回风立井井筒注浆施工技术及安全措施

回风立井井筒注浆施工技术及安全回风立井井筒注浆施工技术及安全 措施措施 一 工程概况一 工程概况 由浙江中宇潞阳瑞龙项目部承建的潞阳瑞龙公司回风立井井筒现已成井至 226m 工作面垂深 226m 2012 年 4 月 25 日 17 时 在对工作面进行边探边掘的 施工过程中 钻孔出现涌水 经监理部 矿方地测部派专人下井实测 涌水量 为 10 2m3 h 井筒施工已无法正常进行 为此 项目部在抓紧时间排水的同时 与矿方协商沟通后 确定采用提前注浆措施治水 达到提前封堵 k2 上灰岩裂隙 水目的 为了安全有效顺利地完成本次注浆工作 特编制本次注浆施工技术安 全措施 二 地质及水文地质概况二 地质及水文地质概况 1 地质概况 目前井筒施工到 上统太原组 c3t 该组地质概况为 自 k1砂岩底至 k7砂岩底 连续沉积于下伏本溪组地层之上 属海陆交互相沉积 与下伏地层 整合接触 为全井田主要含煤地层之一 厚 93 76 132 35m 平均 129 03m 由 灰黑色泥岩 砂质泥岩 灰白色砂岩 3 5 层石灰岩及 12 层煤组成 灰岩一 般为 4 层 层位稳定 可作为良好标志 自下而上编号为 k2 下 k2 k3 k4 本次注浆主要封堵该组岩裂隙水 2 水文地质概况 本次探水孔涌水为基岩段掘砌以来第一次出水 井筒实测地层与井筒预测地柱 状图地层基本相符 但通过实际涌水量来看 岩层含水层涌水量与提供的涌水 量差别较大 根据经验公式 取两倍的钻孔涌水量为井筒预计涌水量 即 井 筒涌水量 q 20 4m3 h 三 注浆布孔及深度三 注浆布孔及深度 考虑水文地质条件和现有的设备 能力 以及其它经济效益 时间及工期 本 次注浆采用提前在工作面直接堵漏注浆 利用岩帽注浆 由于井筒到底的深度 还剩 44m 而伞钻钻孔能力为 6m 因此 注浆施工按照 每次施工工作面向下 推进 4m 之后 在井筒荒径轮廓内周边眼位置布孔 钻孔向外倾斜 径向倾角为 5o 10o 孔深 3500mm 以保证在井筒荒径轮廓线之外形成一定厚度的注浆壁 钻孔深度根据含水层的厚度及设备能力 采用边探边掘 边注浆的施工方法通 过 四 注浆参数四 注浆参数 1 根据第一次出水后的实测静水压力为 19 2kg cm2 来确定本次注浆的压力 注浆压力取静水压力的 1 5 倍 即 28 8kg cm2 2 注浆孔数 n d 2a l 式中 d 井筒荒径 m d 5 8m a 注浆孔与井壁距离 a 取 0 1m l 注浆间距 设计为 3m 代入上式得注浆孔数 n 5 86 个 取 6 个 3 浆液注入量 q a r2h m 式中 q 浆液注入量 m3 a 浆液消耗系数 取 1 5 r 浆液有效扩散半径 设计扩散距离为 3m 钻孔至井中的距离为 3m 有效扩 散半径为 3m 3m 6m h 注浆段总高度 取 44m 岩层裂隙率 取 2 浆液充填系数 取 0 85 m 结石率 取 85 代入上式得 q 149 21m3 需用水泥 149 21 0 75 111 9 吨 五 注浆孔施工五 注浆孔施工 用 yt 28 型钻机 配中空六方钢钎 1 5m 42mm 一 字形合金钻头造孔钻 进 一直钻至 3 5m 深 若水大或因塌孔钻不到底时 可提前停钻 紧接着埋入 42mm 一头车有马牙扣的注浆管 注浆管外缠上麻丝 顶端安装球阀 以便放 水或注浆 六 注浆作业六 注浆作业 首先打设止浆垫 厚度为 1 米的混凝土 然后打设注浆孔 根据现场实际情况 可采取壁后注浆 注浆孔为每模均匀布置 8 个 注浆工艺 注浆泵采用 kby 50 70 型双液注浆泵 拌浆采用 hjb 型搅拌机 配置一个水泥 浆池 一个水玻璃浆池 一个清水桶 浆液类型 浆液采用新鲜的 p o 42 5r 水泥单液浆为主 各孔注浆结束前采用水泥和玻璃 水双液浆封孔 玻璃水选用模数 2 3 3 4 浓度 30 40be 压水 各孔注浆前 要压入 10 20min 清水 目的是冲洗裂隙通道中的充填物 提高 浆液结石体与裂隙面的粘结强度 另外 也可根据此检查各管路的漏水情况 浆液的调配 浆液的浓度一般选用 2 1 1 25 1 1 1 0 8 1 选择水泥 玻璃水液浆时 玻璃 水与水泥浆的体积比为 1 1 0 4 1 初期注浆的浆液浓度根据压水时的压力及压水量合理选择 当压力不变 连续 注入 30min 吸浆量不变 可适当调浓浆液 反之 压力上值很快时 可适当 调稀浆液浓度 当压力缓缓上升 吸浆量逐渐减少 一直达到终压按结束注浆 标准结束 七 结束注浆七 结束注浆 正常情况下 注浆压力由小逐渐增大 注浆流量由大到小 当注浆压力达到设 计的泵压时 注浆流量小于 50l min 且稳定 20min 即可结束注浆 特殊情况下 在大裂隙岩层注浆 经浆液浓度变换 仍达不到终压与终量的标 准时 要采用间歇法注浆 直至符合上述结束标准 对于细小裂隙注浆 当注 2 1 1 5 1 稀浆 压力仍上升很快 而吸浆量迅速减 少时 可进行预处理 即先压水 1m3左右 接着压注 0 5m3左右 30 40be 水 玻璃 紧接着再压注 0 5 1m3清水 并注浆 八 井筒开挖条件八 井筒开挖条件 井筒注浆达到结束标准后 经分析注浆资料 注浆质量确认达到注浆效果后方 准恢复掘进 分析注浆堵水效果主要依据以下资料 a 注浆终压与终量 必须符合其规定的标准 b 浆液的注入量基本符合设计的数据 c 要求先施工井中 en 向注浆孔 井中 ws 向最后一个注浆孔作为注浆结束前放 水试验孔 要求该孔剩余涌水量不于 0 5m3 h d 要求各个注浆孔孔间距尽量相等 以保证形成所要求的注浆壁厚度 e 井筒施工的排水系统随时都处于完好状态 如工作面一旦涌水 排水系统能 立即投入正常运转 九 注浆施工质量及安全技术措施九 注浆施工质量及安全技术措施 1 注浆材料要有质保书 化验单 不符合技术要求的材料不准使用 2 浆液中不得混入纸片及水泥硬块 以防堵塞管路 3 岩石裂隙中注浆 先期注浆孔注浆量大 后期注浆孔注入量小 因此 一定 要保证先期注浆孔的施工质量 4 注浆过程中 要设专人观察注浆压力和吸浆量的变化情况 发现异常现象即 时采取措施处理 5 注浆过程中 技术员要紧跟至现场 指导钻孔和注浆施工 收集第一手资料 并对收集的资料 即时整理分析 便于指导下一步施工 提出调整或修改注浆 参数参考意见 评价注浆效果 6 注浆设备试运转 注浆机具及管路系统要满足设计的最大注浆压力和流量的 要求 注浆泵流量的调节装置 测试仪表及除尘设备等要使用可靠 7 下止浆塞及连接孔口管路 管路连接处达到不漏水 在设计最大压力条件下 维持 5 分钟不泄压为合格 8 注浆过程中 施工人员要佩戴安全防护手套 眼镜 9 注浆期间 设专人观察上部井壁是否有漏水漏浆现象 发现异常 立即停注 10 施工人员严格按照操作规程操作注浆用机械 设备 11 各辅助系统运转按回风立井施工要求及 回风立井作业规程 执行 12 其它安全措施执行 煤矿安全规程 的有关规定 十 劳动组织十 劳动组织 采用三八作业制 每小班人员安排如下 1 打钻 井下 跟班队长 1 人 井上 电修工兼井下 班长 1 人 电工 1 人 机手 2 人 维修工 1 人 信号工 1 人 把钩工 1 人 泵工 1 人 信号工 1 人 坐盘 1 人 绞车司机 2 人 看阀门 1 人 合计 6 人 合计 8 人 总计每小班 14 人 2 注浆 井下 井上 电修工兼井下 跟班队长 1 人 搬运 2 人 班长 1 人 电修工 1 人 注浆工 3 人 信号工 1 人 搅拌 2 人 绞车司机 2 人 井观测 1 人 看水龙头 1 人 信号工 1 人 合计 7 人 坐盘 1 人 泵工 2 人 看水龙头 1 人 合计 13 人 总计每小班 20 人 跟班人员 不包括项目部管理人员 项目部领导 1 人 技术员 1 人 队长 1 人 十一 材料 机具准备十一 材料 机具准备 序号名称规格 型号单位数量 1 普硅水泥 p o 42 5 吨 112 2 水玻璃模数 2 3 3 4 浓度 30 40be 吨 56 3 高压球阀 42m