郭屯马头门注浆措施

1、郭屯矿井副井马头门探水注浆施工技术安全措施编制单位:中煤五公司三处第五项目部编制时间: 2007年4月4日措施编制:安全经理:技术经理:项目经理:措施审核:郭屯矿井副井马头门探水注浆施工技术安全措施一、工程概况 郭屯矿副井井筒设计全深883m，井筒净直径6.5m。由于井筒在揭露M7含水层时出水，测得水量为89.6m3/h，为利于马头门注浆施工，在保证排水系统完好、施工时仍遵循“先探后掘”原则的前提下强行通过了该含水层，目前井筒已成井至-861.8m，现进行马头门止浆墙加固注浆施工准备。为保证马头门注浆施工安全顺利，特编制本措施以指导施工。本段井壁特征见下表部位（m）段高（m）壁厚（mm）砼强度

2、等级支护形式-841-842.31.3550C35单层钢筋（双层）混凝土-842.3-846.34.01000C50单层钢筋（双层）混凝土-846.3-8558.71000C50单层素混凝土-855-8583.01000C50单层钢筋（双层）混凝土-858 -861.83.8500C50单层素混凝土二、地质及水文地质概况 从实际地层揭露情况看，M7含水层上部为一层粉砂岩，厚度为7m，颜色灰色，块状，裂隙发育，上部见植物叶片化石，下部含细粒砂质，分布不均，隐水平层理，见炭质包体。从井筒实际地层揭露施工情况看，M7含水层岩性为细砂岩，厚度约为5m，起止深度为-849 m-854m，灰色，以石英为主

3、，长石云母次之，分选性差，钙质胶结，垂直裂隙发育，方解石充填，少许钙质包体，水平层理。M7含水层地面预注浆前水量135.45m3/h，实际揭露M7含水层时水量约89.6 m3/h。M7含水层下部为一层泥岩，厚度约13m，黑色，松散，不完整，没有裂隙发育，局部有挤压现象。从施工揭露地层情况看，M7含水层为南北走向，地层倾角10°左右。实际揭露地层柱状见下表实际揭露地层柱状表名称层厚（m）累厚（m）岩性描述泥岩20.5842.0上部深灰色紫斑、块状，断口平坦，偶见裂隙，性脆，易碎，下部灰色，裂隙局部发育，见滑面，含较多粉砂质。粉砂岩2.0844.0灰色、块状，裂隙发育，见植物叶片化石。细

4、砂岩1.5845.5灰色，块状，以石英为主，少量长石，裂隙发育。粉砂岩3.5849.0灰色、块状，含细纱质分布不均，水平层理，下部裂隙较发育，见炭质包体。细砂岩4.3853.3灰色，以石英为主，长石云母次之，分选差，钙质胶结，垂直裂隙发育，方解石充填，少许泥质包体，水平层理。泥岩853.3m向下深灰色夹少许紫斑、块状，断口平坦，滑面发育，局部裂隙发育，含粉砂。三、施工方案及步骤马头门注浆施工分为两部分：首先是马头门止浆墙加固注浆。利用本次施工的-842.3 m-861.8m段井筒井壁作为马头门止浆墙，在探水注浆工作盘上对止浆墙采用上封下截中间堵的注浆方式进行加固注浆。其次是马头门注浆。利用探水

5、注浆工作盘按照设计的钻孔方位、倾角固定好潜孔钻机，然后利用模板绳起落来调整工作盘高度，（在掘进时将M7含水层在马头门两侧实际埋深找准，并根据施工管子道和梯子间时投放到井筒内的井筒十字线，将钻孔位置准确标定在井壁上）。当工作盘调整适当高度后，用木楔将工作盘固定牢固，采用潜孔钻机在井壁上施工探水注浆孔，然后根据设计要求进行注浆。注浆时，地面设注浆站，通过地面注浆泵和井壁吊挂无缝钢管，将地面搅拌好的水泥浆液压入注浆孔含水层裂隙中。四、马头门止浆墙加固注浆 1、施工方法及注浆设计井筒停止掘砌后，将工作面浮矸清完在模板上口搭架子进行探水注浆工作盘组装（探水注浆工作盘安装措施另行编制），探水注浆工作盘采用

6、四根模板绳悬吊，打钻注浆工作均在探水注浆工作盘上进行。利用本次施工的-842.3 m-861.8m段井筒井壁作为马头门止浆墙，对止浆墙采用上封下截中间堵的注浆方式进行加固注浆。采用YTP-26型手抱钻配42mm或45mm钻头打眼，孔深2.05.0m，埋设1.2或1.5孔口管（长度1.04.0m）作为注浆孔口管，埋孔前，将麻丝涂以铅油缠绕注浆管，然后砸入孔内并用推进器将其推到位，注浆管外露长度50mm。 注浆孔布置在止浆墙出水点附近0.5m1.0m，对于接茬出水，注浆孔应布置在接茬上或下0.4m0.5m处找水。为避免下部马头门注浆用孔口管与本次注浆用孔口管相冲突，在布孔前将马头门注浆孔位置在止浆

7、墙上作出标记，打眼时避开。注浆孔深度封水时取2.0 3.0m，待止浆墙出水点全部封堵结束后，在将注浆深度延伸至5.0m，进行止浆墙后围岩加固注浆。采用ZTGZ-60/210型电动注浆泵对止浆墙出水点进行注浆，封堵止浆墙渗漏水，充填止浆墙后围岩裂隙，形成封水帷幕，切断水源达到堵水加固的目的。注浆最大压力为1.5倍静水压。浆液根据出水点水量大小采用以单液浆为主（水灰比1.5：10.6：1）；水泥-水玻璃双液浆相结合的注浆方式进行，遇接茬跑浆或泄压孔（导水管可兼做泄压孔）返浆时注双液浆进行封堵，注双液浆时，水泥浆水灰比为1.5：10.6：1，水玻璃与水泥浆体积比为：0.3：11：1。若碰到注浆压力大

8、的细小裂隙时可直接用改性尿醛树脂化学浆液进行封堵。2、注浆顺序 1）在探水注浆工作盘上对止浆墙采用上封下截中间堵的注浆方式进行加固注浆，布孔方式及布孔数量根据现场情况确定。 2）钻孔布设：由专人用风钻按照现场管理人员或有经验的注浆工指定的孔位打眼，眼深2.05.0m，采用三花或五花眼布置。该段井壁设计壁厚为1000mm，考虑到局部超挖及扩大浆液扩散范围，必要时可根据现场情况来决定钻孔深度。遇到漏水量较大的接茬缝处或集中出水点可适当加大钻孔密度每隔24m一个孔，上下排呈交错布置，以上钻孔视现场情况选择钻注，并适当加减孔。若造孔后孔内无水不埋管，但必须用砂浆灌实，以防日后孔内漏水。 3）注浆管埋设

9、：开孔后，将预先加工好的注浆孔口管马牙扣端缠上麻丝，抹上铅油，丝扣端上好管套，用大锤将注浆管砸入孔内并用推进器将其推到位，管套拧下，将球阀安装到注浆孔口管的丝头上。注浆前，先压水试验，球阀与高压混合器接好后，开动注浆泵用清水冲孔，并作耐压试验。4） 注浆作业：将吸浆管和吸水玻璃管拧紧上牢并分别放在水泥浆及水玻璃储浆桶内，按照设计好的浆液配比，利用供液阀门调整好流量，可进行注浆工作。注浆过程中，视压力情况，随时调整水泥浆浓度。如止浆墙跑浆量较大，可采用间歇式注浆，但间歇的时间不宜过长。每个孔注浆结束后，必须用清水冲洗净注浆管路，吸水泥浆管和吸水玻璃管做好标记，以防混用。3、注意事项 1） 注浆管

10、安好阀门，安好混合器，并联接好输浆管路系统。 2） 管路系统联接好后，关闭进浆阀门，打开各管路开泵用清水试压，达到1.2倍的注浆终压持续10分钟无跑水现象即为合格。 3） 安装压力表，测定静水压力，最后确定注浆压力。 4）注浆时，设专人观察井壁有无跑浆现象。 5）注单液浆时，若压力不升，进浆不减时，应逐渐加大浓度；反之，若压力上升快，进浆量减慢时，应依次降低浆液浓度，每更换一次，浆液浓度一般持续20分钟。 6）停泵后应及时压清水，冲洗管路和器具。 7）注浆结束标准：注浆结束后，井壁无明显的集中出水点。 4、施工安全措施1）注浆管埋设要牢固，管壁与孔壁之间要充填密实，以防喷浆。钻孔周围的井壁裂缝

11、进行糊缝处理，埋设导水管（兼作注浆管），用水泥水玻璃胶泥充填。 2）调制双液浆时要戴防护手套，水玻璃接触皮肤应立即用清水冲洗。 3）注浆时应控制注浆泵压力，由小到大，采取边注浆边观察注浆管及井壁变化情况，如发现异常情况及时停泵进行处理。 4）浆液容器要搭设防水棚，以防淋水稀释浆液。 5）辅助盘各器具要安放牢固整齐，在升降辅助盘时要有专人指挥，严防器具及材料掉入井中，升降后辅助盘要固定牢固，各孔口封闭严密。 6)注浆时，施工人员都必须配戴保险带，并生根在牢固的构件上（在模板绳上卡绳鼻做为保险带生根绳），注浆人员必须戴防护眼镜和防护手套。 7）严格执行立井防坠措施。 8）注浆时应设专人观察井壁，发

12、现异常立即停泵处理，发现跑浆用棉纱进行封堵。 9）注浆管前严禁站人。 10）注浆泵应有专职机工维护、操作，发现问题及时处理。 11）注双液浆时，两个吸浆管不得混合使用，严防堵塞。 12）严格控制注浆压力。 13）辅助盘上不得存放杂物，以免负荷过重。 14）严禁违章作业，违章指挥。 15）注浆期间吊盘起落频繁，应设有专人检查稳车，专人指挥，吊盘及井上信号工应及时通知绞车房做好记号，吊桶接近吊盘应缓慢行驶，以防蹲罐。 16）本次注浆在辅助盘上作业，辅助盘一定要用木板封闭严密牢固。 17）施工期间，排水用潜水泵要派专人看护，防止电缆受损伤人或喝空造成毁泵现象。 18）为防止发生辅助盘翻盘事故，组装辅

13、助盘时在其下部安装与翻模时用辅助盘同样的防翻装置。五、马头门注浆1、注浆设计1.1 注浆长度及注浆方式根据副井马头门段水文地质条件和施工长度，马头门东侧注浆长度为26m，西侧注浆长度为36m，均超出马头门两侧施工长度约10m。注浆方式采用分段前进式，前15m为第一段，剩余部分为第二段。采用90钻机配75mm钻头开孔，埋设预先缠上麻丝并抹上铅油的孔口管（外直径68mm），安装高压阀门后，用50mm钻头打眼探水注浆，注浆后的钻孔用蒙盖封好，防漏浆。在钻进过程中，当钻孔涌水量大于10m3/h时，暂停钻进，先注浆封水，钻孔水量在5m3/h以下时，恢复钻进至设计深度。1.2 注浆钻孔的布置考虑本次注浆施

14、工是在井筒内向马头门两侧注浆，空间相对较狭窄，且马头门断面较大（35.7 m259m2），因此，马头门两侧各布置15个探水注浆孔，并且针对含水层呈放射状布置，具体参数祥见副井马头门探水注浆孔平、剖面图。1.3 注浆孔施工顺序根据钻孔位置和施工方便将东西两侧钻孔分为四层，由上向下采用双孔对称交替钻注。两台钻机在对称位置上工作，钻孔与注浆交替进行，1#钻机施工东侧15个孔， 2#钻机施工西侧15个孔。第一层施工顺序： 1#钻机13#14#15#孔，2#钻机14#13#15#孔；第二层施工顺序： 1#钻机9#10#11#12#孔，2#钻机10#9#12#11#孔；第三层施工顺序： 1#钻机5#6#7

15、#8#孔，2#钻机6#5#8#7#孔；第四层施工顺序： 1#钻机1#2#3#4#孔，2#钻机2#1#4#3#孔。其中E13#、W14#孔为初检孔，主要检查水量和地层的岩性，E4#、W3#孔作为终检孔，检查本次探水注浆的质量。1.4 注浆材料及注入量本次注浆选用单液水泥浆。采用425#普通硅酸盐水泥浆液，另掺入水泥重量0.5%的食盐和0.05%的三乙醇胺作为外加剂，外加剂起速凝早强作用。 由于本段地层已进行地面预注浆，且在井筒-836m工作面探水注浆时已将马头门两侧开口处进行了探水注浆,故无法准确计算浆液注入量。2、止浆岩柱承压计算按式 B=PS/L 计算式中：B止浆岩柱厚度，m P注浆终压，M

16、Pa（取静水压的2.5倍=21.25 MPa） 过载系数，取1.2 S岩柱段面积，m2（取马头门最大荒断面积59m2） 岩石允许抗剪强度，MPa（取7.8 MPa） L巷道周边长度，m（取最大荒断面周长29.75m）得：B=6.484m 在马头门注浆前先对马头门止浆墙进行注浆加固，加固时浆液扩散半径取6m，在本次注浆时从井筒净径向马头门东、西两侧10m范围内围岩即可作为止浆岩柱，再加上井筒掘砌时的混凝土井壁，由此说，止浆岩柱可以满足本次注浆压力的要求。3、孔口管及埋设孔口管规格取68(外径)×7.5mm无缝钢管，孔口上部焊接法兰以便连接注浆阀，中下部加工成倒鱼鳞结构，孔口管长度取24

17、m。孔口管埋设时先将钻机按设计的方位、孔径、倾角固定在工作平台上，用75mm冲击钻头钻进，钻进深度以大于孔口管长度200mm为宜，用压风吹净孔内岩粉，将麻丝涂以铅油缠绕注浆管，然后砸入孔内并用推进器将其推到位，注浆管外露长度200400mm，然后用双液浆进行加固 。钻进时先用钻机扫孔，试压1.5倍静水压力，不漏即为合格，否则注双液浆加固孔口管直至合格为止。4、钻孔钻进和注浆 注浆前期采用与止浆墙加固注浆相同方式进行围岩加固注浆；待止浆墙、围岩加固好注浆压力能提高后，采用与井筒工作面注浆相同方式进行围岩加固注浆。其它参见井筒工作面探水注浆。5 打钻注意事项及注浆技术要求5.1 打钻注意事项 开钻

18、前要认真检查钻机安装的牢固性、平稳性、各部件连接是否可靠，操作手柄是否灵活，并进行钻机的试运转，确认无误后可进行钻进。 检查风压系统各管路接头是否拧紧。 钻具要拧紧，各工具及其它物品严防掉进孔内，下放和提拔钻具时，要有人指挥，确保安全。 钻杆丝扣连接时要缠白铅油麻丝。5.2 注浆技术要求 (1)注浆前对注浆材料进行试验，材料的质量应符合现行国家标准及技术条件，并找出在给定条件下浆液的最佳配比和浓度。 注浆时必须注意注浆压力和吸浆量的变化情况，及时进行相应的调整，并认真记录，每注1m3或5min记录一次泵压和泵量。发现异常情况，及时采取措施进行处理。 各工程操作人员要坚守岗位，服从统一指挥，发现

19、异常情况及时汇报，以便采取措施。 灰浆搅拌先加水后加灰。必须保证连续供浆、不得间断。每次注浆结束后，灰浆搅拌池要洗干净，无残浆、灰碴。注浆泵打开清洗、检修、试运转，待下次注浆使用。值班技术人员整理好资料，填写注浆报告单。6、主要安全措施1）严禁酒后上岗，严禁违章作业，认真做好防坠工作。2）井口下一切安全规定按井筒施工执行。3）所有施工人员都要将保险带生根牢固，防止坠落。4）在打钻过程中，应注意观察是否有顶钻、卡钻、孔喷等异常涌出情况，详细记录及时汇报、分析。5）打钻过程中随时观测工作面水位，若水量增加较快，应立即拔出钻杆，关闭阀门，测量水压，通知地面注浆。6）再开钻前，要将工作盘固定牢固，防止

20、在钻进过程中摆动。7）本次注浆属高压注浆，阀门及各管路要固定牢固，各接头要拧紧，开泵后井下工作人员要离开管路，井上人员要远离注浆泵。8）吊桶将要到达工作盘时要慢行，防止吊桶蹲到工作盘。9）放浆放水时要先打开放水三通缓慢放出,将浆液放入罐中，提到地面。10）井下工作人员必须按井下工种佩戴劳动保护用品和矿灯，其它按井下有关规定执行。11）井下两台钻机施工，拔钻杆时，要通知对方，以防碰撞。12）打钻注浆期间排水泵始终处于完好状态，并有专人值班。13）注浆时要派专人观察井壁，发现异常及时通知地面停机，防止将注坏井壁。14）施工期间，排水用潜水泵要派专人看护，防止电缆受损伤人或喝空造成毁泵现象。15）为

21、防止发生辅助盘翻盘事故，组装辅助盘时在其下部安装与翻模时用辅助盘同样的防翻装置。16）未尽事项严格执行煤矿安全规程、郭屯矿井副井井筒防坠措施等有关规定。六、工期安排及人员组织马头门止浆墙注浆加固工期为20天，马头门注浆工期为60天，总工期为80天。 人员安排见下表： 劳动组织表 序号 工 种数量 备 注1拌浆工15包括放水、放浆、倒运灰3技术员34司泵工65电工、机修工66打钻工247值班队长38绞车工129井上、下信号把钩18合 计87不包括项目部管服人员七、附表、图1、郭屯矿井副井马头门探水注浆孔参数表2、郭屯矿井副井马头门探水注浆孔布置图3、郭屯矿井副井东、西马头门探水注浆孔落点图4、郭屯矿井副井马头门探水注浆孔平面图5、郭屯矿井副井马头门探水注浆孔剖面图6、郭屯矿井副井井筒避灾路线图中煤五公司三处第五项目部2007年4月4日郭屯矿井副井马头门探水注浆孔参数表钻孔号钻孔方位角（°）钻孔径向角（°）钻孔深度（m）终孔超出施工长度的距离（m）终孔超出掘进荒径的距离（m）E1#83-19100-027.