主井井筒壁后及壁间注浆施工、安全、技术措施 煤矿

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1、主井井筒壁后及壁间注浆施工、平安、技术措施煤矿主井井筒壁后及壁间注浆施工、平安、技术措施一、工程概况 中电投宁夏青铜峡能源铝业集团有限公司红一煤矿建设规模2.4Mt/a,主井井筒净直径为5.8m，井筒实际深度为478.5m，井筒均 接受冻结法施工，冻结深度为412.0m。依据井筒检查孔报告分析，井筒基岩段揭露地层岩性主要为粉砂 岩和页岩，岩体裂隙发育，含水丰富。对于基岩段的冻结孔，在冻结 壁解冻后，冻结孔的管壁环形空间将形成上下串通的导水通道，导致 井筒水量增大。因此，应准时对基岩段岩体进行壁后及壁间注浆封水 加固。为此，依据安徽理工高校地下工程结构争辩所对主、副、风井 壁后深孔注浆封水和壁间

2、夹层注浆封水方案设计编写此措施。二、工程地质及水文条件1、工程地质条件 依据井筒检查孔资料和基岩段施工实际揭露岩性分析，揭露地层 属于石炭系土坡组(Ct)，岩性主要以页岩和粉砂岩为主，下部以灰黑、 黑色页岩为主，揭露段岩性完整性较差，岩体较裂开，裂隙发育。各 种岩性的岩石抗外力和抗变形力气一般，易坍塌，遇水易软化，为不 稳定弱稳定性岩体，工程地质性质较差。裂隙可能连通上下含水层， 形成上下含水层的通道，富水性强、导水性好。2、水文条件红一矿井田内无常年性地表水体，分析认为地表水对井筒的充水 影响不大。古近系含水层、石炭系土坡组砂岩含水层对井筒充水影响 较大。冻结壁解冻后，随着马头门巷道不断掘进

3、和硐室的开挖，掘进 对上部裂隙岩体造成的多次扰动可能会使上下含水层之间水力联系 加强，承压水通过导水通道和裂隙会造成掘进工作面涌水量增大，进 而对巷道掘进造成影响，造成大的损失。通过井筒检查孔和施工资料分析，冻结壁解冻后，冻结孔、管环 形间隙导水以及基岩段井筒和马头门渗、漏水的威逼主要来自古近系 及基岩风化带孔隙裂隙含水层和石炭系土坡组砂岩裂隙孔隙含水层， 古近系及基岩风化带孔隙裂隙含水层为中等富水性，石炭系土坡组砂 岩裂隙孔隙含水层为弱富水性。依据红一矿供应的资料，主井依据现 在估量涌水量2.6m3/h,涌水量均较大。三、主井壁后深孔注浆方案. 1注浆段高及注浆范围由主井冻结孔布置平面及剖面

4、图：1、2可知,接受全深冻结时,外圈单号孔共有19个冻结孔达到深度为412.0m，其中位于双层井壁 壁座和马头门之间共有10.0m，冻结孔离井壁内缘设计距离为6.05m， 开孔间距为2.993m。主井注浆材料选择、注浆压力和孔口防突装置同风井注浆方案。 第一注浆段接受上行式注浆方式;其次注浆段接受下行式注浆方式。2 注浆量(1) 第一注浆段注浆量估算 水泥浆液注浆量接受下式子进行估算：V= (R 扩 2- r2)H 注 n/M式中：V预注入浆液总体积，m3;R浆液平均集中半径，孔深8m+井筒半径3m=llm;r井中至井筒外壁的距离，3.6m;H注注浆段高；n受注浆岩石平均裂隙带，取受注体积的4

5、%;有效充填系数，取0.9;M浆液结石率，取0.85;经计算，累计需注入浆液体积为244m3。本次预注浆主要以单位 水泥浆为主，少量使用C-S双液浆，估量水玻璃占总注入浆液体积的 5%，则：单液浆体积为：V单二V总95%=2440.95=232m3水玻璃的体积为：V双二V总5%=2440.05=12m3单液水泥浆水灰比平均按0.75:1计算，则需P.042.5普硅水泥 216吨。水玻璃按40Be计算，共比重为1.32，则需水玻璃的重量： GS=VS1.32=121.32= 15.8(t) 实际材料消耗量应依据现场注浆效果进一步确定。(2) 其次注浆段注浆量估算 水泥浆液注浆量接受下式子进行估算

6、：V= (R 扩 2- r2)H 注 n/M式中：V预注入浆液总体积，m3;R浆液平均集中半径，孔深8m+井筒半径3m=11m;r井中至井筒外壁的距离，3.6m;H注注浆段高；n受注浆岩石平均裂隙带，取受注体积的4%;有效充填系数，取0. 9 ;M浆液结石率，取0.85;经计算，累计需注入浆液体积为862m3。本次预注浆主要以单位 水泥浆为主，少量使用C-S双液浆，估量水玻璃占总注入浆液体积的 5%，则：单液浆体积为：V单二V总95%=8620.95=819m3水玻璃的体积为：V双二V总5%=8620.05=43m3单液水泥浆水灰比平均按0.75:1计算，则需P.042.5普硅水泥 764吨。

7、水玻璃按40Be计算，共比重为1.32，则需水玻璃的重量： GS=VS1.32=431.32= 56.8(t) 实际材料消耗量应依据现场注浆效果进一步确定。四、壁后深孔注浆工艺及留意事项 注浆作业依据以下挨次进行： 造孔安装孔口管安装防喷装置延长造孔试压浆液制作注浆。 注浆作业及劳动组织：(1)注浆预备:基岩段深孔注浆，基岩段堵水时，造浆站布置在吊 盘上，在吊盘上安放一台注浆泵、一个水玻璃桶和一个清水桶。水泥 浆、水玻璃通过造浆站经注浆泵对井壁进行注浆。基岩段加固时，造 浆站设在地面，由JS-500搅拌机拌浆，沿风水管路安设32mm高压管 路。水泥浆液经D90注浆泵沿32mm高压管路井壁壁间注

8、浆。在施工时必需把吊盘调平，四周应用木楔楔紧。在吊盘提到施工 位置时，吊盘上的两个提升孔接受套壁时用的盖门密封，吊盘外沿与 井壁之间的间隙用50mm厚木板封闭，损坏的木板要随时更换，待吊 盘提升时把木板去掉。在箕斗硐室施工时，接受架子管与50mm厚木 板搭设工作平台，木板与架子管之间用铁线绑扎，并且牢固牢靠。木板应与吊盘用铁丝绑牢，保证木板与井壁密闭，无缝隙。确认 平安牢靠，能经受风钻的冲击，方可进行打孔。在井壁上依据设计用YT28型风钻，用42mm一字型钻头打眼， 要求钻孔平直不变位;孔打好后要马上用清水冲洗洁净，孔口管选用 425mm长无缝管，长度为800mm， 一端50mm外扣，另一头为

9、400mm马 牙扣，马牙扣一端缠上生麻，用风钻协作顶具或用大锤打进钻孔内， 保证锚固力，然后安装高压球阀门，安装混合器，并连接输浆管路系 统，安装完后检查连接是否正确。注浆系统形成后，必需对注浆泵和整个管路进行试运转及耐压试 验。每次注浆前，应先测静水压力，然后用清水作压水试验，以便检 查注浆管的止浆效果及四周井壁的状况。(2) 管路和混合器安装 预备注浆孔，安装阀门，安装混合器，并连接输浆管路系统，安装时防止连错。(3) 清水试压 管路连接好后，要关闭进浆阀门，打开各管路阀门，开泵用清水试压，标准为注浆终压的1.5倍，持续1015min，无漏水为合格。(4) 测定静水压力用压力表测定注浆孔出

10、水压力，依据测定的水压力确定注浆压力。(5) 浆液操作要求 注浆前按选定的配比配制浆液 注浆前对管路系统连接及通讯系统检查，管路连接精 确 ，通讯通畅。 水泥-水玻璃双液浆注浆时，先开水玻璃泵，后开水泥浆泵， 停泵时则相反，以防止管路堵塞。 经常观测进浆量，防止管路堵塞。注浆时设专人观看压力变 化和检查管路是否通畅，如发觉堵塞应停泵处理。 注浆时由专人记录浆液消耗量，注浆时间及注浆压力等数据。 注浆过程中设专人严密监察井壁状况，发觉特殊马上停止注 浆，坚决处理并准时汇报。 正常注浆施工过程中，工作面作业人员要经常打开泄浆阀， 观看进浆状况，严防进浆阀堵塞，避开压力达到设计要求后，不能准 时泄压

11、。 注浆结束后准时清洗注浆管路。 封孔接受双液浆，切实做到填满捣实绝不留后患。 注浆时，假如单孔吸浆量少，或浆液无法有效注入，有可能 是冻结壁还未完全解冻，裂隙未完全通畅，此时应关闭该孔高压球阀， 改注其它孔，待完全解冻后再行注浆。(6) 注浆结束标准 当达到终压时，即注浆结束;注浆孔不进浆，则注浆结束。注浆 达到终压时,吸浆管即放入在清水中,关闭进浆阀,打开卸压阀,用清 水冲洗管路及注浆泵。(7) 为提高注浆造孔成功率，避开在井壁上留下过多废孔，建议 接受钢筋探测仪对钢筋位置进行探测定位，造孔时避开钢筋。为有效封堵冻结孔的管、壁环形间隙，注浆孔深应超过外排冻结 管确定范围，结合注浆封水设计理

12、论和冻结孔钻孔偏斜状况，设计本 次注浆孔深为8m。(8) 施工工期 依据风井注浆造孔数目以及注浆范围，估量主井壁后深孔注浆工 期为30天。五、壁间夹层注浆方案壁间注浆的目的在于充填内、外层井壁之间存在的空隙、外层井 壁接茬缝和内壁可能存在的施工缝，确保冻结段双层井壁范围内无涌 漏水现象。1、壁间夹层注浆时间选择近年来，随着快速建井技术的进展，在深厚冲积层冻结法凿井中， 多接受多圈孔冻结和信息化冻结技术，实现少挖冻土的快速施工技术 在内层井壁套壁施工时，混凝土浇筑处壁间已没有冰霜存在，内外壁 间混凝土相对接触实密、空隙有限，在套壁后一段时间，当壁间夹层 回归正温，在冻结壁没有完全解冻，内外层井壁

13、没有发生力学变形， 假如过早注浆，这时浆液集中不畅，注浆量小，甚至难以注进浆液。 为此，本项目组对这一技术难题进行了争辩，并通过对淮南矿区的顾 桥矿南区，谢桥矿、潘一东区等矿井注浆状况的实时状况，发觉不同 注浆时间的选择会对注浆效果产生很大影响，因此，对于红一矿主井，由于该井在外壁施工中曾消逝过混凝土 压坏现象，该井可在壁后深孔注浆既对壁间夹层进行注浆。2、注浆方式l注浆应接受上行式，由下往上分段进行，一段高为30m左右。如内层井壁消逝漏浆，则接受双液浆封堵、缩小段高和间歇注浆等措 施。l 每段注浆孔应沿内壁圆周均匀布置，原则上接受原预留注浆孔 每排一般为4-6个孔，上下排注浆孔位应交叉布置，

14、即上排孔中的任 一孔应在下排孔相邻两孔的垂直平分线上。孔深应穿透夹层，进入外 壁深度不得大于50T00mm，严禁穿透外层井壁；l 每次注浆必需先钻完上下两排注浆孔，当下排注浆孔注浆时， 上排孔注浆孔作为观看孔，观看出浆状况，并依此调整注浆参数，分 析每段注浆效果;l 每段注浆前应先注清水冲洗夹层与井壁间空隙，待水路畅通后 方可正式注浆。3 、注浆材料及参数l 注浆材料为水泥、水玻璃。应以水泥单液浆为主，当发觉吸浆 量较大时，或注浆即将结束时，亦可接受水泥、水玻璃双液浆;l 水泥浆协作比为水泥：水=1：1;双液注浆水泥浆与水玻璃的体积比宜为：1： 0.60.8,最大不得超过1： 1,水玻璃浓度应

15、选用40Be;l注浆压力宜把握在1.02.0MPa;当顶水注浆时，注浆压力宜把握在1.21.5倍水压，但必需把握在井壁设计承载力内。钻孔吸水及浆液配比对比表注浆工艺水泥浆可事先在井口用机械或人工搅拌好，再用吊桶送入井下 双液浆在吊盘上随注随配。注浆时，先用清水冲洗夹层空间，疏通注 浆通道，借此把握空间大小，为确定注浆压力和注浆量供应依据。一孔注浆，同排其它孔临时关闭。若压力和浆量无特殊变化， 可进行正常注浆，待上排孔返浆时，停止注浆。然后再用双液浆加以 封堵。每一段高注浆完毕，待浆液凝固，无特殊变化。在封堵已注完 浆的注浆孔。一个注浆段高注浆完成后，提升吊盘，进行上一段高注 浆作业。由下而上逐段注浆，直至井壁夹层空间注浆完成。5、注浆留意事项 注浆时依据注浆挨次，开启相应注浆孔口管与出浆孔口管的盖，并在 注孔管上安设平安阀，进行承压试验； 注浆结束后，必需用水玻璃和膨胀水泥浆封堵注浆孔； 注浆过程中当发觉注浆孔有出水并带砂时，应马上封堵注浆孔。6、注浆结束标准注浆压力达到措施规定； 注浆压力稳定，进浆均匀，出浆孔正常出浆，且出浆量与进浆量基本持平。7、壁间注浆层位依据设计计算，确定的主井壁间注浆层位如图：7所示8、注浆材料选择 拟定先接受单液一般水泥浆液为主，先进行试注，依据注浆效果 （如注浆量小）考虑改用超