煤矿井筒工作面及壁后注浆施工方案Word文件下载.docx
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1.59
灰白色、泥质结构
5
276.31
27.94
灰白色、中-粗砂粒状,为含水层
6
277.12
0.81
灰蓝色,泥质结构
7
309.62
32.50
灰白色、中-粗粒砂状,为含水层
8
312.80
3.18
灰蓝色,泥质结构,裂隙有漏水
9
326.92
14.12
灰白色,中-粗砂粒状,为含水层
10
333.97
7.05
11
364.13
30.16
粉砂岩:
灰白色,粗状,为含水层
12
366.89
2.76
灰黑色,泥质结构,有裂隙
13
377.49
10.60
14
385.18
7.69
灰色、深灰色,泥质结构
15
385.74
0.56
碳质泥岩:
黑色、裂隙面上具有钙质及菱铁矿薄膜
(3)奥陶系
主要为灰色石灰岩,青灰色生物碎屑岩夹灰白色石英砂岩,石灰岩结晶程度好、致密,含水甚微。
3、施工涌水情况
2009年3月20日9时掘进到225m~229m段。
9点10分打眼时涌水量增大,12点15分施工方测得涌水量为65m³
/h,3月22日15点测水,涌水量65.94m³
/h。
3月23日18点对主井涌水量又进行再次检测,此时水位已到达223m处测水量64.27m³
三、钻注方案的确定
1、注浆方案的选择
根据地质条件及水文情况与已揭露的含水层的情况,对已挂井壁的含水层进行壁后注浆。
对已揭露的含水层采用打止浆垫进行工作面注浆。
(1)止浆垫厚度计算
B=PO×
r/〔б〕+0.3r=11×
2.9/16+0.3×
2.9=2.86m
式中:
B—止浆垫厚度m
PO—注浆终压MP
R—井筒半径m
〔б〕—砼抗压强度MP,取28天强度2/3
经计算,B=2.86m,取2.9m。
(2)注浆孔的布置
从钻机性能和架设方面考虑,决定布置为径向斜孔,倾角86°
30',孔口圈径φ=5m,在净径上均匀布置10个孔。
埋设φ73mm×
3.5m空口管。
井筒中心布置1检验钻孔。
见钻孔剖面图。
钻孔剖面图
5000350
80000
86°
30'
75007500
(3)注浆参数
1)注浆压力:
注浆压力通过人为控制,工作面注浆终压为静水压力的2倍;
壁后注浆终压为静水压力+1.5Mp。
2)注浆泵量:
控制泵量的原则是由大到小,直到注浆泵本身的最小泵量,初始泵量开至初始期压力位,由此时的泵量逐渐减到终量,压力升到终压。
3)泵液注入量:
根据公式:
Q=VaBn/m
其中:
V—为注浆加固体积,按扩散半径5米计算
n—为岩石孔裂隙,根据情况取3%
B—为浆液充填系数,取0.93
A—为浆液消耗系数,取1.3
m—为浆液结石率,为0.85
则Q=[26720(工作面)+2520(壁后)]×
3%×
0.93×
1.3/0.85=1248m2.
(4)注浆结束标准
主要由两个标准来确定,第一,一孔中的注浆结束标准,第二,注浆结束标准。
第一,一孔中的一次注浆结束标准是指达到量标准,即注浆终压终泵量和预计注入量,其中的终压和终泵量要严格明确控制,对注入量要按实际情况,凭经验和前两量的变化来判断。
第二,全段注浆结束标准以本段所有孔全部注浆结束。
注浆结束后,总涌水量不大于5m3/h,如超出则采取壁后注浆。
2、注浆材料
(1)浆液组成:
采用以水泥单液浆为主,水泥—水玻璃双液浆为辅,水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥,浆液水灰比为0.75:
1~1.25:
1。
水玻璃采用液体硅酸钠水玻璃,浓度为40BE,模数2.4~2.8。
(2)浆液配置
1)先把水玻璃调到要求的浓度成为S液。
2)按水灰比0.75:
1~1.25:
1调好水泥浆放入搅拌桶内成为C液。
3)采用双液泵,选择S、C液配比,两液的配比为0.3:
1~0.6:
3、注浆设备及机具
(1)钻机:
采用SGZL—ID煤矿用坑道钻机,钻孔注浆用φ89mm钻头。
(2)注浆泵:
采用2TGZ—60/210型双液注浆泵。
(3)拌制水泥浆采用搅拌桶,容积150升。
(4)机具
1)空口管,选用φ73mm×
3.5m无缝钢管,一端焊有与2.5寸高压球阀相连的法兰盘。
2)注浆器,用于连接孔管与输浆管的器具,由高压球阀、法兰盘和抗震压力表等组成。
高压球阀采用10MPa压力球阀。
3)混合器,用于混合C、S两种浆液,注入岩层。
附:
注浆设备、机具材料一览表
注浆设备、机具、材料一览表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
坑道钻机
SGZL—ID
台
注浆泵
2TGZ—60/210
搅拌桶
150升
高压球阀
1寸5MPa
个
40
2.5寸2.5MPa
高压胶管
1寸
米
混合器
孔口
钻杆
φ42mm×
2m
根
120
φ22mm×
2.5m
30
钻头
89mm
56mm
80
注浆管
滤水管
φ500mm带法兰盘
红砖
块
21000
砼
C25
方
90
16
空口管
φ73mm×
3.5m
20
17
1.2寸0.5m
600
18
麻
千克
19
法兰盘
φ160×
22
大锤
2磅
把
21
水泥
普硅42.5
吨
800
水玻璃
40BE
135
23
防尘口罩
副
360
24
乳胶手套
180
其他均用井筒施工时的设备
四、钻注施工前的准备工作
1、排水
利用现有的排水系统排水
2、压风、供水、供电、照明、信号、通风、提升
利用井筒掘进用压风、供水、供电、照明、信号、通风、提升等设施。
5000
止浆垫平面图
预埋孔口管
砼止浆垫
滤水管滤水管2900
滤水层
塑料布1200
止浆垫剖面图
3、止浆垫施工
施工止浆垫时必须先将井底的浮矸清净。
然后将孔口管、滤水管、滤水层充填注浆管按设计位置固定好后充填红砖施工滤水层。
滤水层厚度1.2m,滤水层施工完后铺一层塑料布,然后浇注砼,砼强度为C25,浇注砼时用两台潜水泵从滤水管向外排水,浇注期间要保持水位不超过滤水层。
详见止浆垫平面图及剖面图。
4、止浆垫加固
止浆垫养护7天后,先对滤水层进行注浆充填,注浆充填采用水泥—水玻璃双液浆,滤水层充填完后对滤水管注浆充填。
然后对止浆垫进行加固,以止浆垫不漏水为准。
五、钻注施工
将钻机安设好后,经检验钻机无误后,对孔口管进行耐压试验,试验时间不少于30分钟,以孔口管不松动、不漏水为合格,然后安装2.5寸高压球阀,即可从孔口管进行钻注施工。
严格按钻机操作规程进行操作。
钻进过程中时刻注意观察钻孔内岩粉的排出情况,掌握钻进深度,钻井过程中如有水,且水量大于20方每小时,则停止钻进,进行注浆;
如果水量不大则钻到设计深度再注浆,注浆压力达到终压后持续20分钟关上球阀钻另一孔。
钻完一个孔后,如果没水,则封孔后钻另一孔。
钻孔顺序为1#—6#—2#—7#—3#—8#—4#—9#—5#—10#—11#
3、注浆施工
(1)工艺流程
水泥浆液按配比要求,经一次搅拌,二次搅拌后放入浆液筒。
水玻璃浆液按配比要求,调成需要的浓度,放入另一浆液筒,开动注浆泵风别吸入水泥浆和水玻璃压入混合器成为混合液,经高压胶管、阀门、注浆管进入注浆孔,扩散到含水裂隙,充填并固化行程隔水帷幕。
(2)注浆压力的控制
根据三个阶段的变化,要人为控制压力,初期压力维持时间较长,中期压力维持时间较短,当达到终压时,维持20-30分钟即可。
(3)注浆量的控制
注浆量是按压力的要求而控制调节的,压力升高时,泵量要调小,压力降低泵量要调大。
(4)浆液注入量的控制
控制浆液的注入量比较困难,一般由经验来分析判断。
如果一个孔段注入浆液量大于70方,则采取间歇注浆或加大浆液浓度的方法来达到三量要求。
(5)注浆结束标准
按“三量”要求的结束标准结束注浆
(6)注浆过程中注意事项
A、当注浆泵压力突然增加,而注浆管口压力无明显变化,说明注浆管路堵塞,应立即处理,使其畅通。
B、注浆初压,若孔口压力表突然增大,并非注浆已达终压,而是注浆孔阻塞此时应立即停注,待浆液初凝后重新扫孔,再继续注浆。
C、若注浆表压力骤然下降为零,钻孔表压已也小于注浆静压,表明注浆泵排浆阀发生故障,应立即停注进行处理。
(7)扫孔和复注
如果一个孔注入浆液量大于70方,则采取间歇注浆或加大浆液浓度的方法来达到三量要求。
而且待浆液凝固后进行扫孔和复注。
六、壁后注浆
根据井壁结构和地质条件及涌水量情况决定对210~226m井壁渗水段采取壁厚注浆全面封堵。
采用深孔与浅孔相结合,注浆孔呈三花形布孔,孔深度进入井壁1~1.5m,注浆孔数根据注浆情况而定。
1、施工顺序
先注含水层的两端,再取上行式注浆,下行式复注。
2、钻孔
注浆孔采用三花形布孔,孔间距1500*2000mm
3、孔口管安装
钻好孔后,将注浆管用麻线缠好,用锤打入500mm长,安装高压球阀,即可从注浆管注浆。
4、注浆施工
水泥浆液按配比要求,经一次搅拌、二次搅拌后放入液筒。
水玻璃浆液按配比要求,调成需要的浓度,放入另一浆液筒,开动注浆泵分别吸入水泥浆和水玻璃压入混合器成为混合液,经高压胶管、阀门、注浆管进入注浆孔,扩散到含水裂隙,充填并固化,形成隔水帷幕。
七、劳动组织与施工工期
1、劳动组织
钻注施工以注浆技术工种为主掘进队配备足够的劳动力,形成三个班组,采用“三·
八”制作业方式,详见劳动力配备表。
劳动力配备表
班组
工种
每班
钻
注
班
组
注浆技术工
验收员
推车工
推水泥
绞车工
把钩工
信号工
机电工
拌料工
注浆泵司机
钻注工
跟班队长
队长
合计
31
94
2、施工工期
钻注施工工期自准备开始,到注浆结束拆除止浆垫为止。
各工序的工期分别为准备2天,孔口管安装和止浆垫施工4天,壁后注浆3天,止浆垫充填加固2天,正常钻注施工30天,收尾2天,止浆垫拆除1天,合计44天。
八、安全技术措施
1、严格贯彻执行原井筒施工的有关提升,通风,防坠等方面的安全技术措施。
2、严格贯彻执行安全生产管理的各项规章制度和岗位责任制,以确保钻注施工的安全、快速、优质。
3、提前检修排水设备,保证处于完好状态,各岗位工种必须坚守岗位。
4、严格按各设备机具的操作规程进行操作。
5、安装钻杆注意事项:
1)钻杆应不堵塞、不弯曲、丝扣未磨损,不合格的不得使用。
2)接钻杆时要对准丝扣,避免歪斜和漏水。
3)装钻杆时必须一根接一根依次安装。
6、钻探操作注意事项
1)钻孔孔深度必须达到设计要求,钻进过程中要时刻准确掌握钻进深度盒钻孔内涌水情况。
2)钻探人员穿戴要整齐、利落、衣襟、袖口、裤脚必须束紧。
3)启闭开关时,注意力要集中,做到手不离按钮,眼不离钻机。
4)禁止用手脚直接制动机械运转部分,禁止将工具和其它物品放在钻机、水泵、电机保护罩上。
5)采用清水钻进时,要确保有足够的水量不准打干钻。
6)钻进过程中,一旦发现“见软”、“见空”、“见水”和“变层”应立即停钻,丈量残尺并记录其深度。
7)若发现孔内涌水,应测定水压、水量。
7、注浆操作注意事项
1)注浆前,首先用水冲洗管路及钻孔,耐压试验压入水量为钻孔体积与管路体积的3~5倍,检查注浆孔是否畅通,有无堵塞现象。
2)压水结束后,如水情况符合要求,可根据单位吸水量选择合适的浆液开始注浆。
注浆过程中要观察井下是否跑浆,其它钻孔是否异常,有无串浆现象。
3)要根据注浆中的情况,随时调整浆液配比及注浆延续时间。
如钻孔出现连续升压,则应连续注浆,直到达到结束标准。
4)注浆人员要随时注意,设备运转出现异常时,如压力突然增大、注浆管跳到剧烈等,要立即停机,进行检查处理。
8、为确保钻注施工的安全,快速,优质,各班组均配备有经验的钻注技术工人。
9、注浆期间要设专人观察压盖、大阀、孔口管周围等处是否有跑浆现象,发现问题及时通知有关人员采取措施处理。
10、注浆结束后,要及时清理钻注设备,并进行检修。
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- 煤矿 井筒 工作面 壁后注浆 施工 方案