2#井壁及9煤顶板砂岩水探放、注浆施工安全技术措施.doc

编号：BJKJ08008国投新集能源股份有限公司板集煤矿副井井筒2#井壁及9煤顶板砂岩水探放、注浆施工安全技术措施 施工地点 ： 板集矿副井 施工单位 ： 中煤四十九处 单位负责人： 技术负责人： 编 制 人 ： 编制日期 ： 审批记录规程名称：副井井筒2#井壁及9煤顶板砂岩水探放、注浆施工安全技术措施收到日期： 年 月 日 审批日期 年 月 日会审单位、人员及日期：华夏监理： 调度室：机电办：生产技术办： 矿建副总：地测副总：通风副总：安全副总： 机电矿长：安全矿长：总工程师：矿 长： 审批意见规程名称：副井井筒2#井壁及9煤顶板砂岩水探放、注浆施工安全技术措施收到日期： 年 月 日 审批日期 年 月 日审批意见： 目 录 第一章 工程概况 5 第二章 探放措施5 第三章 井壁注浆8 第四章 注浆主要机具及材料 10 第五章 注浆前的准备工作 11 第六章 注浆作业操作要点12 第七章 注浆效果评价 13第八章 劳动组织 14第九章 注浆施工安全技术措施 15第一章 工程概况一、概况板集矿副井位于板集矿工业广场西部，井筒总深度为795.5m，井筒基岩段净直径为7.0m，基岩段荒断面（掘凿断面）为50.27m2。井筒基岩段施工时分别穿过9-2、9-1、8、7-2、7-1、6-2、6-1、5、4-2、4-1等煤层。见副井煤系地层柱状图1。井筒的基岩段井壁采用现浇混凝土，强度等级C30。井筒640m以上为钻井法施工，基岩段为普通凿井法施工。根据矿方要求，副井井筒在破锅底以前首先对2号井壁和井筒深度-624.8-640.8 m砂岩含水层进行探放水及92煤探煤工作。2号井壁钻井时在井壁上对称预留8个探水孔，探水时打眼穿过井壁进入岩层；井筒锅底处预留2个下部砂岩岩石段探水孔。 二、水文与地质根据矿方提供的检查孔地质资料，凿井法施工副井井筒基岩段将穿过层有二叠系，穿过的煤层分别9-2、9-1、8、7-2、7-1、6-2、6-1、5、4-2、4-1等11层煤，井筒深度-624.8-640.8 m，为细砂岩、粉砂岩，为基岩段主要含水段，致密坚硬，顶部有垂向裂隙13条/m，裂面有水锈，厚度为24.9m，根据风井井筒揭露情况（9煤层顶砂岩其厚度为1.83m，涌水量为0.41 m3/h）,可根据此预测副井该砂岩涌水量514 m3/h.预计井筒最大涌水量为18 m3/h.第二章 探放水措施一、探放水根据“有疑必探，先探后掘”的原则，在副井井筒破锅底前必须首先进行探测水工作，检查涌水量大小和2号井壁注浆情况，探孔施工必须安装防喷装置，若有大量水涌出，应先进行工作面预注浆。（一）、根据矿方提供的地质报告，结合施工实际，首先利用锅底预留的检查孔和泄压孔进行探放泥浆及水。在2井壁对称预留的8个探水孔打眼并打穿井壁，检查涌水量大小，打眼时采用YT27风钻打眼，222200mm中空六角钢钎配42mm“一”字型钎头。（二）、注意安全事项：1、要打穿井壁，由于井壁内含有高压化学泥浆可能瞬间喷出，可能会伤及作业人员，因此在打眼过程中要有一定倾斜角度进行打眼。2、打探眼时要对称打眼，在打眼过程中注意涌水量大小。如果出现较大水量的异常情况,立即停止作业。3、井筒内所有设计的排水设备、吊挂管路、安全梯等应安装齐全。4、应有不少于一台正常运转的卧泵及大流量潜水泵（其流量必须大于卧泵流量）。5、吊盘距工作面不超过20米，并应固定牢稳，吊盘到迎头间必须有软梯。6、稳绞车必须预先组织专人进行全面检查，稳绞司机必须坚守岗位，检修人员不得擅自离开工作地点。7、通讯及信号照明系统必须完善，并处于完好状态。8、井下打点把钩人员应密切配合，经常互相联系，工作人员必须坚守岗位，不得擅自离开。9、地面向井下供水系统应准备完善。10、加强通风，保证新鲜风流进入迎头，瓦斯检查员不得离开迎头。11、组织有关单位和部门对井口内外的各种设备，设施进行一次全面性的安全大检查。12、采用多方位预埋孔口管，安装闸阀，通过孔口管对井壁外围探测，探眼（直径42mm）必须超过泥浆进入围岩。13、经探测，符合技术要求后，方可施工，如有问题及时关闭闸阀，进行处理。14、在打眼时，应时刻注意井壁有无泥浆涌出，以便及时进行处理。15、破井壁时若有大量泥浆涌出，人员应立即撤出，并随即向井内灌水淹井护壁。16、施工时井筒内人员不宜太多。吊桶必须在工作面，而且安全梯也必须放到工作面，以便于紧急情况下人员能顺利撤出。17、打破井壁时，工作人员头部必须配戴全封闭式护罩，钻具必须带有留绳，钻眼时每台风钻两人作业，一人操作，一人抓住留绳，防止高压泥浆顶钻伤人。二、92煤顶板砂岩探水安全技术措施井筒深度-624.8-640.8 m段探水选用ZLJ350型钻机，用三翼金刚合金片89mm无芯钻头钻进8米后下入75mm止水套管8米，用水玻璃水泥双液浆进行固管，安装76.2mm高压球阀，做耐压实验合格后，用56mm钻头进行钻进。如钻进过程中遇水，则进行工作面超前注浆封堵加固，没水则继续钻进，探92煤层。探煤时按照揭煤措施执行。1、如果现场涌水量大于30m3/h,则采取超前预注浆。2、在2井壁探放水前，技术人员和打钻人员必须亲临现场，确定探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目并向钻工交代清楚。3、井下设专人观察工作面岩石变化情况，以防突水，探水人员在作业时必须高度警惕，坚守岗位，备齐工具，随时准备控制较大涌水。5、钻进时，发现钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但是不得拔出钻杆，现场负责人立即向上级汇报，然后采取措施，进行处理。6、在井下工作面准备一台WQ-50-60-15型潜污泵，地面备用一台。通过高压软管将水排至吊桶水箱，在上层吊盘布置一台DC50-8012型卧泵，地面备用一台。通过排水管路将水排至地面。7、钻孔过程中如发现孔内显著变软或有水沿钻杆流出时，应立即停钻检查，孔内压力较大时，应马上将钻杆固定，严禁移动或拔起。8、预先规定好联络信号，将吊桶停放在不影响打钻施工的位置，以备发生突水时人员可以及时撤离现场。第三章 井壁注浆根据副井井筒基岩段地质说明书，井筒基岩段92煤层顶板砂岩段为主要含水层，涌水量在514m3/h之间，预计井筒最大涌水量18m3/h.。为了改善井筒的施工作业条件和工作环境，降低排水费用，加快建井速度，缩短建井工期，提高经济效益，探水结束时涌水量超过3m3/h进行壁后注浆和超前注浆。一、注浆方案（一）、注浆采用锦西TGZ60/210型双液注浆泵，摆放工作面，单孔注浆固管、封孔。（二）、搅拌机采用150升立式泥浆搅拌机。使用时，按照水灰比要求，根据单液水泥浆配置表，配置比例。（四） 注浆压力根据下式计算 P=P0+P式中，P为注浆压力，MPa；P0为静水压力，MPa，实测井筒注浆段静水压为0.81 MPa；P为注浆压力与静水压力之差值，注浆开始P取0.30.5 MPa；正常注浆P取0.51 MPa；注浆结束，P取2 MPa。（五） 堵水范围，预计净井壁后4m圈径，则=（R12R02）h=3.14（8.652-4.652）27=4512.5m3式中，R1荒半径 R0净半径 h段高（六）浆液注入量，根据下式计算Q=a m3式中：Q浆液注入量，m3a浆液损失系数，取1.1需要固结或充填的体积，m3岩层裂隙率，中、粗砂岩岩层，取3% 则 Q=1.14512.50.03=135.m3水泥量：水灰比按平均1：1计算，则需要水泥104.1t。二、注浆工艺原理利用注浆泵把搅拌好的浆液（单液、双液）经过各注浆孔压送到含水岩层裂隙中，随着浆液的充填凝固，在井筒周圈形成不透水的注浆壁，达到封水、堵水目的。注浆工艺流程，见附图二。水水水玻璃专用桶溜灰管搅拌桶水泥储水玻璃桶储浆桶注浆泵输水玻璃管输水泥浆管压力表孔口混合器注浆孔第四章 注浆主要机具及材料（一）主要机具：（1）TGZ-60/210型高压双液调整注浆泵，一台布置在吊盘的下层盘上；（2）0.8M3水泥浆搅拌桶一台,布置在井口；(3)闸阀、球阀、压力表、耐高压胶管；气腿式7655型凿岩机2台，配以42mm字形钻头，钻杆长1.8m，另配有少量2.5m3m长钻杆。（5）马牙扣形注浆管，为1.2寸无缝钢管，长600mm，管端加工成长240mm马牙扣，管尾焊有1寸联接丝扣的扣头，在井壁外露50mm。个别注浆管长1.8m2m。（二）注浆期间，利用伞钻的2寸供水管作为溜灰管将井口搅拌好的水泥浆输送到吊盘上的水泥浆桶内，利用2m3吊桶内的专用水玻璃桶将水玻璃运至井内吊盘上。二层吊盘只保留副提的提升口，主提孔口封闭，注浆设备及作业人员均在下层盘上。（三）注浆材料及配比注浆采用CS（水泥水玻璃）双液浆，水泥采用Po.42.5普通硅酸盐水泥，水玻璃采用模数3.23.4，5056Be水玻璃，同时加水稀释至3540Be，采用CS（水泥水玻璃）双液浆时，水泥浆的水灰比（重量比）为1.25：10.6：1先稀后浓，水泥浆和水玻璃的体积配比为1：0.30.4。第五章 注浆前的准备工作（一）首先，进行压水试验，查清井壁出水裂隙的特征和出水情况，采用糊缝和埋设注浆管的措施。井壁出水小裂缝，则糊缝；井壁出水大裂缝，则埋设注浆管后，再糊缝。（二）井壁糊缝。在井壁缝隙处，首先塞置棉线，打入木楔，并用1：11：0.5的水泥水玻璃胶泥封堵，将缝隙糊好。胶泥一般采用模数2.42.8的51Be水玻璃及Po.42.5的硅酸盐水泥，调制均匀呈胶泥状。（三）埋设注浆管。用7655凿岩机按布孔要求（深度、角度）在井壁上钻孔，然后埋设注浆管，埋设要牢固可靠，注浆时不顶出、不跑浆。在井壁上钻好孔后，在马牙扣形注浆管的马牙扣处缠以沾铅油的麻，给注浆管戴帽后，轻轻打入孔内，管子外露50mm，最后用水泥水玻璃胶泥将孔口周围封闭。（四）压染色水试验。注浆管埋设后，即可进行注浆设备、输送管路及孔口注浆管的连接，进行染色水试验，进一步了解孔与孔或孔与裂隙间的贯通情况，借助注染色水的窜出时间和范围来确定浆液类型，配方浓度，泵量和凝胶时间等参数，并对井壁新漏水点加以处理。第六章 注浆作业操作要点（1）水泥搅拌桶布置在井口，机械搅拌，严禁人工搅拌，搅拌好的水泥浆通过井内2寸输浆管（伞钻打眼的供水管）输送到吊盘的下层盘上的水泥浆储备桶，清水桶布置在吊盘下层盘上、下层盘的喇叭口拆除后，将孔口用双层木板盖严。水玻璃用吊桶内的水玻璃专用桶进行输送。（2）准备注浆的各孔，都要上好阀门，安上混合器并连接输浆管路系统。（3）管路系统连接好后，要关闭进浆阀门，打开各管路阀门，开泵用清水试压。（4）注浆管路系统的耐压试验，要满足终压要求，以保证注浆泵安全运转。注浆泵的泵量、泵压的操作装置要灵活可靠，以保证水泥浆、水玻璃二种浆液按比例混合进行注浆。（5）用压力表测定注浆孔的出水压力和注浆孔的吸水量，核定岩层的渗透性，据此配置浆液的起始浓度，确定浆液注入量。压力试验宜进行1020分钟，大裂缝岩层中可取较短的试压时间，目的是用清水冲开岩层裂隙中炮后残余的岩粉，疏通过浆通道。（6）将配制好的颜色水，用注浆泵压入注浆孔，仔细观察其周围井壁流出颜色水情况，以此核定井壁后的水力连通情况。（7）注浆前，按选定的配方及用量配制浆液。水泥浆液的浓度，一般先稀后浓，当浆液在岩层裂隙中沉析，充填阶段时，若压力不足，进浆量不减时，应逐级加大浆液浓度，反之，若压力上升快，应依次降低浆液浓度。（8）水泥水玻璃双液注浆时，先开水玻璃泵，后开水泥泵；停泵时，则相反。（9）经常观测进浆量。在注浆过程中，若发现波浪式上升现象，吸浆量相应减少，预计达到终压，而不影响浆液注入量，说明注浆情况理想，可不必调整浆液浓度。若经加大浆液浓度，注浆量已达到预计注入量，但仍然吸浆量很大时，应采取停停注注，注注停停的方法，让浆液在岩层裂隙中沉析，充填后再注，严防浆液扩散过远。（10）注浆时，设专人观察压力变化和检查管路是否堵塞。（11）注浆时要有专人记录浆液消耗量，注浆时间及注浆压力等数据。（12）每孔注浆结束后，使浆液凝固半小时以上，孔口压力表的压力，降到0.1 MPa以下时，方可拆除孔口管的连接装置，以免发生喷浆事故。（13）制定防护措施和施工安全技术措施。（14）注浆终压终量达到并持续一定时间后，关闭注浆孔口的球阀，对注浆泵和管路进行清洗。（15）全部注浆结束后，应将井壁外露的注浆管切除。第七章 注浆效果评价（一）注浆观测与记录注浆工程是隐蔽工程，看不见、摸不着。从打眼到注浆结束，全过程的每一个环节，都要进行观测与记录，便于随时对注浆情况进行分析，工程质量进行鉴定。其观测记录内容有：（1）注浆前的井筒涌水情况；（2）注浆孔钻进施工情况，每个孔的角度、深度岩层裂隙发育情况，涌水情况，静水压力等；（3）每个注浆孔压水试验时的吸水量，连通情况。浆液起始及终结的浓度，进浆量、注浆压力变化情况，终压、终量。（4）注浆结束后，井壁涌水情况。要设计出详细的表格，每小班由记录员负责认真填写。（二）注浆结束标准（1）注浆孔达到比静水压力大2 MPa的注浆压力，并持续30min，不再进浆或进浆很少，即可结束该孔注浆。（2）每段注浆后，无水眼，所注范围内淋水不明显。（三）注浆验收标准注浆后井筒注浆段，井壁无水眼，井筒无明显淋水。合格：井壁无集中出水点，或成片渗漏水。优良：封堵严密，无渗漏水。第八章 劳动组织，注浆作业劳动组织见下表。 工种小班人数全天人数备注井口信号工26井口制浆工412兼井口把钩井下信号工26井下开注浆泵工13井下造孔、注浆工39电修工13井下记录员13班长13小计1545说明：1、注浆作业为昼夜三班作业，每班工作八小时。 2、本表仅为直接从事注浆作业人员。第九章 注浆施工安全技术措施 （1）成立注浆领导小组，经常召开会议，及时研究、分析、处理注浆问题，以保证注浆工作顺利进行。（2）注浆有关人员（包括打眼工、司泵工、配料制浆工、记录员、搅拌桶司机、注浆工、机电工等）必须经过安全技术培训，并进行理论和实际操作考核，合格后才准持证上岗，严守工作岗位，现场交接班。（3）注浆前，认真贯彻注浆施工安全技术措施，并留有贯彻记录，被贯彻人员必须签字留名。（4）注浆前，应将注浆检修完好，并检查管路连接系统是否正确，注浆管是否埋设牢固。（5）井内的输浆管要连接紧密，吊挂可靠，防止跑浆及坠落。（6）吊盘起落要平稳，吊盘四周封口要严密，下层盘的喇叭口拆除后，孔口要用70mm以上厚度的双层木板交错铺严，防止坠物伤人。（7）盘上工作人员必须佩戴安全带，系在牢固可靠的构件上。（8）记录员详细记录表压及吸浆量，及时调整浆液配比，发现问题及时汇报。（9）泵工要能准确，熟练的启动开、停泵程序。（10）注浆前，要对管路系统做耐压试验，检查管路上的所有接头、法兰、阀门、及管件的耐压能力，如有不符合要求的及时更换，直到符合要求为止。（11）注浆期间，要设专人观察井壁、阀门、注浆管周围是否跑浆，发现跑浆，立即