矸石井注浆综合施工总结

1、朱集西煤矿砰石井三含下段井0渗水治9工程中煤第三建设公司技术开发工程处编制单位：中煤第三建设公司技术开发工程处日期:日期:日期:日期:日期:审核:项目负责人:审查意见朱集西煤矿矸石井三含下段井壁渗水治理工程施工总结一、井筒概况砰石井表土段和基岩风化带采用钻井法施工，下部基岩段采用地面预注浆法 堵水、一般钻爆法施工。砰石井钻井段设计净直径为5.2m，穿过表土冲积层厚 度为469.55m，钻井直径7.7m，钻井深度545m，井筒全深1000m。砰石井钻井 段井深0361m为钢筋混凝土井壁，361541m为双层钢板混凝土复合井壁， 541545m为井壁底。砰石井钻进施工于11月26日开始，1月2日结

2、束，钻井 深545m。井壁下沉于1月9日开始，1月27日结束，计106节合计545m。井 壁下沉究竟后，壁后充填于2月2日开始，2月10日充填工作结束。并于11月 份永久装备完毕投入使用，目前砰石井运送提高系统正常运营。3月27日，砰石井井壁在第53节上法兰和58节中上部有射水和渗水现象， 总涌水量约0.7m3/h，水中不含砂。为避免水量加大，对井壁导致破坏，需对砰 石井三含下部砾石充填段（井深259355m）进行壁后充填加固。朱集西煤矿特 委托中煤第三建设公司技术开发处对砰石井筒进行壁后注浆。二、水文地质条件根据井检孔资料，砰石井井筒穿过日勺地层自上而下为新生界松散层、二迭系 上石盒子组。表

3、土冲积层从上至下可划成四个含水层（组）和三个隔水层（组）。 其中，三含四含特性如下：（1）第三含水层（组）井深86.45382.60m，厚296.15m，该层重要以灰绿杂色中厚厚层中砂、 细砂及粉土等构成，砂层区域内分布稳定，富水性中档较强。本组中部有一层 厚层粘土将含水层分为上、下两部，上部单层厚度大，粘土含量低。下部砂层单 层厚度小，质不纯，粘土含量较高。含水层砂层厚度159.30m，据抽水实验资料， 单位涌水量0.571 l/m - s。（2）第三隔水层（组）井深382.60458.20m，厚75.6m。由粘土、钙质砂质粘土构成。第四含水层(组)井深458.20469.55m，层厚11.

4、35m,砂砾层厚5.1m。该含水层以灰白色中细砂及下部砾石层，含粘土砂砾构成，该层富水性较弱中档，具差别性，据 抽水实验资料，单位涌水量0.042 l/m - s。三、钻井段井壁类型、参数及壁后材料充填状况1、井壁类型及参数砰石井预制井壁共分16种，壁厚分450mm、600mm、750mm；井壁外径6.7m，设计总长545m，106节，具体参数见下表。井壁类型及参数表井壁类型井壁构造节数节高(m)节重(t)壁厚(mm)砼强度等 级段高(m)起止标 高(m)钢板厚 (mm)内外I a钢筋砼井壁46113.4450C30250.0-25.0lb钢筋砼井壁186135.5450C40108-25.0

5、-133.0I c钢筋砼井壁56136.5450C5030-133.0-163.0I d钢筋砼井壁56136.5450C6030-163.0-193.0Ila钢筋砼井壁46175.1600C5024-193.0-217.0lib钢筋砼井壁56175.1600C6030-217.0-247.0IIc钢筋砼井壁46176.7600C6524-247.0-271.0Ild钢筋砼井壁36176.7600C7018-271.0-289.0ma钢筋砼井壁46213.6750C6024-289.0-313.0Ob钢筋砼井壁46213.6750C6524-313.0-337.0mc钢筋砼井壁46213.675

6、0C7024-337.0-361.0Wa复合井壁94153.2750C6536-361.0-397.01610Wb复合井壁94154.8750C6536-397.0-433.01812Wc复合井壁134156.4750C7052-433.0-485.02014Wb复合井壁64154.8750C6524-485.0-509.01812Wc复合井壁64156.4750C7024-509.0-533.02014V复合井壁24158.1158.6750C708-533.0-541.02014井壁底钢筋砼井壁14157.7750C704-541.0-545.0注：表中日勺标高为相对标高，其绝对标高为+

7、25.200m。2、壁后材料充填状况根据朱集西煤矿砰石井地质特性、井壁构造及矿山井巷工程施工及验收规范(GBJ 213-90),设计其壁后充填段高优化划分见表13。充填段高划分及材料用量表段高序号实际高度(m)实际用量备注第一段高83 (-545-462)1323.5 tP.o.42.5第二段高103.7 (-462-358.3)1508 tP.o.32.5第三段高99 (-358.3-259.3)1142 m3石子第四段高44.7 (-259.3-214.6)632.65 tP.o.32.5第五段高67.3 (-214.6-147.3)776.36 m3石子第六段高50 (-147.3-97

8、.3)710.5 tP.o.32.5第七段高65 (-97.3-32.3)749.83 m3石子第八段高32.3 (-32.30)440.5 tP.o.32.5四、注浆设计方案注浆方案第一阶段：结合砰石井实测柱状图在粘土层段破壁注浆。第二阶段：在细砂层段施工补注孔验证注浆效果。注浆部位注浆部位从井深259355m (以井口标高+25.2米作为井深0米)。注浆孔布置方式第一阶段：设计对 350m、340m、330m、320m、310m、300m、290m、280m、270m、260m水平壁后注浆，一排4个孔布孔，孔间距4.08m,合计40个，孔位可根据现场状况进行合适调节。第二阶段：根据注浆效果

9、选择合适水平施工补注孔兼检查孔验证注浆效果， 一排2个孔布孔，孔间距8.16m。注浆顺序上行式注浆，造一孔注一孔。注浆压力日勺拟定P=K(E2+2R0 E) -F( 2(R0+E)2式中：P：注浆部位井壁能承受勺压力MPaE：井壁厚度(内壁)mR0：井筒勺净半径2.6mK：井壁材料勺容许抗压强度MPa，K=R/n=60/2=30R：井壁材料极限抗压强度，实际混凝土配比为C60，砼实际抗压强度 65MPan：安全系数，n=2根据上式可以计算出:井深(m)混凝土 强度壁厚(mm)校验压力 (MPa)孔口终压 (MPa)备注350C707506.964.65孔口终压取静 水压力勺1.5 倍。340C

10、707506.964.5330C657506.474.35320C657506.474.2310C657506.474.05300C607505.973.9290C707506.963.75280C707506.963.6270C707506.963.45260C657506.473.3(6)注浆量预测Q=入 vnB/m式中：Q：水泥浆液注入量(m3)入：浆液消耗系数1.5v：渣层体积1142 m3n：充填裂隙率50%B：充填系数0.9m：结合率0.85计算得出水泥浆液(1:1)907m3。注浆目日勺本次注浆日勺重要目日勺是堵水，后期为井壁壁后加固。注浆工艺采用风钻开孔-安装孔口管-孔口管试压

11、-关闭球阀连接混合器与注浆 管路-启动注浆泵进行压水-打开球阀-注入水泥浆液-达到设计压 力封孔-关闭球阀。浆液勺配制和应用注浆时，浆液一般是先稀后浓逐级调节。注浆采用单液水泥浆，接近或达到 注浆终压后进行封孔。水泥浆日勺水灰比为1:10.75:1。五、方案勺实行1、注浆设备注浆采用2TGZ-60/210注浆泵及DW320泥浆泵，注浆站布置在砰石井井口房 东侧，沿井壁东侧敷两路管路至施工地点，浆液地面搅拌，制浆采用自制立式 1.2m3搅拌机。2、浆液输送运用砰石井提高系统日勺罐笼顶部作为平台，在顶部一侧搭接一块预制弧形 钢板作为工作平台，所有设备放在地面，在地面进行制浆和配浆，通过两路高压 胶

12、管将水泥浆和水玻璃输送到井下，经混合器混合后注入孔内。混合管长度要根据双液浆扩散半径需要凝胶时间而定。3、注浆材料注浆水泥采用P.O42.5 一般硅酸盐水泥，水玻璃选用液体硅酸钠型、浓度为 3840波美度，模数为2.83.2。浆液配比：水：水泥=1： 10.75:1 ；双液浆 勺水泥浆：水玻璃(体积比)二3： 1。4、浆液配比单液水泥浆勺水灰比一般为1:10.75:1，水泥与水玻璃勺体积比3:14:1， 在使用水玻璃时可根据凝胶时间勺需要合适加水稀释。在施工过程中，应严格浆 液配比，严禁使用失效结块水泥，制成勺浆液也不能寄存时间过长，浆液放到地 面盛浆池后用风水器搅拌。5、注浆压力注浆压力是浆

13、液在受注岩体中运移所需勺动力，压力勺大小因注浆目勺不同 而有所变化，注浆终压不超过受注点静水压力勺1.5倍，同步考虑井壁勺耐压强 度，特别是井壁与否存在破裂、裂隙通道状况等因素，而采用在不同层段，不同 部位进行调节。既要达到注浆堵水目勺，又不发生对原井壁勺损坏。经P=K(E2+2R0 E)：2(R0+E)2公式计算，综合考虑井筒井壁勺实际状况拟定本 次井壁壁间注浆堵水终压如下表。井深(m)混凝土强度壁厚(mm)终孔压力 (MPa)备注350C707504.65孔口终压最 大取静水压 力勺1.5 倍。340C707504.5330C657504.35320C657504.2310C657504.

14、05300C607503.9290C707503.75280C707503.6270C707503.45260C657503.36、注浆施工顺序一方面在碎石充填段下部累深355米左右粘土层处造孔注浆，然后交替掩护 依次上行造孔注浆，最后在细砂层段施工补注孔验证注浆效果。7、孔口管制作、安装孔口管选择642mm日勺无缝钢管制作，长度500mm，前部加工成450mm长 日勺马牙扣，并缠上生麻，运用大锤将孔口管推动孔内，后部加工30mm丝扣，外 露50mm。孔口管安装防喷板，防喷板采用10mm厚钢板加工制成，尺寸为边长 300mm勺正方形，四角用O 16X500mm螺纹锚杆固定，孔口管埋设后注浆前，

15、 要进行耐压实验，达到规定后方可扫孔注浆，扫孔破壁不超过100mm。8、注浆工艺设立注浆站f安装输浆管路f安装孔口管f加装防喷装置f耐压实验f注 浆孔延深f控压注浆f封孔。9、井壁壁后注浆注浆部位为井深259355m （以井口标高+25.2米作为井深0米），一方面 在350米（59模）水平造孔注浆，然后每10米一种段高依次向上造孔注浆，由 于井筒内空间有限，同步根据具体注浆状况拟定，只在南北向造孔，每排两个孔。 打眼时先用直径42mm勺风钻施工0.45m，安装好孔口管及球阀，然后用直径 28mm钻头穿过球阀打眼施工至设计深度，终孔深度均控制在进入壁后W 50mm。注浆过程中，注浆以单液浆为主，

16、当注浆始终不起压或判断浆液向外部 含水层扩散时，则以双液浆为主勺措施进行注浆并封孔。本次注浆自5月16日至7月1日结束，每天安排早班进行注浆。注浆位置 为井深259355 m范畴内，本次注浆共造孔38个，其中注浆孔21个，验证补 注孔6个，废孔11个，共注入水泥606吨，水玻璃2.135吨，水泥浆792 m3。六、注浆效果分析和评价1、砰石井壁注浆前渗水现象明显，局部浮现射水现象，井筒总涌水量为 0.7m3/h，通过注浆治理，注浆后井筒内无明显渗水点，原第54节和59节钢筋 砼井壁出水点和淋水现象基本消除，井筒总涌水量为0.01m3/h，注浆效果明显。2、原设计本段井壁水泥注入量为650吨，工

17、程竣工时实际注入量为606 吨，该量接近原设计。3、注浆过程中浮现同一水安静水压力不同，其也许因素是砰石井前期施 工后壁后日勺护壁泥浆厚度和硬度没有发生变化，在壁后形成一层隔水层，每个孔 注浆过后水泥凝固后游离出来日勺水不能进入相应日勺壁后层位，当下个孔破壁时产 生了同一水平勺静水压力不同，一般都是下个孔勺压力不小于前一种孔勺压力。 因此个别孔勺压力只是壁后勺局部压力，并不能反映出真实勺静水水压。4、原设计一种水平4个孔，后一种水平只施工2个孔，重要因素是砰石 井勺箕斗按照南北方向设计，东西方向井壁距离箕斗太近，一是风锤没有措施支 钻腿，二是透孔后钎子拔出时勺空间太小，危险性增大。同步，根据后期注浆量、 扩散范畴及验证状况分析，南北方向施工勺钻孔注浆浆液可以扩散到井壁四周。 七、结论及建议1、本次注浆（259355m段）共注入水泥606吨，水玻璃2.135吨，水泥 浆792 m3,注浆后