竖井井筒预注浆方案

1、1.编制依据（1） 最新矿山井巷工程施工综合技术与标准规范使用手册（2） 简明建井工程手册（下册）（3） 煤矿井巷工程施工规范（4） 煤矿安全规程（5） 竖井相关地质资料2.工程概况竖井深611.8m，净直径5.5m，井口高程127.5m，底高程-484.3m。高程127.5m117m段为钢筋混凝土，壁厚1000mm；高程117m93m、-449.14m-484.3m段为钢筋混凝土，壁厚500mm；高程93m-449.14m段为素混凝土，壁厚350mm。混凝土强度等级C40，抗渗等级S8。截止到2016年1月1日，竖井井筒掘进至高程-117.5m，掘进总高245m，混凝土衬砌至高程-114m，

2、衬砌总高241.5m。因竖井涌水较大，无法正常施工，为改善施工条件、确保施工安全、加快施工进度、提高工程质量，决定对竖井井筒进行工作面预注浆，特编制本施工技术方案。3.地质概况根据前期详勘报告及实际揭露地质情况，当前工作面至井筒400米之间发育多条小的断层和挤压面，节理面张开，张开度15mm，裂隙为竖直贯通裂隙，涌水量较大；400米以下岩石比较致密，涌水量较小。4.施工布置4.1供电布置由地面两台1000kw、一台1120kw柴油发电机组发电，供地面大绞车、压风机、制浆机等设备使用，并通过一条75mm2的电缆供井下用电设备使用。4.2给、排水布置给水：井下用水由地面提供，在井筒内单独铺设一条供

3、水管，供水管由2吋无缝钢管两端焊接法兰盘连接而成。排水：工作面使用两台功率5.5kw、流量30m3/h、扬程35m的BQS30-35-5.5型矿用隔爆型排沙电泵+一台风泵将井壁淋水、钻孔涌水、打钻用水通过50mm高压软管抽至吊盘上水箱中；吊盘上水箱中的水使用功率200kw、流量80 m3/h、扬程400m的BQS80-400/7-200/N型矿用隔爆型潜水排沙电泵通过沿井壁铺设的4吋钢管排至地面。4.3供风系统地面一台40m3压风机将高压风通过井筒内铺设的风管送入井下，供钻机用。4.4通风系统利用井架上230kw局扇通过800mm风筒将地面新鲜风送至井下工作面。4.5通信系统在工作面安装一部防

4、爆电话及4部对讲机，保证与地面调度室、信号房、绞车房等机构通信畅通、顺利。 4.6施工设备配备表4-1 主要施工设备配备表序号设备名称规格型号数量用 途备注1潜孔钻机MKQJ120/402工作面钻孔2注浆泵2TGZ60/2102注浆3双桶搅拌机180L1制水泥浆4制浆机UJZ200A1制水泥浆备用5制浆机UJZ400A1制水泥浆备用6矿用隔爆型潜水排沙电泵BQS30-35-5.54工作面排水两用两备7风泵2工作面排水一用一备8矿用隔爆型潜水排沙电泵BQS80-400/7-200/N2吊盘水箱排水一用一备表4-2 注浆泵技术参数泵型号传动速度吸浆量（L/min）最大注浆压力MPa配用电机KW重量

5、kg外形尺寸长宽高2TGZ-60/2101速16217.51070175094511202速19183速3694速6065.施工方案（1） 将工作面浮渣清理干净，用风镐将工作面凸起位置进行整平，以便钻机安装。（2） 安装一趟供水管，一趟输浆管，两趟管路全为2吋钢管两端焊接法兰并用螺栓连接，采用16T稳车、钢丝绳进行悬吊。（3） 将钻机及操作台等相关设备下井，安装并调试完成。（4） 按照设计孔号、孔位、角度进行钻孔，每孔钻进4m，提出钻具，插入加工好的孔口管。（5） 将孔口管固定牢固，在孔口管与钻孔孔壁缝隙中插入1吋钢管，孔口管周围缝隙用进行密封，孔口管安装法兰盖进行密封。（6） 通过安装在孔口

6、管与钻孔孔壁缝隙间的1吋钢管向孔内注水泥-水玻璃双液浆进行封孔固定孔口管。（7） 浆液凝固后用钻机在孔口管中按原有深度进行扫孔，对孔口管固结质量及岩帽进行压水检查，合格后进行下一步施工。（8） 按照预埋的孔口管进行钻孔，钻孔过程中如果孔内涌水量超过5m3/h时就停钻，撤钻杆、钻头，注浆堵水，浆液凝固后继续钻孔，直至钻孔至设计深度，进行注浆、封孔。（9） 注浆孔全部注浆结束后，进行注浆效果检查。不符合设计要求时，重新进行钻孔注浆，直至达到设计预注浆效果，则本次预注浆结束。（10） 拆除注浆设备、材料，转入正常掘进、支护。向下施工8模，即36m后停止掘进。（11） 利用剩余注浆岩层作为下次工作面预

7、注浆岩帽使用，在竖井高程-277.5m，即井深达400穿过裂隙带之前，工作面预注浆工作按本方案施工，具体可根据掘进情况，可适当调整注浆孔数量、位置，以达到最好的注浆效果。6.设备安装注浆站设在井口附近，包含注浆泵、水泥浆搅拌机、储浆桶、计量仪表、清水池和注浆材料存放处等。本次工作面预注浆施工，需在井筒内铺设一条供水管路及一条输浆管路。供水管、输浆管选用50mm钢管，钢管间用法兰盘连接。两条管路通过16T稳车缠绕的钢丝绳悬吊，下端用钢丝绳在工作面固定。下放钻机、操作台、钻杆等设备、材料。大型零部件、材料可用钢丝绳吊挂在吊桶下方，其余部件、材料可直接放入吊桶，通过绞车提升送至井下工作面，安排人员在

8、井下将钻机安装并调试完成。7.孔口管埋设孔口管在钻进注浆孔时起导向作用及涌水量较大时控制水流作用，注浆时用作联接孔口装置。本次施工利用已有的注浆带作为止浆岩帽，采用后埋孔口管的方法安装、固定孔口管。注浆孔设计10个，后埋孔口管10根，工作面孔口管中心距井壁0.55m，径向倾角7.5，逆时针偏角2.5，与井筒中心线夹角7.9。孔口管在地面按照设计要求进行加工。孔口管选用4吋钢管，长度3.3m，并在外露岩帽的一端焊接上法兰盘。加工完成后并检验合格后对孔口管进行编号，利用吊桶送至井下工作面。采用一台MKQJ120/40型潜孔钻机进行钻孔，按照设计位置、角度安装、调整钻机，安装、调整完成后开始钻孔，钻

9、杆直径50mm，钻头直径133mm，钻孔孔深4m，钻孔按注浆孔孔号顺序进行。见图7-1孔口管埋设示意图。一个钻孔施工结束后，按孔号顺序施工下一钻孔，并在已钻进完成钻孔安装、固定孔口管。孔口管插入钻孔3m，外露0.3m，用木楔塞入孔口管与钻孔间缝隙进行临时固定，并在缝隙中插入一根1吋钢管，钢管上安装1吋球阀，孔口管与钻孔间缝隙用水泥-水玻璃双液浆进行封堵，孔口管安装法兰盖进行密封。通过预埋的1吋钢管向孔内注入双液浆对孔口管进行固结，注浆使整个孔内充满浆液，且注浆压力达到设计时即可结束。待孔内浆液凝固后拆除法兰盖，在孔口管上安装4吋高压阀门，准备进行后续施工工作。孔口管共10根，每根3.3m，共消

10、耗4吋钢管33m；1吋钢管10根，每根0.4m，共4.8m；4吋法兰10个，4吋法兰盖10个，4吋高压阀门10个，1吋球阀10个。图7-1 孔口管埋设示意图8.竖井井筒壁后注浆在浆液凝固期间，为减少井壁淋水对工作面施工的影响，对已衬砌井壁出水点进行壁后注浆。壁后注浆相关参数及技术要求参见竖井井筒壁后注浆措施。耐压试验孔口管内浆液凝固后，用潜孔钻机对10个孔口管进行钻孔，孔深4m，既将埋设孔口管前的钻孔重新钻出，然后对孔口管做耐压试验，耐压试验用清水，试验压力不低于注浆终压。耐压试验即检验孔口管是否埋设牢固，又可检验止浆岩帽是否满足施工需要。做耐压试验过程中如果孔口管出现松动，有被从钻孔中顶出的

11、迹象时即停止耐压试验，对该孔口管重新固定、注浆，浆液凝固后再做耐压试验，直至孔口管固结牢靠。同时，在做耐压试验时，如果工作面出现漏水现象，也要对该孔进行注浆，封堵裂隙，防止注浆过程中出现跑浆现象。经过耐压试验确保孔口管固结牢靠，且止浆岩帽无漏水现象时即可结束，转入钻孔工作。9.注浆孔施工图9-1 钻孔布置示意图注浆孔设计10个，工作面孔口中心距井壁0.4m，径向倾角7.5，逆时针偏角2.5，与井筒中心线夹角7.9。10个注浆孔沿井壁四周均匀布置，钻孔结束时孔底据井帮4.8m，孔深40m。工作面面高程-117.5m，注浆孔孔底高程-157.12m，垂深39.62m。采用两台MKQJ120/40型

12、潜孔钻机同时钻孔，钻进方法为无芯钻进，钻杆直径50mm，钻头直径90mm。将正北方注浆孔编为1#孔，然后顺时针依次编号，各孔间夹角30。钻孔顺序为1（6）#3（8）#5（10）#2（7）#4（9）。一台钻机按顺序施工1#、3#、5#、2#、4#；另一台钻机按顺序施工6#、8#、10#、7#、9#。若从开钻后连续钻进至设计孔深无水涌出，则按顺序施工其余钻孔。如果所有孔施工完毕都无水涌出，则整个预注浆施工结束。钻进下一孔的同时对上一钻孔进行注浆，封堵裂隙。若钻孔过程中，孔内涌水量超过10m3/h，则停止钻进，提出钻具，进行注浆，注浆结束标准按设计结束标准。将该出水孔钻孔孔深作为后续钻孔的钻孔孔深，

13、在该出水孔注浆时，挪移、调整钻机按照钻孔顺序钻进下一注浆孔，直至所有钻孔钻至该深度并注浆结束，再按照设计顺序向下钻进。既将该出水孔深作为一个小的施工段，进行钻孔、注浆，将该孔深以上裂隙全部进行封闭堵水。当上一出水段内钻孔全部钻进并注浆结束，孔内浆液凝结达到可以托住钻具的强度后，按设计顺序开始继续向下钻孔。钻进已注浆的孔时要慢速钻进，切勿给压，以免钻孔产生偏斜，钻进深度超过已注浆段深度后，再正常进行钻进施工。若某一孔内涌水量再次超过10m3/h时，则重复上述施工方法，直至达到设计注浆孔孔深。为防止孔内涌水量增大超出排水能力（50m3/h），钻进时必须通过安装在孔口管上的4吋高压阀门的阀腔内钻孔，

14、当遇到该况时应迅速停钻，卸下钻杆，关闭阀门。进行下一个钻孔的施工，注浆工作。钻进过程中，若因岩石破碎、塌孔等出现喷孔、抱钻等现象，造成无法钻进时，则冲孔抽钻进行注浆。每孔中孔停钻后，应加大水量冲孔30min，直到孔内岩粉基本排除为止。钻孔过程中，在工作面安设两台BQS30-35-5.5型矿用隔爆型排沙电泵和一台风泵，用以排除钻孔的回水、涌水及井壁淋水，给工作面预注浆施工提供良好环境。10.注浆施工注浆时使用水泥单液浆，选用P.O 42.5R普通硅酸盐水泥，单液水泥浆使用水灰比为2：1、1.5：1、1.25：1、1：1、0.8：1、0.6：1六个等级。封孔及封堵裂隙时采用水泥-水玻璃双液浆，水泥

15、浆浓度1.25：10.6：1，水玻璃浓度为3540泼美度，双液体积比为1：0.51：1。双液浆在地面拌制，然后通过输浆管送至工作面进行注浆。采用两台2TGZ60/210型注浆泵进行注浆工作。10.1钻孔水压与水量测定注浆前，对已打好并冲净后的钻孔进行水压及水量的测定，在空口注浆管上连接测水的压力表及阀门装置，测出最大流量及静水压力。10.2压水试验向注浆孔中压清水，冲洗岩石裂隙中的泥浆及充填物，以提高浆液结石体与岩石裂隙面的粘结强度及抗渗能力，压水时间1020min，复注压水时间2030min。根据压水试验资料，利用下式计算单位钻孔吸水量，并据此决定注入单液浆的起始浓度：q=Q/H（L/min

16、m）式中 Q压水最大压力时的流量，L/min H注浆段高，m压水方法：先用一台注浆泵压水，其流量由小逐渐增大，当钻孔耗水量大、泵的流量虽已全量，而压力仍然很低时，则可采用两台泵压水，使压力控制在比注浆终压高0.5MPa左右。每次压水试验应测定和记录注浆段高、压水流量，压水试验结束并符合要求后，立即注浆。10.3注浆压力调整由于注浆压力是随着水压的变化而变化，而水压是随着井筒深度的变化而变化。所以，注浆压力和注浆终压必须根据实际测量的水压为依据，确定注浆压力和终压的大小。当初始浓度确定之后，人为控制泵量、调整浆液浓度等使压力达到初压、正常和设计终压值。当选定初始水泥浆液浓度后，计算该浓度水泥浆从

17、地面到孔口产生的压力，若测定钻孔内水压比水泥浆在孔口产生的压力小0.5MPa以上，则初始注浆时注浆泵不再另外给压；若测定钻孔内水压比水泥浆在孔口产生的压力小0.5MPa以内或大于水泥浆在孔口产生的压力，应利用注浆泵给压，使初始注浆时孔口注浆压力比水压大0.5MPa以上。注浆段水泥浆液的注浆终压值应为静水压力的24倍。根据压水试验得出的钻孔吸水量依据下表确定浆液起始浓度，每次注浆时，水泥浆的浓度应先稀后浓逐级调节。表10-1 浆液起始浓度的确定单位钻孔吸水量L（minm）-1水泥浆液起始浓度（水：灰）水泥浆密度g/cm33.02：11.295.01.5：11.377.01.25：11.438.0

18、9.01：11.5111.00.8：11.6013.0130.6：11.7310.4浆液调配在初期注浆压力条件下，吸浆量为吸水量的80%，可视为正常，否则调浓或调稀一级。注浆过程中，当注浆压力保持不变，吸浆量随注浆时间的延续注浆减少，或当吸浆量不变而压力注浆升高时，也属于浓度适中，不需要改变浆液浓度，一直注浆达到终压结束。当连续注入某一浓度级20min后，注浆压力及吸浆量均无改变或改变不大时，可调浓一级。当注浆过程中出现压力上升很快，吸浆量减少时可调稀一级。每更换一次注浆浓度，一般持续20min。10.5结束注浆注浆终压及终量在正常条件下，每一次注浆中，注浆压力由小逐渐增大，注浆流量由大逐渐减

19、小，当注浆压力达到设计的终压，注浆终量为3040L/min时，稳定2030min即可结束注浆。在特殊条件下，在大裂隙岩层注浆，经过浆液浓度的变换，仍达不到终压与终量的标准，但又接近设计的注入量时，应暂时停注，待养护24h后复注，直至符合结束注浆标准。对于细裂隙或孔隙地层，当注2：11.5：1稀浆，压力仍上升很快而吸浆迅速减少时，可进行预处理，先压水2m3左右，然后压注12m33035泼美度水玻璃，紧接着压注12m3清水并注浆。结束注浆前，压入足量（根据管路长短确定）的清水，关闭孔口阀门，卸下孔口高压胶管。压注清水时，应通知井下准备放浆，压水停泵后，将管内残余浆液流放到吊桶内，提至地面排出。每次

20、注浆后对设备和管路都要进行检修、清洗和试运转，为下一次注浆做好准备。11.注浆效果检查注浆堵水效果，通常用井筒剩余涌水量和堵水率来表示，选择注浆孔的放水试验来检查注浆效果。所有注浆孔钻进、注浆结束后，选择施工过程中出水量最大的注浆孔作为检查孔。重新钻孔至设计深度，打开放水阀门，看有无涌水。如有涌水，待其稳定后，测量涌水量，然后关闭阀门，测定静水压力。检查孔内的涌水量不大于5m3/h 时达到注浆效果；如果孔内涌水量大于5m3/h，则达不到预期效果，将该孔按设计标准进行注浆，同时增加第二个孔进行检查。12.工期安排根据设备的性能和工艺特点，结合以往施工经验及现场实际施工情况，预计本段井筒工作面预注

21、浆工期为8天。如遇条件出现较大变化引起工程量变化，应相应调整工期。13.劳动组织注浆采用三八制，每班人员配备见下表：表13-1 班组人员配备表工 种人 数共 计备 注班 长126人/班钻 工4技术员1注浆工2灰浆配制工3安全员1绞车工2信号工3把钩工2水泵工1机修工1电工1辅助人员414.材料使用、消耗表表14-1 主要材料使用、消耗表序号名 称规格型号单位数 量备注1高压软管505m根122直通（快速接头）50个303高压阀门4吋个10一次性投入4清水桶0.3m3个25水泥浆储浆灌1.5 m3个16水玻璃罐1m3个17橡胶手套双408防护眼镜套309压 力 表16Mpa块510压 力 表40

22、Mpa块511铲子/耙子把10/312水表4吋个113孔 口 管10853300mm根10一次性投入14法兰4吋个1015法兰盖4吋个1016球阀1吋个1017球阀2吋个10181吋无缝钢管0.4m根1019输浆管5056000mm根4020输浆管连接法兰个8021供水管5056000mm根4022供水管连接法兰个8015.质量保证措施15.1管理措施（1） 加强质量管理基础工作，落实质量工作职责。（2） 围绕总体质量目标，实行管理、技术、经济多轮驱动措施。（3） 做好施工原材料的管理，所有施工用材料必须经过检验合格后方可进场，严禁使用不合格的材料。（4） 加强现场质量监督检查力度，严格实行质

23、量否决权。15.2技术措施（1） 严格按设计要求施工，未经批准任何人不得对设计进行变更。（2） 加强施工过程中的技术基础管理工作，认真研究施工过程中钻孔揭露的地质条件，为调整工艺技术参数提供资料。（3） 严格按照设计要求的浆液配比进行造浆，控制浆液的搅拌时间。因设备故障等原因造成注浆中断，中断时间超过4小时，剩余的水泥浆必须遗弃。（4） 注浆压力是保障注浆效果的重要工艺参数，实际压力不得小于规定。注浆过程控制必须符合规范要求。16.安全保证措施16.1钻探施工安全技术措施（1） 经检查钻机和注浆泵完好，方可正常使用。（2） 钻机底座要进行打锚杆固定，防止钻机在钻进期间底座松动倾倒伤人。（3） 开钻前，做好检查钻机稳固情况和水泵排水情况等工作，符合要求后，方可开钻。（4） 钻进前，先检查钻杆，保证不堵塞、不弯曲，让钻机先空转3-5分钟，确认无问题后，方可接上钻杆、钻头，必须打完一杆后方可接上第二杆，钻机转动部分两侧严禁站人。（5） 钻进中，施工人员要扎紧领口、袖口，佩戴好矿灯、安全帽，钻工要注意观察钻机运行情况，如有异常，要立即停机，查找原因，待故障排除后再工。（6） 钻孔孔口套管必须进行耐压试验，耐压试验的水压必须达到设计要求，若钻孔漏水须重新注浆，复钻再进行试压，直到孔口管达到耐压要求。（7） 若钻孔水压较大，为确保施工人员的安