双柳煤矿井筒过含水层堵水项目技术.doc

北京瑞琪米诺桦合成材料有限公司Ruichy Minova Synthetic Material Co., Ltd工程编号： 黑龙江龙煤矿山建设有限公司建井工程处双柳煤矿井筒过含水层堵水项目技术方案客 户： 龙煤矿山建设有限公司建井工程处 施工地点： 双柳煤矿主、副井及风井井筒 施工单位： 北京瑞琪米诺桦合成材料有限公司 项目经理： 赵成君（黑龙江鸡西） 施工时间：2011年 月 日2011年 月 日 编 制 人： 刘轶群 编制日期： 2011年6月8日 黑龙江龙煤矿山建设有限公司建井工程处双柳煤矿井筒过含水层堵水项目技术方案一、 现场条件及存在的工程问题龙煤矿山建设有限公司建井工程处宝清项目部承建双柳煤矿三条井筒。主井井筒设计全长970m，井筒净断面9.6m2，倾角-16，现已施工280m。副井井筒设计全长733m,井筒净断面13.6m2,倾角-20，现已施工255m。风井井筒设计全长646m，井筒净断面14.7m2，倾角-20，现已施工220m。三条井筒支护设计均采用锚喷支护，主井、副井井筒喷厚100mm，风井井筒喷厚120mm。根据井筒检查地质报告，矿区内第三、四系地层以下为煤系裂隙含水带，该带分为强裂隙含水带，弱裂隙含水带和极弱裂隙含水带，其中强裂隙含水带是本区直接充水含水层。本带含水层厚度2030m，水力性质为承压水。岩性以粗砂岩和含砾粗砂岩为主。预计单井涌水量在238m/h285m/h。主井预计在斜长530602m之间穿过此含水层，共计72m。副井预计在斜长418477m之间穿过此含水层，共计59m。风井预计在斜长435495m之间穿过此含水层，共计60m。在井筒通过含水层施工过程中存在一定的安全隐患，为确保三条井筒安全顺利通过含水层需要执行矿方所制定的探掘措施，并且在探掘过程中进行超前注浆堵水的处理。二、用户的技术要求打探放水钻孔的过程中，若单孔涌水量小于10m3h，则采取强行穿过；若探放水钻孔单孔涌水量大于10m3h，则采取工作面预留注浆岩柱堵水方法掘进。利用已注浆岩柱作止水层，边注边掘，确保注浆后井筒能够正常向前探掘，安全顺利通过含水层。三、堵水材料的确定1、材料选择：选用北京瑞琪米诺桦合成材料有限公司生产的：瑞米堵水/加固号。2、产品特性：1）双组分注浆树脂，快速反应并硬化；2） 遇水作用反应加快，并稍有发泡；3）固化物强度高，与岩石具有良好的粘结性，且有一定的弹性，能随岩层一起变形，保证良好的堵水加固效果。3、产品技术参数见下表：产品特性A组分（Bevedol WFA）B组分(Bevedan)外观淡黄色透明液体 深褐色液体粘度（232）mPa.s200400 200密度（232）Kgm3 102020 123020使用配比（体积比） 1 ：1完全固化时间（232）s 20发泡性能产品本身不发泡，遇水发泡最大抗压强度MPa 50最大粘结强度MPa 4最大拉伸强度MPa 10 保质期（常温）月 6四、技术方案1、注浆参数：1）注浆孔参数：在需要注浆堵水后再掘进时，沿巷道荒断面均匀打深5m、直径42mm的注浆孔，孔间距1.5m,终孔位置超出巷道轮廓线1m，使浆液的扩散能够互相交圈，形成2m以上的帷幕。2）按照浆液扩散半径1m考虑，一次注浆结束后，即可以向前掘进4m，预留2m作注浆止水岩柱，循环往复，最后通过含水层。3）封孔器及延长管的使用：设计的注浆孔直径为（42），封孔器安装在孔内1m处（封孔器采用钢管和膨胀胶皮制作，长度为310mm，38mm；注浆时，在压力作用下膨胀胶皮膨胀起到封孔作用）；延长管为带孔的花管。2、注浆施工方式：1）为了最大限度地缩短探、注时间，在一个钻孔钻进的同时另一个钻孔注浆。一旦发现钻进孔中窜浆，立即停止钻进，退出钻机，用棉纱封住孔口。为了防止注浆过程中出现窜浆现象，采取隔眼注浆方式，即对一个注浆孔注浆时隔3m布置另一个注浆孔，待第二个注浆孔注浆时再在两个注浆孔中间补打1个注浆孔。2）出水量大的位置，可适当加补注浆孔；待整个断面的注浆孔全部注浆完毕后，观察堵水的效果情况，若堵水情况没有达到正常掘进的要求，可在出水位置适当再加补注浆孔。3、注浆孔的布置如下图所示：注浆孔布置断面示意图注浆孔布置平面示意图五、材料预算1、矿方决定：打探放水钻孔的过程中，若单孔涌水量小于10m3h，则采取强行穿过；若探放水钻孔单孔涌水量大于10m3h，则采取工作面预留注浆岩柱堵水方法掘进。由于无法确定井筒在探掘过程中需要注浆堵水的长度，也就无法预算出本工程的总材料量。在注浆堵水后再掘进时，每向前掘进4m即注浆1次，可以预算出注浆堵水后再掘进时每4m的材料消耗量。2、根据类似地质条件下的注浆情况设计单孔注浆量为100公斤。3、主井井筒断面内一圈需要布置7个注浆孔，一圈注浆孔共需注浆量为1007=700公斤，即每4m的注浆量为700公斤，每4m需要的配件数量如下：曲挠管7根，封孔器7根，带孔的延长管14根。4、副井及风井井筒断面内一圈需要布置12个注浆孔，一圈注浆孔共需注浆量为10012=1200公斤，即每4m的注浆量为1200公斤，每4m需要的配件数量如下：曲挠管12根，封孔器12根，带孔的延长管24根。5、单孔注浆量的预算是根据类似地质条件下施工时的注浆情况确定的，实际在注浆过程中，根据基岩的层理和裂隙发育程度，尽量增加单孔注入量，增加浆液扩散半径，具体注入量根据施工时现场实际情况而定，以能堵住出水为原则。6、此为预算，实际单孔注浆量与总注浆量根据基岩的裂隙大小及需要注浆堵水的井筒长度而变化，以实际为准。六、矿方提供1、钻孔，孔径42mm。2、压风管路，风压0.4-0.7Mpa，流量大于3立方/分钟，管径25mm的快速接头。3、轻质机油20kg；棉纱若干。4、2-3名专业打孔人员和2名配合注浆人员。七、施工工艺1、把泵及附件、材料运至施工地点，准备一桶轻质机油，用于施工前的试验及施工后清洗泵。2、检查准备工作就绪后，接好泵的管路及混合枪，接压风管，启动泵，试验泵的管路是否畅通及测试出料比例。3、正常施工时，确保材料始终按1：1配比混合，且不能出现断料现象；4、在施工过程中如果出现下列情况必须停止注浆：1）当观察泵的压力表的指示数值达到10MPa以上时；2）树脂浆液从裂隙中或相邻注浆孔大量流出时。5、注浆孔停止注浆时，用单组份树脂冲洗管路和混合枪。6、在1分钟内及时换到下一孔接着注浆。7、施工结束后，用施工前准备的轻质机油清洗多功能泵及其配件,检查清点附件数量及其功能。8、协助矿方做好泵的回撤及现场的清理工作。9、协助矿方做好工程验收工作。八、安全措施1、施工人员需在现场安全的前提下施工，并应遵守煤矿安全规程、作业规程等相关规定。2、施工人员应与矿方人员保持联络，听从矿方安排，不可擅自行动。3、施工人员应佩戴必要的个体防护用具：戴防护眼镜、乳胶手套；带一瓶干净水，以防浆液溅到眼中时立即冲洗。4、注浆开泵前要检查机泵是否有问题，周围是否有障碍，人员是否都站在安全地点，认为无问题后方可注浆。5、施工人员施工时必须确保站位安全稳固，防止人员滑倒。6、井筒内的所有材料必须放牢固，使用的工具应妥善放置；施工泵应放置平稳，防止倾倒。7、严格按照产品性能要求的工艺及技术要求进行施工，保证产品质量及公司的品牌形象。 8、施工过程中要随时观察顶、帮，做好敲帮问顶工作,严防工作面活石（煤）掉落伤人。9、施工时，必须分工明确，按步骤进行操作；如果遇到紧急情况，立即按施工手册程序采取相应措施进行处理。10、矿方必须制定专门的探放水措施并严格执行，必须先探明前方水情后再布置注浆孔，严禁冒险蛮干。11、