余漿液流放到吊桶，提至地面排出。每次注漿后對設備管路都要進行檢修，清洗和試運轉，為下次注漿作好準備。（九）注漿效果檢驗注漿結束后，在井筒子布孔圈徑內布置1個檢查孔，鉆孔一次達到終孔深度，栓查鉆孔涌水量。如換算成大井涌水量小于2m3/h時，可結束本段注漿。檢查孔也必須注好。第九章 安全技術措施1、 嚴格遵守煤礦安全規(guī)程、東立風井施工組織設計、立井施工防墜落措施等有關規(guī)定。2、 注漿前組織人員學習和培訓操作，熟悉操作程序和各種故障處理。3、 注漿泵操作人員嚴格按注漿泵及閥門的操作規(guī)程的有關規(guī)定和順序操作。4、 注漿機具及管路在注漿之前仔細檢查，各連接處應連接緊密達到不漏水、不泄壓，經試運轉及耐壓試驗無異常響聲，各裝置、儀表和除塵設備使用可靠。5、 注漿前對注漿材料和膠凝時間進行測定，對不合格的材料嚴