双马回风注浆措施.docx
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双马回风注浆措施.docx
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双马回风注浆措施
神华宁煤集团双马矿井
回风斜井井筒注浆施工技术安全措施
施工地点:
双马回风斜井
施工队别:
404队
编制单位:
中煤五建四处双马项目部
编制日期:
二零零九年三月
一、编制依据
1)、双马矿井回风斜井施工图;
2)、双马矿井回风斜井表土段检查孔柱状图;
3)、《煤矿安全规程》2007版;
4)、《煤矿井巷工程质量检验评定标准》(MT5009-94);
5)、《矿山井巷工程施工及验收规范》(GBJ213-90);
6)、《建设工程监理规范》GB50139-2000;
7)、《、双马煤矿回风斜井施工组织设计》
二、工程概况
双马煤矿回风斜井明槽开挖采用超前深井降水法施工。
回风斜井净宽5.4m、净高4.6m、井深(斜长)1142.979m、倾角18°,实际施工明槽井筒100.318m,采用钢筋混凝土支护,井筒底部铺底厚度为600mm,其中砼垫层厚100mm,双层钢筋砼厚500mm,砼强度等级C30,到目前为止回风斜井进入暗槽45m以上,暗槽段分别采用U型钢棚+钢筋砼支护,槽钢拱架+锚网喷支护。
喷射砼强度等级C20,浇筑砼强度等级C30。
回风斜井明槽段回填前与回填过程中对井筒及底板做过相关防水处理,但目前回风斜井明槽段及暗槽段井筒井壁及底板还是出现不同程度的涌水,涌水量约为0.5m3,为了防止涌水量进一步加大,保证矿井的施工安全、质量和工程进度;增强井壁的抗压强度和隔水性,减小水患;降低排水费用;改善工人的作业环境,决定对回风斜井井筒明槽段及暗槽段井壁出水点进行封水注浆。
为保证井壁封水注浆的质量,达到快速、优质、安全的施工目标,特编制本措施,以指导井筒壁后注浆施工。
三、地质和水文地质
工业场地内,上部分布有第四系风积砂、粉质粘土、粉砂和粘土地层,下部为古近系泥岩,第四系土层与古近系泥岩(含砂质泥岩)呈不整合接触。
回风斜井井筒明槽段及暗槽45m从上往下依次揭露岩性为风积砂、粉质粘土、粉砂、粘土、粉砂、砂质泥岩。
该矿井的静水位为+1345.72m。
四、注浆方案
回风斜井本次注浆方式采用上行式注浆,鉴于明槽段底板采用级配料换底,换底厚度在1.5m以上,注浆孔应打透底板,深度为650mm,埋注浆管,注浆以封水为目的,压力以超过静水压力2~3Mpa,每30m布置一组注浆孔,即从井口向下105m处开始从下往上直至静水位(+1345.72)的位置,孔数4个,对于集中出水点采取顶水钻孔,个别地方墙部出水采用化学浆注入。
五、注浆设计
(一)注浆段划分、布孔方式
斜井的井壁注浆堵水或加固,应采用自下而上逐段注浆的施工顺序。
因为这样的施工顺序,注浆质量高,前期注浆不足之处,能够得到后期注浆的补充。
采用上行式注浆,即井口向下105m处开始从下往上每30m设计一组注浆孔,直至静水位(+1345.72m)的位置。
即回风斜井分三段(105m处、75m处、45m处)。
封堵混凝土接茬缝漏水时,采用均匀布孔,孔间距以1.0-1.2m为宜;对集中出水点采取顶水钻孔,埋管注浆堵水,孔数以能够将水封住为准;对于片状渗漏水,布孔要适当加密,以防驱散地下水。
(二)注浆孔深度
孔深以打穿井壁和底板为准。
注浆孔的深度用φ42钻头钻进,深度距离壁厚应有100mm的安全距离,埋入带有球阀的注浆管,立即关闭球阀,防止大量的涌水。
(三)注浆管设计
井壁注浆管长600mm,,由Φ42mm厚4mm的无缝钢管加工而成。
注浆管一端50mm车丝,另一端400mm车鱼鳞扣。
底板注浆管长800mm,,由Φ42mm厚4mm的无缝钢管加工而成。
注浆管一端50mm车丝,另一端400mm车鱼鳞扣详见注浆管加工图。
注浆管加工图
(四)注浆参数
1、注浆压力
混凝土井壁注浆,因其井壁整体性好,注浆压力可以高些。
采用水泥-水玻璃双液注浆,注浆压力参照下列经验公式确定:
Pa=Po+(3~5)
Pb=Po+(5~8)
Pc=Po+(8~13)
混凝土块井壁注浆,因砼块之间勾缝多,承压力低,故要低压注浆,终压不能过高,其经验数据是:
Pa=Po+(1~3)
Pb=Po+(3~5)
Pc=Po+(5~8)
式中Pa——开始注浆压力(kg/cm2)
Pb——正常注浆压力(kg/cm2)
Pc——注浆终止压力(kg/cm2)
Po——静水压力(kg/cm2)
终压取20~30kg/cm2,最大不超过40kg/cm2。
2、注浆材料
考虑到注浆孔涌水量可能较大,所以采用水泥-水玻璃浆液。
水泥-水玻璃双液浆具有凝胶时间短,施工工艺简单,操作方便,结实体强度高,抗渗性能好等优点;对于集中出水点或需要加固时,也可以采用水泥浆液。
水泥采用P.O42.5R硅酸盐水泥,水玻璃采用35~40Be水玻璃。
3、浆液配比
双液浆采用1:
1水泥浆配水玻璃。
水玻璃浓度稀释为30~40Be’。
单、双液浆的使用条件和水泥浆的初始浓度根据注浆孔的出水量来确定,一般是使用水泥浆:
水玻璃为1:
1;浆液配比对照表表1
初始浓度(水灰比)
每立方浆液水、灰用量(Kg)
浆量
(m3)
水
水泥
1.25:
1
812
650
1.029
1:
1
750
750
1.000
0.75:
1
712
950
1.029
0.6:
1
660
1100
1.026
(五)注浆设备选型
1钻机选型
凿岩机选用7655型高频风锤,φ22mm中空六角合金钢钎杆,采用φ42mm“一”字型钻头钻进注浆管孔。
2注浆泵选型
选用QZB-50/60风动注浆泵,该注浆泵的传动系统为汽缸活塞,结构简单,性能稳定,经久耐用;浆缸、浆缸盖、吸、排浆阀为单体结构,安装检修、排除故障便利;使用风压7kg/cm2,体积小,重量轻,适合井筒内小流量、双液浆施工,操作简单。
五、钻孔、埋设注浆管
注浆打眼时,使用Φ42钻头先打透井壁,使用前节安装上球阀,在注浆管身上缠好麻皮,砸到眼底,关闭球阀,安装后节及连接注浆泵进行注浆。
埋设注浆管前,在马牙扣上绑麻,外涂铅油,用大锤打入注浆孔内,然后用水泥-水玻璃塑胶泥将注浆管和井壁之间的空隙糊堵严密,粘结牢固。
六、注浆施工
(一)准备工作
1、保证风水管路、照明、通讯系统准备完好,确保注浆施工顺利进行。
2、注浆施工期间的井筒排水,可利用风动污水泵、潜水泵完成。
(二)注浆
注浆站设在井筒内,在注浆孔附近放置4个浆液筒,一个盛清水、一个盛玻璃水、另两个用来人工拌水泥浆,兼作浆液筒。
注浆机放置在4个浆液筒附近,保障吸浆笼头来回更换够长、方便。
(1)将加工好的注浆管缠好麻丝并涂上自铅油,在车丝的一段上好盖帽,然后戴上加工好的套孔帽用大锤砸入孔中,注浆管外露不超过50mm。
(2)将注浆管上好高压球阀,然后接上三通,混合器和注浆管,即可压清水试压。
注浆时,将吸水笼头从清水桶中拿到水泥浆液桶中,搅拌水泥要均匀,以防沉淀,加料加水要均匀和匀速搅拌,当停止注浆时,首先打开泄浆阀,然后关闭注浆阀。
同时把笼头拿到清水桶中等冲洗完注浆机和注浆管路后方可停机。
(3)注浆工艺:
注浆工艺见下图
(4)注浆过程中派专人负责观测井壁有无跑浆现象。
如果发现井壁有跑浆、漏浆现象,在跑、漏浆位置可以采用铁楔、棉纱道钉等堵塞,无法堵塞的可采取缓注、间隙注浆或者用水泥水玻璃双液浆封死跑浆点后再换注单液水泥浆。
(5)采取顶水对点造孔。
打一孔、注一孔的方法,自下向上注浆,注到静水位后,再下行找水复注,直到达到注浆目的。
(6)注浆量
以现场建设单位、监理单位及施工单位认可的实际发生注入量为准。
(7)注浆结束标准
单孔:
注浆压力达到注浆终压,注浆孔不进浆。
井壁无明显渗漏水或无集中出水点。
(三)注浆结束后清理
1、将注浆管上球阀卸掉并清理干净,将外露井壁部分割掉,并把所有未封实的管孔用双液浆堵死。
2、将道钉、铁楔、棉纱等拔出,并将跑、漏的水泥浆清除,然后用塑胶泥整平。
3、将注浆站清理干净,注浆设备、材料等升井。
七、劳动组织及工期预计
1、劳动组织
抽调一部分干过注浆工作的工人,组成临时注浆队伍,实行大班作业制,即每天的8:
00到晚上20:
00。
工作人员要求技术熟练,具体人员和工种见下表
劳动力组织图表表2
序号
工种名称
人数
备注
小班
圆班
1
钻工(注浆)
2
2
2
记录员
1
1
兼作井壁巡查员
3
观察员
1
1
4
司泵工
1
1
5
机修工
2
2
6
电工
1
1
7
龙头工
2
2
8
电焊工
1
1
9
信号工
1
1
10
班长
1
1
11
井口信号工
1
1
12
把钩工
2
2
13
技术员
1
1
14
装卸、造浆工
5
5
15
管理辅助人员
16
项目部、安检、调度
合计
22
38
2、工期预计
由于注浆存在很多不定因素,再者井筒内的出水点量较多,预计井筒内的注浆在4-7天,最终以实际注浆签证单为准。
八、设备材料计划表
壁后注浆材料表表3
序号
名称
规格
单位
数量
1
硅酸盐水泥
P.O42.5R
吨
30
2
水玻璃
40Be’
公斤
2000
3
钻头
¢42mm
个
10
4
树脂药卷
¢28
个
20
5
高压球阀
¢42mm
个
10
6
压力表
Y100-10mpa
块
8
7
高压胶管
¢42mm
米
100
8
过滤筛
个
1
9
棉纱
Kg
20
10
防护眼镜
付
6
11
胶质手套
付
6
12
防尘口罩
个
6
13
大板(道木)
50mm厚
m2
5
14
注浆管
¢42mm×4,长1000mm
根
40
15
注浆泵
QZB-50/60
台
2
16
风锤
台
4
17
麻丝
Kg
10
18
道钉或铁楔
kg
40
19
铁丝
8#
kg
50
20
大锤
5kg
把
2
21
U型卡子
个
100
22
浆液筒
0.2m3
只
4
23
三通混合室
个
2
九、注浆泵操作规程
(一)操作方法
1、离合器的操作
离合器是直接控制电动机与泵运转的离合装置,电动机在正常运转状态下,ZDL泵将离合器手柄向左搬动卡住,ZDW泵用脚踩下离合器踏板,当即使电机与泵分离,泵停止运动,若缓慢放松离合器手柄时,使电机飞与离合器紧密结合,泵恢复正常运转。
2、变速手柄的操作
变速手柄的档位有高、低两个档位。
变速必须在泵停止状态下进行,将变速手柄置于所需档位。
若一但遇有阻力挂不上档时,不可强行搬动,在离合器分离状态下,ZDL泵用手轻微搬动大皮带轮,ZDW泵用螺丝刀别扭万向节锣帽,轻微转动可顺利挂上档位。
3、注浆中的操作
泵司机负责操作离合器和变速手柄,每次启动电机前,可将离合器置全分离状态,变速手柄置于所需档位。
注浆开始时,将离合器手柄或离合器脚踏板缓慢放松,泵立即进入正常注浆工作状态。
注浆中如需要停泵时,可随时搬动离合器手柄或踩下离合器踏板,泵立即停止运动。
若停机时间较长,可将变速手柄置于空档位置。
当注浆中需要挤干浆时,可用离合器手柄或离合器脚踏板随意控制泵的停、启时间,进行间歇点射注浆。
4、注浆结束后的操作
每次注浆应为下次注浆创造必要的条件。
注浆结束后或因故需长时间停泵时,应先关闭孔口管阀门,打开泄浆阀,两个吸浆笼头置于清水桶内,用高速大流量的清水冲洗浆缸、吸、排浆阀和管路,同时逐个打开吸、拓、排浆闸阀盖,检查其内的阀球、阀座。
5、安全阀的使用
安全阀是保护泵超压自动泄压的装置,其结构为柱塞胶圈密封隔离浆液,切断不同直径铁线控制压力(8#为20mpa,10#为15mpa,12#为10mpa),用户可根据所需最高注浆压力安装或更换铁线,控制压力的超限。
6、浆液配比的调整
水泥浆水玻璃的双液注浆以水泥浆为主导材料,水玻璃是使水泥浆速凝的催化剂,只要能达到所需的凝胶和凝固时间,水泥浆用量越大效果越好。
因此两浆缸筒直径可按比例配备,体积比例为1.5~5均可,凝胶和凝固时间用水玻璃浓度调节,先稀后浓的原则,可提高堵水效果、降低成本,同时减少堵管故障。
(二)维护与检修
1、新泵出厂前已将泵体内机油放出,是防止加工和组装时残留的铁末积存在机体内。
泵在使用前必先加30#机油到油标刻画的油标线以上,泵连续工作一周后,将机体机油放出,添加新油或沉淀过滤后,再到入机体内。
以后每个月更换一次油。
2、减速器使用的汽车齿轮油,使用中应检查减速器一侧观察油孔的油面,若油面低于油孔,应适当添加齿轮油。
长时间连续超负荷运转,油温达到80℃时,可在表面喷凉水,冷却法降温。
3、活塞杆更换后,必先用人力扭转电机飞轮或万向节,使活塞往返1~2个行程,无蹩劲和顶碰现象后,方可用电机带动正常工作。
4、浆缸和泵体与活塞杆间是靠V型密圈密封的,每注1~3次浆应更换一次,同时将活塞杆上的两个档浆V型圈也更换。
严防水泥浆随杆带入机体内损伤机体内的轴瓦、曲轴、齿轮和轴承。
5、对新更换的V型胶圈的塞线档螺丝应适当拧紧,过紧使活塞杆发高烧,损坏V型圈,可在泵正常注浆中,随时适当坚固。
6、当搬动离合器手柄(脚踩离合器踏板)不起分离作用时,应用时处理,调节、紧固已松动的离合器连杆螺丝即可。
7、运转中经常检查各部件的状况,发现螺丝松动、喷浆、漏油和有异常声响时,应及时紧固或更换胶圈。
8、压力表是柱塞胶圈密封和油隔离的压力表座,可防止浆液进入压力表内,是保护压力表的装置,注浆前检查油隔离室的油面高度,不得有渗、漏油的现象。
双液注浆最好将压力表安装在水玻璃高压管路上。
(三)注浆中常见故障排除和预防
注浆中故障排除及预防方法
故障状态
故障部位及原因
排除方法
故障预防
吸浆管不吸浆、不蠕动,排浆管不跳动。
吸浆管路(吸浆阀)堵塞或漏气。
清理或紧固吸浆管。
注浆结束后,用清水冲洗干净。
注浆前检查。
吸浆管向外吐浆,排浆管不跳动。
吸浆阀内杂物垫阀球吸浆阀座或阀球损伤。
停泵关止浆阀取出吸浆阀内杂物,更换阀座或阀球。
吸浆管加纱网罩。
注浆结束后,检查阀球、阀座。
塞线与活塞杆间漏水、漏气、吸、排浆量减少。
塞线挡压的不紧或V型橡胶圈损坏。
拧紧塞线档,两螺丝松度相等或更换V型胶圈。
注浆前拧紧塞线挡,注浆中随时拧紧。
更换塞线胶圈。
吸清水试转或注浆开始时,压力急剧升高不排浆。
高压胶管壁有留的水泥硬壳脱落聚集而造成堵塞高压管。
用长粗铁丝适管,并用锤击堵塞部位。
每次注浆结束后,吸清水冲洗。
注浆压力高时,排浆量减少或不排浆。
1、活塞YX型聚胺脂胶圈损坏。
2、缸套损坏。
3、阀座被高压浆冲成沟痕。
1、更换聚胺脂胶圈或缸套。
2、及时更换损伤的阀座。
1、定期检查浆缸内活塞和缸套,发现磨损及时更换。
2、注浆前后检查吸、排浆阀座有无损伤。
(四)安全注意事项
1、安装各部件和吸、排管路时一定要紧固,连接螺丝必须拧紧,做到注浆前检查和注浆中注意观察,一旦发现松动及时处理。
2、安全阀的压力控制铁丝必根据所需最高注浆压力选择适宜铁丝,不能用强大的钢丝取代,而失去安全阀的功能。
3、注浆前检查离合器灵敏度,发现离合器不灵敏必立即调正拉杆螺丝,保持正常状态。
4、严防活塞杆携带水泥浆进入机体内,必须常更换V型密封环或注浆中适当紧固塞线档螺丝。
5、注浆时,施工人员要远离孔口注浆管或在侧面观察,防止压力超高时孔口管射出伤人。
十、主要技术措施及安全注意事项
1、注浆前首先压水冲孔3~5分钟再进行注浆。
2、注浆孔数量根据堵水需要确定,含水层上下界面处宜多布置。
3、注浆管砸入前,首先在管身鱼鳞扣部分均匀缠上麻丝并涂上白铅油。
砸进孔内后要用道钉钉牢,必要时用顶杠加固,以免脱出伤人。
4、浆液要充分搅拌,水泥过筛。
注浆泵司机和混合器放浆人员要时刻观察注浆压力表和注浆孔周围井壁当压力达到规定注浆终压后或井壁出现异常要及时停泵关阀,并及时打开泄浆阀放浆,以防损坏井壁。
5、如发现有漏浆时,能堵塞的要及时用棉纱道钉堵塞,或者间歇注浆,必要时可改用双液浆封堵。
6、因故障及其它原因不能连续作业时,对注浆泵及有关管路要用清水反复清洗,以免灰浆凝固堵塞注浆管路,如停泵时间过长,要对注浆泵进行必要的维护和保养。
7、注浆人员要安排专人随时注意观察,以防破裂及冒落。
8、注浆开启高压球阀、卸压阀人员看吸浆笼头人员与注浆泵司机必须配合好,以免出现高压伤人事故。
9、压力表必须安装在水玻璃管路上,发现压力表失灵要立即更换。
10、注浆人员要远离注浆管,不得正对注浆管,开阀门人员要站在混合器两侧。
11、注浆期间,井口房进出口都要关闭,闲杂人员严禁入内。
12、对所有参加注浆人员要进行措施及有关规定的交底,并认真学习各有关规程。
13、设备和材料向井下运输时,必须经安全检查捆绑牢靠,能正常运转和使用后方准升降。
14、注浆施工时,不准随便走钩,如需走钩,必须提前与井下注浆人员取得联系并经同意后方准升降。
15、井上、下信号工必须手拉手、口对口交接班,不准脱岗,要信号统一、准确无误,听不清不准走钩或从事其它无关工作。
16、信号规定按照井筒掘进施工时执行。
17、下放物料及其他设施时严格按斜井提升运输管理制度执行。
18、每班交班后由当班技术员填写原始注浆记录。
并与建设和监理单位统计核对好本班工作量。
19、注浆孔布置原则上避开井筒悬吊设施。
20、采用水泥-水玻璃注浆时,要注意双液浆的配比,防止严重漏浆,不凝固。
21、按措施的要求,做好注浆记录工作,其中应包括孔的方位、深度、标高和注浆终压等。
并将安全注意事项在班前会上交代清楚,并落实到人。
22、注浆施工前,做好注浆材料、孔口管、阀门、设备的落实,并将注浆施工的措施、要求传达到每一个施工人员。
23、注浆前要先注清水,结束后应及时用清水将管路冲洗干净。
24、严格控制注浆终压,不得超过2Mpa。
25、处理堵塞管路时严禁将管路直接对人。
26、注浆作业人员要带好手套、防护眼镜等劳动保护用品。
27、钻孔时,注浆管需要装上三通、阀门带到井下准备好,一旦钻孔出水,特别是出水较大时能及时安装上孔口管。
28、其它未尽事宜参照《煤矿安全规程》。
附:
注浆布置图
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