工作面预注浆技术在山阳煤矿副井井筒.doc

工作面预注浆技术在山阳煤矿副井井筒施工中的应用陈理荣 陕煤化建设集团山阳煤矿，陕西西安，710021；摘要：山阳煤矿回风立井井筒掘进到214m深时，工作面开始涌水，涌水量54.886m3h，无法进行掘进。根据对涌水情况和地质条件的分析，决定采用工作面预注浆技术治理涌水。经工作面预注浆，井筒涌水量降到了5m3h，取得了良好的效果。关键词：工作面预注浆；立井井筒；止浆垫1工程概况山阳煤矿位于陕西省合阳县王村镇境内，设计生产能力300Mta，立井开拓方式，布置主、副、风3个立井井筒。采用普通法施工。风井井筒掘进到214m深时，工作面开始涌水，涌水量54.886m3h，无法进行掘进。根据涌水情况和地质条件，决定采用工作面预注浆技术治理井筒涌水。2地质、水文地质概况风井井筒穿过的第四系冲积层厚675m，有多层砂、砾石层，含水丰富；基岩为侏罗系地层，以砂岩、泥岩为主，局部地层含水，属弱富水性含水层。主、副井之间有F。断层穿过。3工作面预注浆施工风井井筒基岩段没有强含水层，井筒掘进时遇到的涌水，可能是地面钻孔等局部导水造成的；或是局部地层含水，断层破碎带导水所致。经研究，决定采用工作面预注浆技术治理井筒涌水。(1)注浆段高工作面预注浆段高一般为5080m。考虑到风井井筒483。45m深，注浆段设计深度应超过井底水窝10m，确定注浆段高为86m。(2)注浆孔布置工作面注浆孔布置圈径为65m，均匀布置14个孔，孔间距14m左右，孔口距井壁1m，钻孔向外倾斜6。，孔底落点超出井筒荒径4Om左右。钻孔直径75mm。钻孔平面布置见附图。附图井筒工作面注浆孔平面布置(3)止浆垫设计止浆垫要能承受注浆压力，不漏水、不漏浆。根据地下水压力(按2oMPa考虑)，设计注浆终压为5oMPa。止浆垫厚度确定为2m，混凝土强度等级为C30，一次浇筑完成。在止浆垫下用碎石铺1层厚15m左右的滤水层，以便在止浆垫施工和养护期间排出工作面涌水。保证止浆垫施工质量。滤水层上部做成锅底状，周围高出中心O5m左右。为便于在滤水层中放置潜水泵，在滤水层和止浆垫中预埋1根直径400mm的钢管做排水管，长48m。在其下部15m长范围内的管壁上钻孔，作为进水孔；其上部高出止浆垫混凝土上表面300mm，顶部焊接法兰盘。(4)预埋孔口管和滤水层注浆管孔口管共12根，用108mm无缝钢管加工，长2Om，一端焊接法兰盘。施工止浆垫时，预埋孔口管，埋入深度16m，外露400mm。滤水层注浆管共4根，长44m，直径254mm，一端加工管螺纹(准备安装注浆管路)，垂直埋到滤水层和止浆垫中，上部露出400mm。(5) 井壁壁后及滤水层注浆(6) 注浆前，先对止浆垫周围井壁进行壁后注浆，防止注浆时浆液上窜。用气动凿岩机在井壁上打孔，要穿透井壁。钻孔打好后，在孔中固定直径254mm、长500mm的注浆管，一端带马牙扣，一端带螺纹。止浆垫混凝土养护7d后，停止抽水，提出潜水泵，封闭所有预埋管，观察止浆垫及井壁漏水情况。确认无漏水部位，止浆垫起到止水作用后，方可开始注浆孔钻进工作。(6)注浆顺序12个预注浆孔分为两组，隔孔施工。无水时继续钻进；涌水较大时，即可开始注浆。每孔分3段注浆。最后几个孔若还有较大涌水，可根据具体情况，在其附近补打注浆孔。(7)注浆材料注浆材料以单液水泥浆为主。漏浆严重或注浆量较大时，采用水泥一水玻璃双液浆。用P0425水泥配制浆液，水泥浆水灰比为O8：115：1，以1：1为主。双液浆配制用钠质水玻璃，浓度为3040Be，模数2832。(8)注浆结束标准各注浆孔的注浆压力达到终压(5OMPa)，注入量小于30Lmin时，可结束注浆。(9)主要施工设备在工作面以上2m处搭设钢架结构钻机平台，上铺木板，便于钻进作业；平台上布置TXU一75型钻机2台。地面布置L200型立式搅拌机1台，浆液到井下搅拌。吊盘上布置KBY一50120及Bw150型注浆泵2台。用双液浆注浆时，水玻璃桶存放在吊盘上。钻孔期间，要预备排水设备，以防钻孔突水。4施工中遇到的问题及解决方法10号钻孔多次发生卡钻埋钻，说明该孔所穿岩层破碎。3号钻孑L施工中，冲洗液全部漏掉，并有掉钻现象(2728m之间掉钻O3m)，怀疑该地层中有较大的过水通道。针对以上两孔施工中出现的问题，采取了控制注浆措施，单次注浆量不超过20m3，并增加复注次数和注浆量，同时每次都对注浆压力进行分析对比。3号和12号孔最终注浆量分别为585m3和13165m3，远远超过其他钻孔的注浆量。5注浆效果山阳风井井筒工作面预注浆于2010一06一16开始施工止浆垫，至7月7日注浆结束，历时21d。共完成钻孔工程量960m，累计消耗水泥223t、水玻璃12.3t，工业盐1.12T。止浆垫以上施工了两排壁后注浆孔，共29个，消耗水泥2.6t、水玻璃2.4t。止浆垫下部的滤水层充填注浆，消耗水泥220.6t、工业盐1.12t。12个工作面预注浆孔累计消耗水泥223t。注浆施工结束后，进行井筒开挖，实测井筒剩余涌水量仅为5m3，达到了堵水的目的。实践证明，采用工作面预注浆技术通过含水岩层，经济合理，安全可靠，可取得良好的技术经济效果。浆液注入量可按下式