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1、1斜井注浆堵水斜井注浆堵水施施 工工 方方 案案XXXX 建井研究所建井研究所注浆研究室注浆研究室 XXXXXXXX 年 XX 月 XX 日2第一章第一章 工程概况工程概况XX 煤矿位于 XX 镇境内，设计年产 0.6Mt,该矿 XX 地震灾 后异地重建重点项目。 该矿设计为斜井开拓方式，设计有主斜井、副斜井、行 人斜井、排矸斜井和东回风斜井五个斜井井筒。其中副斜井净 高 3.38m、净宽 3.40m、净断面 10.2m2,倾角 25 度。支护形式 为厚度为 100mm 的锚喷支护。 当副斜井掘砌到斜长 158m 时，工作面出现涌水，开始为 80m3/h,随后逐渐变小，目前为 20m3/h。
2、根据综合柱状图地质资料分析；目前斜井已经揭露了三 叠系嘉陵江组一段和二段含水层。继续掘砌困难，已停止掘进 准备进行工作面预注浆。由于主副井井筒检查孔没有施工，所 以缺乏主副井井筒施工所需的地质资料和水文资料，下一步注 浆和崛砌施工缺乏可靠的依据。对注浆和崛砌施工将遇到的困 难估计不足。第二章第二章 注浆方案注浆方案根据副斜井的设计方案以及目前所掌握的地质及水文资 料，副斜井的注浆方案，选用多段井筒工作面预注浆方法。 本次工作面注浆将遇到的困难是： 副斜井设计总长度 826m，已掘砌 158m,还有 668m 没有掘， 余下的 668m 含水层分布不清，需要注浆的长度也不确定，在 下步的掘砌过程
3、中，需要边探边掘。注浆段可能多，按一般注 30m 掘 20m 或者注 40m 掘 30m 计算，总注浆段要超过十段，工 期长、造价高。第三章第三章 注浆工艺设计注浆工艺设计3第一节第一节 注浆段长的确定注浆段长的确定 在工作面注浆施工的第一、二段，由于工人技术不熟练， 设备也在磨合阶段注浆段长为 30m,待到工人逐渐熟练，设备也 磨合好后，注浆段长可加长到 40m，掘砌 30m。 第二节第二节 止浆墙止浆墙 根据工作面的围岩状况，如果岩层不能够作岩帽，且有 涌水。就要砌止浆墙，第一注浆段，涌水量不大，在距迎头 0.30.5m 的位置，砌一道 370mm 的止浆砖墙，墙下部预埋一根 75108m
4、m 的导水管，导水管外焊法兰盘。导水管把工作面 的涌水全部导出， 。墙中部和上部预埋 35 根 38mm 的注浆管， 加固止浆墙注浆时使用。止浆墙养护 2 天后，把注浆系统接在 导水管上进行注浆，预埋的 38mm 的注浆管，全部装上阀门 并打开，待到有浓浆流出时，关闭阀门。待到顶部的阀门出浓 浆关闭后，加压到 0.1Mpa 时注浆结束。 第三节第三节 布孔方式与参数布孔方式与参数 一、布孔方式 工作面预注浆的注浆孔均匀布置在主斜井荒径内，所有注 浆孔都是带有 5-6 度径向角的辐射孔，这样布孔有助于揭露更 多的岩层裂隙，并保证浆液有一定的扩散范围。 二、布孔参数 注浆孔数取决于含水层裂隙发育程
5、度、浆液的性质、扩 散半径大小、井筒荒断面和注浆泵能力大小等等，由于影响因 素多，注浆孔数和孔距，只能凭经验来确定。 全断面布置注浆孔 16 个，孔间距 1.0m 左右。荒断面底 部宽 3.6m，均匀布置注浆孔 5 个，钻孔方向和井筒轴线下扎 6 度角。 碹墙高 1.9m，布置注浆孔 3 个，钻孔向外扎角为 6 度， 拱顶部均布注浆孔 5 个，方向为沿法线外孔 5 度（详见图 1） 。4图一、注浆钻孔布置图第四节第四节 注浆方式与段高注浆方式与段高 一、注浆方式 主斜井工作面预注浆采用分段下行式注浆方式。 分段下行注浆方式是根据钻孔的长度和钻孔涌水量的大 小从上往下一段一段地钻注至终深。 在工
6、作面布置二台钻机，一台先开钻，另一台钻机在第 一台等干时开钻，两台钻机交替打钻注浆。 在注浆的前 6-8 个孔注完后，可采用钻孔和注浆平行作 业，这样可提高速度，缩短工期。 二、注浆段高 注浆段高暂定为 10m 一段，或是钻孔涌水量大于 3m3/h 时， 停钻注浆。反复扫孔，反复注浆。根据第一段注浆摸索的经验， 再进行注浆段高的调整。 第五节第五节 注浆参数注浆参数 一、注浆压力R1.8m1.9m3.6m5本方案给出的注浆压力是根据经验来确定的。其经验公 式如下： P终=(2.0-2.5)P0 式中 P终注浆终压（MPa）, P0受注点的静水压力（MPa） 。根据围岩情况，裂隙发育情况，浆液的
7、扩散情况，特别 是否有跑浆现象，来调整注浆终压。最高注浆终压崭定为 10MPa。 二、注浆泵量 注浆开始时，注浆泵应开到最大量，随着注浆压力的升 高，逐渐减小注浆泵量，至至终压终量。 注浆终量；单液水泥浆应控制在 20-30 升/分。水泥一水 玻璃双液浆控制在 40-60 升/分。 三、浆液注入量 浆液在注浆压力的推动下，在岩层裂隙内形成一定厚度 的隔水帷幕，计算浆液的注入量公式如下： Q=R2扩H/m 式中的 R2扩（浆液扩散半径）很维确定，所以计算出的结 果可能和实际偏差很大，为了使该项结果比较接近实际值，建 议根据国内其它井筒的实际注入量来估算。 估计注浆段水泥注入量为 4-6t/m。第
8、四章第四章 注浆材料注浆材料 本次注浆选择单液水泥浆和水泥水玻璃双液浆。 第一节：注浆材料选择第一节：注浆材料选择 一、水泥：P.042.5 普通硅酸盐水泥； 二、水玻璃：摸数 M=2.8-3.1，浓度 45B左右的液体 水玻璃； 三、水泥单液浆添加剂；6三乙醇胺：工业级 工业食盐 四、粉煤灰 商品袋装粉煤灰第二节第二节 单液浆的配制单液浆的配制 表 1 单液水泥浆液配比表水灰比水泥 （袋）水（L）三乙醇胺 （kg）表工业食盐 （kg）比 重体 积1:1157500.383.81.491.002 1.5:1118250.282.81.371.009 2:199060.232.31.291.05
9、1 0.8:1187200.484.81.621.037浆液的配制在井下进行，根据钻孔压水试验的结果，配 制所需的水泥浆液和水玻璃浆液。 单液水泥浆浓度是先稀后浓，当一个级别的单液水泥浆 在注入 30 分钟后，压力不升，要调浓一级浆液。 如果单液水泥浆水灰比调到 0.8：1，注入 30 分钟后，仍 不见升压，可改注水泥一水玻璃双液浆或注稠化单液浆，即 1：1 水泥浆中，加入 35%水玻璃，使浆液稠化，初凝时间缩 短。第三节第三节 水泥一水玻璃双液浆水泥一水玻璃双液浆 这种材料是基岩裂隙中十分重要的浆液材料，它的凝胶 时间可以从几十秒到几十分钟范围内准确控制，浆液结石体抗 压强度高，结石率达到
10、100%。所以，双液浆在每次注浆中凡遇 到单液水泥浆跑浆的情况下使用。 一、浆液组成 1、水泥：所用水泥与单液水泥浆相同，常用水灰比为 0.8：11：1。72、水玻璃：作为注浆用的水玻璃模数为 2.8-3.1 为宜， 市售水玻璃浓度常用为 40-45Be （波美度） ，注浆常用浓度为 30-35 Be 。 3、缓凝剂和速凝剂 缓凝剂：磷酸氢二钠 速凝剂：氢氧化钙，即熟石灰。 二、浆液的配制与注入 水泥浆水灰比为 0.8：1-1：1 称为 C 浆。水玻璃浆液的 浓度根据要求，先做小样试验，一般为 30-35 Be ，称为 S 浆 液。 C 浆液和 S 浆液的体积比为 1：0.5-0.7，可用一台
11、泵的 两个缸，一缸注水泥浆，一缸注水玻璃浆。也可以用二台泵同 时注两种不同的浆液。在使用水泥水玻璃双液浆时，在地面先做小样实验，实验室简单仪器如下表 2.表 2 实验室仪器清单序号名 称规 格单位数量备注l托盘天平0-lkg感量1g台12维卡仪水泥胶凝测定仪台23试 模44 x 16cm三联个24泥浆比重计2NB台l5秒表块16波美计O-70支207烧杯1000ml 500ml 200ml 100m1个各2个8量筒1000ml 200m1 1OOml个各2个9塑料桶1820l个11O一次性纸杯个5 O11毛 刷35mm 15mm把各1把812锅 铲把113水瓢把114园试模开口65 mm下口7
12、5 mm高40mm个2第五章第五章 钻注设备钻注设备 1、钻机 钻机选择 KQJ-100 型冲击式潜孔钻机二台。 2、注浆泵 选用 2TGZ-60/21 型双液调速注浆泵二台。 3、搅拌机 选用 200 升防爆型水泥浆搅拌机二台。 4、为防止钻孔突然出大水，在孔口管上安装 4 吋耐压球 阀。 5、混合器；用注浆泵的生产厂家带来的混合器。表 3 钻注施工材料消耗汇总表单位数量名称规格备注 根5孔口管 14231000mm（外径）一段 根15孔口管 210843000mm（外径）一段根各 6 根高压胶管1 吋（10m-节） （5m-节）个5高压阀门4 吋个4压力表010Mpa（抗震） kg20麻丝
13、个30高压阀门1 吋第六章第六章 注浆前的准备工作注浆前的准备工作 第一节第一节 井下注浆站的布置和施工要求井下注浆站的布置和施工要求 一、注浆站的布置 水泥、水玻璃临时贮存在工作面后部，前面是注浆泵，9注浆泵前部是钻机产品。 二、施工要求 要求注浆站的水泥储存处下面铺设木板，防止水泥受潮， 上部盖塑料布，防止水泥受淋。 水玻璃用 200 升的汽油桶运到井下，要求存放 10 桶水玻 璃。 搅拌机和注浆泵要求接电接水方便，固定牢靠第二节孔口管的埋设第二节孔口管的埋设 孔口管选直径 1084mm 或 1086mm 的地质管长 3m。外 径缠直径 5mm 钢筋并焊接牢固。一端焊有高压法兰，插入 13
14、0mm 的钻孔中，外留 200mm。接好注浆系统，采用注水泥 一水玻璃双液浆的方法固管。 孔口管的方位要求按设计要求认真定位，误差不得超过 1 度。 双液固定孔口管后，等干 4-6 小时，可以使用。第三节第三节 止浆墙的施工止浆墙的施工 如果工作面无涌水，止浆墙的施工方法是砌一道料石墙 或砖墙，内填 C30 混凝土。随着墙砌高，随时填入混凝土。止 浆墙的厚度为 1.0-2.0m。孔口管可以预埋在混凝土中，也可以 在混凝土外的料石墙上打孔。 如果工作面有涌水，止浆墙的施工方法是；砌一道料石 墙，把涌水导出，墙内填满碎砖，墙上预埋五根 38mm 的注 浆管和泄压管。砌到拱 顶碎砖填满后，养护 2
15、天后，注入水泥一水玻璃双液浆，注满 升压后停止。 如果涌水量大于 10m3/h 或者水压大于 1MPa 时,主斜井两 邦和顶底板要在料石墙位置开槽，槽深 300-400mm，宽度和料 石墙一致。10第四节第四节 钻机工作台的搭设钻机工作台的搭设 用土建用的交手钢管在紧贴工作面搭设一钻机平台，上 铺 50mm 厚木板，为打顶部注水浆时架高钻机施工。 钻机工作台要求牢固，不晃不颤。 第五节第五节 其它准备工作其它准备工作 一、一、打钻、注浆机具及时备齐（包括打捞工具） 二、保证打钻注浆期间正常供电，若要停电提前 1 小时 通知。 三、供水量要求不小于 20m3/h。 四、地面设注浆筒易试验室。 五
16、、注浆站和地面调度室设直通电话。 六、井下工作面设 50 m3/h 的排水能力。 七、井下工作面打钻注浆期间，要有良好的通风设备， 保证有足够的新鲜空气。第七章第七章 钻注施工钻注施工 第一节第一节 注浆孔钻进注浆孔钻进 一、钻机及机具 工作面布置二台潜孔钻机平行作业，每台钻机准备 50mm,钻杆 50m 长。 二、注浆孔钻进顺序 两台钻机各布置一帮，先钻注底板 5 个孔，然后各负责 一帮钻孔。同时钻出二个孔，可同时注浆。 三、注浆孔钻进 钻机到位，根据设计要求找正对中并固定。接风试运转。 检查各部位转正常后，接上钻具开始钻进。 钻进过程中，适当加压，遇破碎岩层应轻压，如果塌孔， 及时提钻，防治卡钻事故。 达到设计孔深后，经测量无误后打钻。 开孔用 130mm 钻头，钻进 2.8m，预埋孔口管。正常注浆孔进 用 90mm 钻头。11四、测定钻孔静水压及涌水量。 在孔
