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第1篇 基岩段工作面打钻探、预注浆施工技术安全措施
一、概况
1、工程概况
生建煤矿位于焦庙镇,设计生产能力0.45mt/a,采用立井开拓方式,冻结法施工,主井筒深567.5m,其中冻结段483.7m,基岩段83.8m,设计井筒净直径4.5m,基岩段壁厚350~1000mm,砼标号c30,主井套砌内壁结束后,先进行工作面排水、清淤泥工作,接着进行打钻探水及工作面预注浆工作。
2、地质及水文条件
(1)地质情况
基岩段起止标高-457.78~-567.5m,地层为二叠系。二叠系地层上部为风化带,厚度26.72m。在-490.21~-496.8处为一层厚6.59m破碎带。基岩段通过岩性为粉砂岩6.51m,粉砂岩70.7m。
(2)水文情况
主井井筒检查孔共打两个钻孔。一号钻孔全孔进行了系统简易水文观测并详细记录泥浆消耗量,在孔深482.19m~-490.21m处泥浆消耗量大,最大漏失量0.6m3/h,未作抽水试验。
二号钻孔全孔进行了系统简易水文观测并详细记录泥浆消耗量,全孔泥浆消耗量0~0.2m3/h之间变化。
含水层:检2号共揭露4个含水层组。第四系含水层组、第三系含水层组、基岩风氧化带含水层、基岩含水层。
其中472.51~-530.00m为基岩含水层。岩性为粉砂层,岩芯完整,基本不含水,钻进过程中没有发生漏水现象。但是与检2号孔相距大约100m的检1号孔钻进过程中,此层位曾经漏水。所以风氧化带下部的基岩含水性较弱,但在裂隙带中含有一定的裂隙水。
3、技术准备
(1)组织技术与管理人员认真学习技术措施。
(2)开工前对技术人员,管理人员及施工人员做好技术交底。
(3)组织测量对标高进行复核校验。
4、施工队伍
施工队由原施工表土段的济西主井队及机运队抽调技术素质好、经验丰富的人员进行工作面预注浆施工,作业前对所有施工人员按iso9002标准及zm71/qp418-1999《培训控制程序》要求组织学习培训。
5、设备、材料准备
(1)预注浆施工所用钻机、注浆机、排水泵、搅拌机等设备进行全面维修、调试、试运转。
(2)按附表2所列的打钻、注浆施工所需设备、配件、材料消耗表进行配置。
二、注浆参数的确定
1、注浆孔数
根据主井井筒净直径及井筒所要穿过地层的水文地质情况,确定8个注浆孔,孔与孔互相夹角45o,同心圆等距离布置,孔间距1.413m,孔径90mm。
2、布孔圈径
布孔圈径为ф3.6m,孔中心线距井壁450mm。
3、注浆材料
采用单液水泥浆为主,适时采用水泥---水玻璃双液浆。
选用新鲜32.5r普硅水泥;水玻璃模数为2.8~3.1,其浓度为38-40be;工业级三乙醇胺和工业食盐。
4、浆液注入量
根据孔内实际情况,预计浆液注入量按公式v=aπr2hηβ/m计算
式中:a---表示浆液损失系数,取a=1.5;
r---表示浆液扩散半径,r取8m;
h---表示注浆段高,85m;
η---表示岩层裂隙率,3%;
β---表示浆液在裂隙内的有效充填系数,取0.9;
m---表示浆液结石率,取m=0.85;
经计算:v=813.9m3
按浆液水灰比1:1计算水泥用量为813.9×0.75=610.4t,水玻璃约需20t,三乙醇胺需610.4×0.5%=3.05t,食盐约需30.5t。
5、浆液起始浓度及其调整
浆液起始水灰比为1:1;随着注浆压力的变化,水灰比可调整为0.8:1,0.6:1。
使用双液浆时,水泥水灰比为1:1,水泥浆和水玻璃浆的体积比为1.5:1~1.5:0.5。
注浆过程中浆液浓度应先稀后浓遂级调节,调整步骤为:当某一级浓度的浆液注入20~30min后,吸浆量不减或者压力不升时,提高一级浆液浓度,当浆液浓度提高到0.6:1时,仍不见升压,应及时改注双液浆。
注浆以单液为主、双液浆作为最后封孔。
在压水实验时,如果泵量为200l/min、泵压低或无压力时,应考虑注双液浆。
6、注浆段高
根据主井基岩段深度为83.8m,基岩含水层标高为472.51~530.00m,本次注浆段高初定为94m,一次注完。
7、注浆方式
本次注浆采用下行式注浆,遇水就注,再扫孔复注直至终孔位置。
在钻眼时,若孔内出水或岩层松散,无法钻进时则停钻,撤钻杆钻机,进行注浆,待注浆结束再开孔,依次循环钻进、注浆。
8、注浆压力
注浆压力的大小,直接影响浆液的扩散距离,经测试该段静水压力为4mpa,注浆终压
取静水压力的3倍,本次注浆终压取12mpa。
9、注浆结束的标准
注浆施工为隐蔽性工程,为保证注浆质量和堵水效果,每一孔段注浆都必须达到终压、终量和注入量的设计要求。在达到设计终压后,泵的流量在50~60l/min,稳定20~30min,才可结束该孔段的注浆。
在8个注浆孔全部施工结束后,利用中间排水孔打钻孔,估算井筒涌水量,如井筒涌水量小于10m3/h,可结束注浆;若大于10m3/h,则采用打分支定向孔的办法进行补充注浆,确保开凿基岩段时,涌水量小于10m3/h。
三、注浆前的准备工作
1、止浆垫的注浆加固
(1)止浆垫厚度
止浆垫厚度参照公式bn=por/[ó]+0.3r计算,经计算止浆垫厚度为2.2m。
(2)止浆垫在冻结段套壁之前与外壁同时施工1.2m,套壁结束后又施工1m,止浆垫总厚度2.2m砼标号c55。由于迎头出水,打止浆垫时,先铺了一层碎石滤水层,预埋一个ф219排水管,打钻之前利用φ219排水管对止浆垫进行注浆加固,如止浆垫漏水时采用双液浆封堵,利用排水管对止浆垫加固无效果时,可采用1#~8#孔口管打钻对止浆垫进行注浆加固。
2、孔口管的安装
孔口管采用ф108无缝钢管,每根长度为2.950m,外焊螺旋筋,采用ф131钻头打眼,砂浆封实,按图1及图2位置、深度预埋孔口管8根。孔口管上焊法兰盘,法兰盘上连接高压球阀,钻具通过高压球阀钻进。
3、钻机的布置
钻机选用sgz-ia型,安装在工作盘上,工作盘下面用6根ф100mm、长2.4m钢管等距离布置作支撑。另外为防止钻眼时工作盘晃动,用手拉葫芦配钢丝绳索固定于孔口管上。工作盘距迎头以2.4m为宜。
吊盘松至距工作面8m左右,利用吊盘悬挂滑轮,提升钻杆。
钻机固定①钻机底盘与工作盘用m12螺丝连接固定;②用手拉葫芦配绳索,固定于孔口管上。钻机固定前应校对位置,保证悬吊点与钻杆中心及孔口管中心保持一致。
表1sgz-ia型钻机技术参数
钻进能力
开孔110mm
终孔75mm
钻深
150m
卷扬能力
10kn
立轴行程
400mm
立轴内径
46mm
机身回程
300mm
重量
840kg
4、注浆设备
注浆使用一台日本hfv-c型液压驱动注浆泵,流量为0~200l/min,最大压力21mpa。
水泥浆搅拌机采用js-1000型搅拌机拌浆。
表2hfv-c型注浆泵技术参数
工作压力
30-130kg/cm2
吸入口径
65mm
流量
0~200l/min
吐出口径
40mm
缸径
100mm
电动机
22×4kw×p
行程
300mm
5、注浆、排水、供水管路
注浆管采用ф50钻杆作为注浆管,由地面大抓稳车悬吊,输浆管露出地面1m左右,用垫叉固定于封口盘上。
排水管路采用ф108钢管,由地面两台稳车悬吊。
供水管采用ф57钢管随压风管悬吊。
四、注浆施工工艺
1、注浆钻孔的施工
①按孔号1#、5#、3#、7#、2#、6#、4#、8#顺序施工,最后施工中心检查孔。
②每进尺15-20m测斜一次,如发现孔斜过大,则封孔,重新钻进,如果相邻两个注浆孔偏斜方位相反,落平点间距超过浆液有效半径控制范围,则必须补孔。
③施工完一个孔后则注浆,待注浆完毕方可施工第二孔。
2、造浆站布置与注浆站布置
浆液搅拌采用js-1000型搅拌机搅拌,制造浆液时,水泥必须过筛,浆液必须搅拌均匀,方可输入贮浆桶内,贮浆桶内浆液用风动搅拌器搅拌,防止沉淀,注浆泵放置在井口搅拌站附近,浆液通过ф50钻杆与井下混合器及高压球阀连接,进行注浆,每孔注浆要连续不断,达到结束标准后方可停注。
3、注浆泵与阀门的操作程序
(1)注浆前先把吸浆管笼头放入清水桶内,关闭孔口进浆阀,打开混合器泄浆阀,检查注浆泵的工作情况及管路是否畅通。
(2)打开孔口进浆阀,关闭混合器泄浆阀,然后慢慢减少孔口量,用清水作耐压试验,超过终压0.5-1mpa,即合乎要求。
(3) 注入10分钟至20分钟清水,一切正常后方可正式注浆,注双液浆时,先把吸水玻璃笼头放入玻璃浆桶内,注30秒后,再把吸水泥浆笼头放入水泥浆桶内,开始正式注浆。结束注浆后,先把吸水玻璃笼头放入清水桶中,后把水泥浆笼头放入清水桶中,先关闭孔口管进浆阀再打开泄浆阀后,用清水冲洗注浆泵及管路、球阀、混合器等。
4、注浆施工顺序
先注清水、水玻璃(冲开裂隙通道、润滑裂隙)先稀后浓注单液浆(水泥浆)
最后注双液浆封孔。
5、浆液流程
js-1000型搅拌机拌料泥浆桶hfv-c型液压驱动注浆泵ф50钻杆作浆液管与井下混合器及高压球阀连接孔口管基岩段
五、质量标准
1、注浆材料外加剂的质量性能等必须符合设计要求和规范规定,要严格检查出厂合格证,化验单和试验报告。
2、注浆前对注浆材料进行试验,按配比测定凝固时间。
3、孔口管、止浆垫均进行清水抗压试验,试验压力应大于注浆终压。
4、发现问题立即汇报,及时采取措施处理。
5、认真填写各种原始记录。
六、注浆孔钻进及注浆施工安全技术措施
(一)注浆孔钻进安全技术措施
1、在正常钻进中,应经常检查钻机稳定性,准确丈量孔内钻具及机上余尺,及时填入班报内并妥善保管。
2、下钻时应认真检查钻具,有弯曲,磨损严重不得使用,接钻杆前应对钻杆吹孔,接钻杆时要缠麻。更换冲击器时不准更换钻头。如需更换钻头必须在钻孔开孔前进行更换。
3、下钻要稳,避免冲撞,遇阻时应及时提钻,排除障碍,钻具距孔底1.0m时,进行先冲孔后钻进。
4、加钻杆前,应尽量把孔内岩粉冲净,并提钻杆,使钻头离孔底0.5m以上方可加钻杆。
5、钻进过程中,如遇涌水时应准确记录起止深度,测量涌水量,提钻杆,准备注浆。
6、钻机钻进时,若遇松软岩层,要慢速适当加压法钻进,遇石灰岩等岩层比较硬时,要轻压,快速法钻进。
7、钻进结束后,应及时冲洗钻孔,当孔口冒清水无岩粉时即可拨钻杆,测静水压力注清水试压并详细记录,注入量、压力等数据,为注浆提供依据。
8、钻进过程中如发现钻孔内水压、水量突然增大以及顶钻等异状时,必须停止钻进,但不得拔出钻杆,及时汇报项目部进行处理。
9、在井筒工作面打钻、注浆人员应严格遵守立井施工《煤矿安全规程》、《钻探操作规程》及一切安全管理制度。
(二)注浆施工安全技术措施
1、施工前应对参加施工人员进行安全技术教育,传达措施做到人人心中有数,定岗、定位责任明确。
2、注浆前试验站应按单液浆及双液浆各种设计配比测定凝胶时间,当更换水泥等注浆材料品种时,应重新测定凝胶时间。
3、注浆司泵工必须按操作规程认真操作,并随时注意注浆压力,吸浆量的变化情况,对高压系统各部件认真检查,发现问题及时修复更换,确保注浆安全。每次注浆前应对供电、供风、搅拌、注浆设备认真检查,发现问题及时处理。
4、井下与地面联系的信号,通讯必须畅通无阻;井下注浆人员与地面开注浆泵人员经常保持联系,以确保注浆安全。
5、注浆人员配戴防护眼睛,胶质手套,造浆人员戴防尘口罩。
6、拌浆人员严格掌握浆液配比,按设计配比拌浆。为防止水泥纸、纸屑、石子及其它杂物进入泥浆池,放浆口应设过滤网。泥浆桶内设置风动搅拌器搅拌,以防泥浆沉淀。
7、吊盘、工作盘必须固定牢固可靠。在吊盘上作业人员必须佩戴安全带并做到生根牢固,高挂低用。
8、井下信号,把钩工应定人定岗,按章操作。
9、注浆期间要设专人注意观察止浆垫及井壁是否有变形、跑浆、漏浆等现象,发现问题及时处理。处理方法:可采用缩短凝胶时间、间歇注浆、打入铁楔、棉纱等方法处理。
10、注浆泵及电气设备设专人检查维护、保证正常运转。
11、泄压管路出水口应避开人员并用铁丝固定于孔口管上。接头绑扎牢固。
(三)机电运输安全管理措施
1、上下钻机及注浆机时应通知绞车司机慢速行驶,通过吊盘时要有专人看护。
2、吊运钻机或注浆机时必须使用钩头配5分钢丝绳索并保证绑扎牢固,安全可靠。
3、施工现场所有用电设备严格按照井下用电设备要求选用,并安装保护装置。
4、每天安排专人检查井壁发现有结冰等安全隐患时及时处理,保证安全施工。
5、下吊盘至工作盘之间需安设软梯一路,以便工作人员上、下及避灾。
6、井口到吊盘之间应安装安全梯一个,由专用稳车悬吊,以便井下出现故障或灾害时,人员能够顺利升井。
(四)钻孔防突水措施
1、钻孔施工前井筒内应安装80dg-75×10型吊泵(杨泵750m,流量54.7m3/l)及φ108排水管路,并保证在钻孔突水时能正常运转及时排水。当钻进注浆孔时,如井筒涌水量接近吊泵额定排水能力,必须停止钻进,提取钻具,关闭高压阀门,及时注浆。
2、对正常打钻排水采用电泵排至吊盘水箱,放入吊桶排至地面。
3、孔口管必须按设计孔位埋设牢固,并安设高压球阀(不小于15mpa)。注浆前,必须对止浆垫和孔口管进行耐压试验,试验压力必须大于注浆压力1mpa。孔口管试压经验收合格后方可钻进。确保孔口管的承压控水能力及安全装置灵活可靠。
4、钻进过程中如发现钻孔内水压、水量突然增大且喷孔严重,情况危急时可采取拆掉钻杆,关闭高压球阀及时向项目部汇报。
七、劳动组织与工期安排
1、劳动组织
预注浆施工井下采用“四六制”、地面采用“三八制”作业,具体见附表1。
2、工期安排
①排水清理4天。
②孔口管、设备及操作盘安装2天。
③打钻预注浆23天。
④拆除清理1天。
总计工期30天。
3、其它
本措施未尽事宜按《煤矿安全规程》(2001版)及《井主井井筒及井底车场、相关硐室掘砌工程施工组织设计》执行。
第2篇 井壁注浆施工技术 安全措施
一.工程概况
该井筒主要出水点在冻结段底部的大壁座段上下,并随冻结段解冻,井筒涌水量日益增加。井筒基岩段采用地面预注浆施工效果较好,实际揭露时基本无水,冻结段以下的20m范围内的基岩段井壁接茬出水点较多,根据施工时实际揭露的水文地质情况推测,该段出水点水源在冻结段的大壁座段;箕斗装载硐室及其相关井筒施工时,局部见渗水点(井筒-706m处北侧),目前,冻结段已大部分解冻,井筒涌水量达到30m3/h 左右,已具备井壁注浆条件。
根据施工合同及甲方和监理及验收规范要求,也为便于井底贯通巷道施工,决定对主井井筒进行基岩段壁后及冻结段壁内注浆堵水。
为了确保注浆安全顺利进行,特编制本措施。
二.注浆方案
整个注浆过程利用凿井吊盘采取由下而上分段注浆方式进行,对井筒基岩段出水点和冻结段壁座及内、外壁壁间进行注浆。
三.设备选型
基岩段及冻结段底部大壁座段壁后注浆,因注浆压力和注浆量较小,采用镇江煤矿设备厂生产的qzb-50/60型气动注浆泵,即可满足注浆要求;冻结段深度较大,且内外壁间施工时铺设单层聚乙烯塑料板,贯通性较好,注浆压力和注浆量均较大,故该段井壁采用葫芦岛市注浆泵厂生产的专用注浆泵(ztgz-60/210型)进行壁间注浆。
四.注浆孔的布置与施工及注浆参数
1、基岩段注浆孔的布置:
基岩段注浆采用壁后注浆的方式,根据井壁淋水的位置,主要在漏出水点或渗漏部位直接造孔,采用“顶水对点”布孔注浆的方式;涌水较大时亦可先在附近打斜孔导水,然后再对点造孔注浆;对砼井壁接茬漏水,采用挖补接茬布孔注浆方式;
注浆孔每个水平布置不少于6个,孔深2.5m,以穿透井壁进入围岩0.5~1.0m为宜;采取单液水泥浆充填,双液封堵的方式进行,达到堵水和加固井壁的目的。
2、冻结段注浆孔的布置:
该段为主要注浆充填目的段,冻结段底部大壁座段(从-274m以下)同基岩段,按壁后注浆法布孔注浆;表土段(-274m以上)井筒采用壁内注浆的方式进行布孔注浆。利用冻结段内壁施工时预埋的注浆管(-274m、-134.4m、-68.8m、+21.5m水平处,每层均布4根注浆管)自下而上进行注浆;夹层注浆如果上部有渗漏浆情况,采取间歇注浆或者加大浓度。
3、注浆参数
⑴工作压力:达到该处静水压力的1.2倍,3.0mpa。
⑵注浆终压:达到该处静水压力的2倍,5.0mpa。
⑶浆液配比:
单液浆配比:水灰比:1:1~0.8-0.6:1;
双浆液配比:c:s1为1:0.3~1:0.6,水玻璃浓度为36~40be。
⑷注浆量:以实际注入量为准。
五.注浆站布置
1、 壁后注浆设备的布置:井筒内布置压风管、供水管、通讯信号照明电缆、两路风筒及三层吊盘。风钻、注浆管路、注浆泵及浆液桶等机具布置在吊盘上,打眼施工等工序在中层盘上进行,注浆工作在下层盘进行,下吊盘实行全封闭状态;采用风动和人工搅拌水泥浆,要确保注浆连续进行。机具布置如附图所示。
2、 壁间注浆设备的布置:风钻、注浆管路等机具布置在吊盘上,打眼工作同上,注浆泵及浆液池等布置在地面,通过井壁固定的注浆管路对冻结段壁间进行注浆,设备布置如附图所示。
3、 布置原则:
① 在保持吊盘平衡条件下注浆设备布置在下吊盘适当位置。
② 储浆桶安设在泵缸入口附近,距入口越近越好。
③ 吸浆管包沙网,以防堵塞,各接头连接严密,防止漏浆。
④ 各种设备不要占用吊桶提升位置,保证吊桶正常提升。
详见注浆系统布置图。
六.注浆材料
采用p.o 42.5级新鲜水泥和水玻璃溶液(36~40be)。
七.注浆施工
㈠.准备工作
⑴. 摸清出水点、渗水部位及水源情况;
⑵. 备好施工材料(水泥、水玻璃、棉纱、麻丝等)和注浆泵、输浆管路、注浆管、大锤、牙钳等,并加工好非标准件(注浆管、混合器、浆液桶等);
⑶. 编制施工措施,施工队伍培训;
⑷. 注浆前,施工用所有模板撑开,将2#模板绳随吊盘提起,为注浆后下排水大泵电缆作准备;拆除两台抓岩机;并在井筒及连接处(马头门)经甲方、监理验收合格后进行。
⑸. 注浆前,要随时观察井筒出水点及涌水量变化情况,发现异常,及时向项目部及甲方、监理汇报。
⑹. 随凿井吊盘向上起,拆除井筒南侧的辅助风筒及其固定件;北侧主风筒下部拆除90m至装载硐室上口,同时修补或更换该路风筒以上部分,以确保下部工程施工安全。
㈡.注浆施工
⑴. 压水试验
连接好注浆管路后,开泵并运转正常后,打开进浆阀、关闭回浆阀,达到注浆压力,观察注浆系统有无漏水现象。
⑵. 注浆作业
预埋注浆管的孔,要上好阀门,安上混合器,并连输浆管路系统,要关闭进浆阀门、打开泄阀门,开泵用清水冲洗管路,一切正常后,打开进浆阀,关闭泄浆阀,向孔内压清水15分钟,然后停机,测定注浆孔静水的压力,压水试验压力要达到注浆压力的1.2倍。压水目的是为了冲洗管路及打开注浆通道。
注浆时,原则上用单液水泥浆注浆,达到设计注浆压力后用双液浆封孔。基岩段注浆时,如跑浆,则直接注双液浆;冻结段先注单液水泥浆,后用双液浆封孔。
注浆时,要设专人观察压力等数据。操作人员应随时观察注浆效果,及时调整注浆参数。
八.注浆结束标准
基岩段针对出水点以注浆堵水为原则,先单液、后双液,达到无明显出水点的目的;
冻结段注浆孔达到注浆终压及设计浆液注入量,经检查所注范围无漏水现象,并且以上段预埋注浆管出浆为原则,再注双液浆后,即可关闭孔口阀门结束注浆,夹层注浆充填密实为目的。
九.安全注意事项
1、吊盘所有施工人员必须佩戴保险带并生根牢固。
2、注浆施工人员必须佩戴防护眼镜、防护口罩及防护手套等劳保用品。
3、每孔注浆完毕后,必须用树脂药卷封闭严实。
4、注浆时,注浆人员要随时观察井壁情况,以及有无漏浆现象,发现异常及时采取措施进行处理。
5、若井壁漏浆严重,可以调节浆液浓度和凝固时间,并采用间歇式点注方法进行注浆。
6、注浆时,开启高压球阀、泄压阀人员及看吸浆笼头人员一定要与注浆操作人员配合好,以免出现高压伤人事故。
7、压力表必须安装在水玻璃的输送管路上,发现压力表失灵及时更换。
8、注浆人员要尽量远离注浆孔,开阀人员要站在混合器两侧,以免注浆管及阀门伤人。
9、信号工必须切实负责,吊桶上、下时,必须提前警示,并做到目迎目送,防止吊桶压人或落在注浆设备上。
10、 每次动吊盘后,必须通知绞车房重新作记号。
11、 本措施必须向全体参加注浆人员事先传达学习。
12、 未尽事宜严格按照《立井防坠措施》《矿山井巷工程施工及验收规范》和《煤矿安全规程》有关规定执行。
十.人员组织﹙见附表﹚
十一.工期争取10天结束
主要注浆材料及设备表
序号
名称
规格
单位
数量
1
水泥
p.o 42.5级
t
60
2
水玻璃
模数2.8~3.2
t
40
3
树脂药卷
箱
10
4
高压球阀
φ25mm
个
20
5
压力表
y100×10mpa
只
10
6
高压胶管
φ25mm
m
30
7
混合器
套
6
8
棉纱
kg
10
9
雨衣
套
40
10
防护眼镜
副
30
11
胶质手套
副
30
12
防护口罩
副
30
13
后木板
m2
4
14
注浆机
qzb-50/60型
ztgz-60/210型
台
各1
15
风动搅拌器
台
2
16
浆液桶
个
3
17
吸液管
m
30
18
kb-80开关
台
2
19
按钮开关
双向
个
4
20
o型密封圈
个
5
21
v型密封圈
个
30
22
梅花扳手
10件
套
1
23
活口扳手
15#、12#、10#
把
各2
24
管钳
把
2
25
螺丝刀
12#、10#、8#
把
各2
26
麻丝
kg
10
劳 动 组 织 表
工种
序号
岗位工
人数
备注
地
面
小
班
1
信号工
2
2
把钩工
2
3
电工
1
4
机修工
2
5
风动搅拌工
2
6
地面记录员
1
7
班长
1
小计
11
合计
33
井
下
小
班
1
信号工
2
2
把钩工
2
3
电工
1
4
机修工
1
5
风动搅拌工
2
6
注浆人员
2
7
打眼人员
2
8
班长
2
9
技术员
1
10
值班队长
1
小计
16
合计
48
总计
81
说明:采用三八制作业
注浆工艺流程图
第3篇 基岩段工作面打钻探水、预注浆施工技术安全措施
一、概况
1、工程概况
生建煤矿位于焦庙镇，设计生产能力0.45mt/a,采用立井开拓方式,冻结法施工,主井筒深567.5m,其中冻结段483.7m,基岩段83.8m,设计井筒净直径4.5m,基岩段壁厚350～1000mm,砼标号c30,主井套砌内壁结束后,先进行工作面排水、清淤泥工作,接着进行打钻探水及工作面预注浆工作。
2、地质及水文条件
（1）地质情况
基岩段起止标高-457.78～-567.5m,地层为二叠系。二叠系地层上部为风化带,厚度26.72m。在-490.21～-496.8处为一层厚6.59m破碎带。基岩段通过岩性为粉砂岩6.51m，粉砂岩70.7m。
（2）水文情况
主井井筒检查孔共打两个钻孔。一号钻孔全孔进行了系统简易水文观测并详细记录泥浆消耗量，在孔深482.19m～-490.21m处泥浆消耗量大，最大漏失量0.6m3/h，未作抽水试验。
二号钻孔全孔进行了系统简易水文观测并详细记录泥浆消耗量，全孔泥浆消耗量0～0.2m3/h之间变化。
含水层：检2号共揭露4个含水层组。第四系含水层组、第三系含水层组、基岩风氧化带含水层、基岩含水层。
其中472.51～-530.00m为基岩含水层。岩性为粉砂层，岩芯完整，基本不含水，钻进过程中没有发生漏水现象。但是与检2号孔相距大约100m的检1号孔钻进过程中，此层位曾经漏水。所以风氧化带下部的基岩含水性较弱，但在裂隙带中含有一定的裂隙水。
3、技术准备
（1）组织技术与管理人员认真学习技术措施。
（2）开工前对技术人员，管理人员及施工人员做好技术交底。
（3）组织测量对标高进行复核校验。
4、施工队伍
施工队由原施工表土段的济西主井队及机运队抽调技术素质好、经验丰富的人员进行工作面预注浆施工，作业前对所有施工人员按iso9002标准及zm71/qp418-1999《培训控制程序》要求组织学习培训。
5、设备、材料准备
（1）预注浆施工所用钻机、注浆机、排水泵、搅拌机等设备进行全面维修、调试、试运转。
（2）按附表2所列的打钻、注浆施工所需设备、配件、材料消耗表进行配置。
二、注浆参数的确定
1、注浆孔数
根据主井井筒净直径及井筒所要穿过地层的水文地质情况，确定8个注浆孔，孔与孔互相夹角45º,同心圆等距离布置,孔间距1.413m，孔径90mm。
2、布孔圈径
布孔圈径为ф3.6m,孔中心线距井壁450mm。
3、注浆材料
采用单液水泥浆为主,适时采用水泥---水玻璃双液浆。
选用新鲜32.5r普硅水泥；水玻璃模数为2.8～3.1，其浓度为38-40be；工业级三乙醇胺和工业食盐。
4、浆液注入量
根据孔内实际情况,预计浆液注入量按公式v=aπr2hηβ/m计算
式中：a---表示浆液损失系数,取a=1.5；
r---表示浆液扩散半径,r取8m；
h---表示注浆段高,85m；
η---表示岩层裂隙率,3%；
β---表示浆液在裂隙内的有效充填系数,取0.9；
m---表示浆液结石率,取m=0.85；
经计算:v=813.9m3
按浆液水灰比1:1计算水泥用量为813.9×0.75=610.4t,水玻璃约需20t,三乙醇胺需610.4×0.5%=3.05t,食盐约需30.5t。
5、浆液起始浓度及其调整
浆液起始水灰比为1:1;随着注浆压力的变化,水灰比可调整为0.8:1,0.6:1。
使用双液浆时,水泥水灰比为1:1,水泥浆和水玻璃浆的体积比为1.5:1～1.5:0.5。
注浆过程中浆液浓度应先稀后浓遂级调节，调整步骤为:当某一级浓度的浆液注入20～30min后,吸浆量不减或者压力不升时,提高一级浆液浓度,当浆液浓度提高到0.6:1时,仍不见升压,应及时改注双液浆。
注浆以单液为主、双液浆作为最后封孔。
在压水实验时,如果泵量为200l/min、泵压低或无压力时,应考虑注双液浆。
6、注浆段高
根据主井基岩段深度为83.8m,基岩含水层标高为472.51～530.00m,本次注浆段高初定为94m,一次注完。
7、注浆方式
本次注浆采用下行式注浆，遇水就注，再扫孔复注直至终孔位置。
在钻眼时，若孔内出水或岩层松散，无法钻进时则停钻，撤钻杆钻机，进行注浆，待注浆结束再开孔，依次循环钻进、注浆。
8、注浆压力
注浆压力的大小，直接影响浆液的扩散距离，经测试该段静水压力为4mpa,注浆终压
取静水压力的3倍,本次注浆终压取12mpa。
9、注浆结束的标准
注浆施工为隐蔽性工程,为保证注浆质量和堵水效果,每一孔段注浆都必须达到终压、终量和注入量的设计要求。在达到设计终压后，泵的流量在50～60l/min，稳定20～30min，才可结束该孔段的注浆。
在8个注浆孔全部施工结束后，利用中间排水孔打钻孔，估算井筒涌水量，如井筒涌水量小于10m3/h，可结束注浆；若大于10m3/h，则采用打分支定向孔的办法进行补充注浆，确保开凿基岩段时，涌水量小于10m3/h。
三、注浆前的准备工作
1、止浆垫的注浆加固
（1）止浆垫厚度
止浆垫厚度参照公式bn=por/[ó]+0.3r计算,经计算止浆垫厚度为2.2m。
（2）止浆垫在冻结段套壁之前与外壁同时施工1.2m，套壁结束后又施工1m，止浆垫总厚度2.2m砼标号c55。由于迎头出水，打止浆垫时，先铺了一层碎石滤水层，预埋一个ф219排水管，打钻之前利用φ219排水管对止浆垫进行注浆加固，如止浆垫漏水时采用双液浆封堵，利用排水管对止浆垫加固无效果时,可采用1#～8#孔口管打钻对止浆垫进行注浆加固。
2、孔口管的安装
孔口管采用ф108无缝钢管，每根长度为2.950m,外焊螺旋筋,采用ф131钻头打眼,砂浆封实,按图1及图2位置、深度预埋孔口管8根。孔口管上焊法兰盘，法兰盘上连接高压球阀，钻具通过高压球阀钻进。
3、钻机的布置
钻机选用sgz-ia型，安装在工作盘上，工作盘下面用6根ф100mm、长2.4m钢管等距离布置作支撑。另外为防止钻眼时工作盘晃动，用手拉葫芦配钢丝绳索固定于孔口管上。工作盘距迎头以2.4m为宜。
吊盘松至距工作面8m左右，利用吊盘悬挂滑轮，提升钻杆。
钻机固定①钻机底盘与工作盘用m12螺丝连接固定；②用手拉葫芦配绳索，固定于孔口管上。钻机固定前应校对位置，保证悬吊点与钻杆中心及孔口管中心保持一致。
表1sgz-ia型钻机技术参数
| 钻进能力 | 开孔110 mm 终孔75mm | 钻深 | 150m |
| 卷扬能力 | 10kn | 立轴行程 | 400mm |
| 立轴内径 | 46mm | 机身回程 | 300mm |
| 重量 | 840kg |
4、注浆设备
注浆使用一台日本hfv-c型液压驱动注浆泵,流量为0～200l/min,最大压力21mpa。
上一页12下一页水泥浆搅拌机采用js-1000型搅拌机拌浆。
表2 hfv-c型注浆泵技术参数
| 工作压力 | 30-130kg/cm2 | 吸入口径 | 65mm |
| 流量 | 0～200l/min | 吐出口径 | 40mm |
| 缸径 | 100mm | 电动机 | 22×4kw×p |
| 行程 | 300mm |
5、注浆、排水、供水管路
注浆管采用ф50钻杆作为注浆管，由地面大抓稳车悬吊，输浆管露出地面1m左右，用垫叉固定于封口盘上。
排水管路采用ф108钢管，由地面两台稳车悬吊。
供水管采用ф57钢管随压风管悬吊。
四、注浆施工工艺
1、注浆钻孔的施工
①按孔号1#、5#、3#、7#、2#、6#、4#、8#顺序施工，最后施工中心检查孔。
②每进尺15-20m测斜一次，如发现孔斜过大，则封孔，重新钻进，如果相邻两个注浆孔偏斜方位相反，落平点间距超过浆液有效半径控制范围，则必须补孔。
③施工完一个孔后则注浆，待注浆完毕方可施工第二孔。
2、造浆站布置与注浆站布置
浆液搅拌采用js-1000型搅拌机搅拌，制造浆液时，水泥必须过筛，浆液必须搅拌均匀，方可输入贮浆桶内，贮浆桶内浆液用风动搅拌器搅拌，防止沉淀，注浆泵放置在井口搅拌站附近，浆液通过ф50钻杆与井下混合器及高压球阀连接，进行注浆，每孔注浆要连续不断，达到结束标准后方可停注。
3、注浆泵与阀门的操作程序
（1）注浆前先把吸浆管笼头放入清水桶内，关闭孔口进浆阀，打开混合器泄浆阀，检查注浆泵的工作情况及管路是否畅通。
（2）打开孔口进浆阀，关闭混合器泄浆阀，然后慢慢减少孔口量，用清水作耐压试验，超过终压0.5-1mpa,即合乎要求。
（3） 注入10分钟至20分钟清水,一切正常后方可正式注浆,注双液浆时,先把吸水玻璃笼头放入玻璃浆桶内,注30秒后,再把吸水泥浆笼头放入水泥浆桶内,开始正式注浆。结束注浆后,先把吸水玻璃笼头放入清水桶中,后把水泥浆笼头放入清水桶中,先关闭孔口管进浆阀再打开泄浆阀后,用清水冲洗注浆泵及管路、球阀、混合器等。
4、注浆施工顺序
先注清水、水玻璃（冲开裂隙通道、润滑裂隙）先稀后浓注单液浆（水泥浆）
最后注双液浆封孔。
5、浆液流程
js-1000型搅拌机拌料泥浆桶hfv-c型液压驱动注浆泵ф50钻杆作浆液管与井下混合器及高压球阀连接孔口管基岩段
五、质量标准
1、注浆材料外加剂的质量性能等必须符合设计要求和规范规定,要严格检查出厂合格证,化验单和试验报告。
2、注浆前对注浆材料进行试验,按配比测定凝固时间。
3、孔口管、止浆垫均进行清水抗压试验，试验压力应大于注浆终压。
4、发现问题立即汇报，及时采取措施处理。
5、认真填写各种原始记录。
六、注浆孔钻进及注浆施工安全技术措施
（一）注浆孔钻进安全技术措施
1、在正常钻进中，应经常检查钻机稳定性，准确丈量孔内钻具及机上余尺，及时填入班报内并妥善保管。
2、下钻时应认真检查钻具，有弯曲，磨损严重不得使用，接钻杆前应对钻杆吹孔,接钻杆时要缠麻。更换冲击器时不准更换钻头。如需更换钻头必须在钻孔开孔前进行更换。
3、下钻要稳，避免冲撞，遇阻时应及时提钻，排除障碍，钻具距孔底1.0m时,进行先冲孔后钻进。
4、加钻杆前，应尽量把孔内岩粉冲净，并提钻杆，使钻头离孔底0.5m以上方可加钻杆。
5、钻进过程中，如遇涌水时应准确记录起止深度，测量涌水量，提钻杆，准备注浆。
6、钻机钻进时，若遇松软岩层，要慢速适当加压法钻进，遇石灰岩等岩层比较硬时，要轻压，快速法钻进。
7、钻进结束后，应及时冲洗钻孔，当孔口冒清水无岩粉时即可拨钻杆，测静水压力注清水试压并详细记录,注入量、压力等数据,为注浆提供依据。
8、钻进过程中如发现钻孔内水压、水量突然增大以及顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，及时汇报项目部进行处理。
9、在井筒工作面打钻、注浆人员应严格遵守立井施工《煤矿安全规程》、《钻探操作规程》及一切安全管理制度。
（二）注浆施工安全技术措施
1、施工前应对参加施工人员进行安全技术教育，传达措施做到人人心中有数，定岗、定位责任明确。
2、注浆前试验站应按单液浆及双液浆各种设计配比测定凝胶时间，当更换水泥等注浆材料品种时，应重新测定凝胶时间。
3、注浆司泵工必须按操作规程认真操作，并随时注意注浆压力，吸浆量的变化情况，对高压系统各部件认真检查，发现问题及时修复更换，确保注浆安全。每次注浆前应对供电、供风、搅拌、注浆设备认真检查，发现问题及时处理。
4、井下与地面联系的信号，通讯必须畅通无阻；井下注浆人员与地面开注浆泵人员经常保持联系，以确保注浆安全。
5、注浆人员配戴防护眼睛，胶质手套，造浆人员戴防尘口罩。
6、拌浆人员严格掌握浆液配比，按设计配比拌浆。为防止水泥纸、纸屑、石子及其它杂物进入泥浆池，放浆口应设过滤网。泥浆桶内设置风动搅拌器搅拌，以防泥浆沉淀。
7、吊盘、工作盘必须固定牢固可靠。在吊盘上作业人员必须佩戴安全带并做到生根牢固，高挂低用。
8、井下信号，把钩工应定人定岗，按章操作。
9、注浆期间要设专人注意观察止浆垫及井壁是否有变形、跑浆、漏浆等现象，发现问题及时处理。处理方法：可采用缩短凝胶时间、间歇注浆、打入铁楔、棉纱等方法处理。
10、注浆泵及电气设备设专人检查维护、保证正常运转。
11、泄压管路出水口应避开人员并用铁丝固定于孔口管上。接头绑扎牢固。
（三）机电运输安全管理措施
1、上下钻机及注浆机时应通知绞车司机慢速行驶，通过吊盘时要有专人看护。
2、吊运钻机或注浆机时必须使用钩头配5分钢丝绳索并保证绑扎牢固，安全可靠。
3、施工现场所有用电设备严格按照井下用电设备要求选用，并安装保护装置。
4、每天安排专人检查井壁发现有结冰等安全隐患时及时处理，保证安全施工。
5、下吊盘至工作盘之间需安设软梯一路，以便工作人员上、下及避灾。
6、井口到吊盘之间应安装安全梯一个，由专用稳车悬吊，以便井下出现故障或灾害时，人员能够顺利升井。
（四）钻孔防突水措施
1、钻孔施工前井筒内应安装80dg-75×10型吊泵(杨泵750m,流量54.7m3/l)及φ108排水管路，并保证在钻孔突水时能正常运转及时排水。当钻进注浆孔时，如井筒涌水量接近吊泵额定排水能力，必须停止钻进，提取钻具，关闭高压阀门，及时注浆。
2、对正常打钻排水采用电泵排至吊盘水箱，放入吊桶排至地面。
3、孔口管必须按设计孔位埋设牢固，并安设高压球阀（不小于15mpa）。注浆前，必须对止浆垫和孔口管进行耐压试验，试验压力必须大于注浆压力1mpa。孔口管试压经验收合格后方可钻进。确保孔口管的承压控水能力及安全装置灵活可靠。
4、钻进过程中如发现钻孔内水压、水量突然增大且喷孔严重，情况危急时可采取拆掉钻杆，关闭高压球阀及时向项目部汇报。
七、劳动组织与工期安排
1、劳动组织
预注浆施工井下采用“四六制”、地面采用“三八制”作业，具体见附表1。
2、工期安排
①排水清理4天。
②孔口管、设备及操作盘安装2天。
③打钻预注浆23天。
④拆除清理1天。
总计工期30天。
3、其它
本措施未尽事宜按《煤矿安全规程》（2001版）及《井主井井筒及井底车场、相关硐室掘砌工程施工组织设计》执行。
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第4篇 回风立井井筒注浆施工技术及安全措施
一、工程概况
由浙江中宇潞阳瑞龙项目部承建的潞阳瑞龙公司回风立井井筒现已成井至226m，工作面垂深226m。2012年4月25日17时，在对工作面进行边探边掘的施工过程中，钻孔出现涌水，经监理部、矿方地测部派专人下井实测，涌水量为10.2m3/h。井筒施工已无法正常进行。为此，项目部在抓紧时间排水的同时，与矿方协商沟通后，确定采用提前注浆措施治水，达到提前封堵k2上灰岩裂隙水目的。为了安全有效顺利地完成本次注浆工作，特编制本次注浆施工技术安全措施。
二、地质及水文地质概况
1、地质概况
目前井筒施工到“上统太原组（c3t）”，该组地质概况为：自k1砂岩底至k7砂岩底，连续沉积于下伏本溪组地层之上，属海陆交互相沉积，与下伏地层整合接触。为全井田主要含煤地层之一。厚93.76-132.35m，平均129.03m。由灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰白色砂岩，3－5层石灰岩及12层煤组成。灰岩一般为4层，层位稳定，可作为良好标志，自下而上编号为k2下、k2、k3、k4，，本次注浆主要封堵该组岩裂隙水。
2、水文地质概况
本次探水孔涌水为基岩段掘砌以来第一次出水，井筒实测地层与井筒预测地柱状图地层基本相符，但通过实际涌水量来看，岩层含水层涌水量与提供的涌水量差别较大。根据经验公式，取两倍的钻孔涌水量为井筒预计涌水量，即：井筒涌水量q=20.4m3/h。
三、注浆布孔及深度
考虑水文地质条件和现有的设备、能力，以及其它经济效益、时间及工期，本次注浆采用提前在工作面直接堵漏注浆，利用岩帽注浆，由于井筒到底的深度还剩44m，而伞钻钻孔能力为6m，因此，注浆施工按照：每次施工工作面向下推进4m之后，在井筒荒径轮廓内周边眼位置布孔，钻孔向外倾斜，径向倾角为5o～10o，孔深3500mm,以保证在井筒荒径轮廓线之外形成一定厚度的注浆壁。钻孔深度根据含水层的厚度及设备能力，采用边探边掘、边注浆的施工方法通过。
四、注浆参数
1、根据第一次出水后的实测静水压力为19.2kg/cm2，来确定本次注浆的压力注浆压力取静水压力的1.5倍，即28.8kg/cm2。
2、注浆孔数
n=[π（d-2a）]/l
式中d---井筒荒径，m d=5.8m
a---注浆孔与井壁距离，a取0.1m ，l---注浆间距，设计为3m
代入上式得注浆孔数n=5.86个，取6个。
3、浆液注入量
q=aπr2hηβ/m
式中q---浆液注入量，m3a---浆液消耗系数，取1.5
r---浆液有效扩散半径，设计扩散距离为3m；钻孔至井中的距离为3m，有效扩散半径为3m+3m=6m。
h---注浆段总高度，取44m η---岩层裂隙率，取2%
β---浆液充填系数，取0.85 m---结石率， 取85%
代入上式得q=149.21m3,需用水泥:149.21×0.75=111.9吨。
五、注浆孔施工
用yt-28型钻机，配中空六方钢钎（1.5m）φ42mm“一”字形合金钻头造孔钻进，一直钻至3.5m深，若水大或因塌孔钻不到底时，可提前停钻，紧接着埋入φ42mm一头车有马牙扣的注浆管，注浆管外缠上麻丝，顶端安装球阀，以便放水或注浆。
六、注浆作业
首先打设止浆垫，厚度为1米的混凝土，然后打设注浆孔，根据现场实际情况，可采取壁后注浆，注浆孔为每模均匀布置8个。
⑴注浆工艺
注浆泵采用kby-50/70型双液注浆泵，拌浆采用hjb型搅拌机，配置一个水泥浆池，一个水玻璃浆池，一个清水桶。
⑵浆液类型
浆液采用新鲜的p.o.42.5r水泥单液浆为主，各孔注浆结束前采用水泥和玻璃水双液浆封孔。玻璃水选用模数2.3～3.4,浓度30～40be。
⑶压水
各孔注浆前，要压入10～20min清水，目的是冲洗裂隙通道中的充填物，提高浆液结石体与裂隙面的粘结强度，另外，也可根据此检查各管路的漏水情况。
⑷浆液的调配
浆液的浓度一般选用2:1、1.25:1、1:1、0.8:1选择水泥-玻璃水液浆时，玻璃水与水泥浆的体积比为1:1～0.4:1。
初期注浆的浆液浓度根据压水时的压力及压水量合理选择。当压力不变，连续注入30min，吸浆量不变，可适当调浓浆液。反之，压力上值很快时，可适当调稀浆液浓度，当压力缓缓上升，吸浆量逐渐减少，一直达到终压按结束注浆标准结束。
七、结束注浆
正常情况下，注浆压力由小逐渐增大，注浆流量由大到小，当注浆压力达到设计的泵压时，注浆流量小于50l/min，且稳定20min即可结束注浆。
特殊情况下，在大裂隙岩层注浆，经浆液浓度变换，仍达不到终压与终量的标准时，要采用间歇法注浆，直至符合上述结束标准。
对于细小裂隙注浆，当注2:1～1.5:1稀浆，压力仍上升很快，而吸浆量迅速减少时，可进行预处理：即先压水1m3左右，接着压注0.5m3左右30～40be水玻璃，紧接着再压注0.5～1m3清水，并注浆。
八、井筒开挖条件
井筒注浆达到结束标准后，经分析注浆资料，注浆质量确认达到注浆效果后方准恢复掘进。分析注浆堵水效果主要依据以下资料：
a、注浆终压与终量，必须符合其规定的标准。
b、浆液的注入量基本符合设计的数据。
c、要求先施工井中en向注浆孔，井中ws向最后一个注浆孔作为注浆结束前放水试验孔，要求该孔剩余涌水量不于0.5m3/h。
d、要求各个注浆孔孔间距尽量相等，以保证形成所要求的注浆壁厚度。
e、井筒施工的排水系统随时都处于完好状态，如工作面一旦涌水，排水系统能立即投入正常运转。
九、注浆施工质量及安全技术措施
1、注浆材料要有质保书、化验单，不符合技术要求的材料不准使用。
2、浆液中不得混入纸片及水泥硬块，以防堵塞管路。
3、岩石裂隙中注浆，先期注浆孔注浆量大，后期注浆孔注入量小，因此，一定要保证先期注浆孔的施工质量。
4、注浆过程中，要设专人观察注浆压力和吸浆量的变化情况，发现异常现象即时采取措施处理。
5、注浆过程中，技术员要紧跟至现场，指导钻孔和注浆施工，收集第一手资料，并对收集的资料，即时整理分析，便于指导下一步施工，提出调整或修改注浆参数参考意见，评价注浆效果。
6、注浆设备试运转：注浆机具及管路系统要满足设计的最大注浆压力和流量的要求：注浆泵流量的调节装置、测试仪表及除尘设备等要使用可靠。
7、下止浆塞及连接孔口管路：管路连接处达到不漏水，在设计最大压力条件下，维持5分钟不泄压为合格。
8、注浆过程中，施工人员要佩戴安全防护手套、眼镜。
9、注浆期间，设专人观察上部井壁是否有漏水漏浆现象，发现异常，立即停注。
10、施工人员严格按照操作规程操作注浆用机械、设备。
11、各辅助系统运转按回风立井施工要求及《回风立井作业规程》执行。
12、其它安全措施执行《煤矿安全规程》的有关规定。
十、劳动组织
采用三八作业制，每小班人员安排如下：
1、打钻
①井下
跟班队长 1人 ①井上（电修工兼井下）
班长 1人 电工 1人
机手 2人 维修工 1人
信号工 1人 把钩工 1人
泵工 1人 信号工 1人
坐盘 1人 绞车司机 2人
看阀门 1人 合计 6人
合计 8人
总计每小班14人
2、注浆
②井下 ②井上（电修工兼井下）
跟班队长 1人 搬运 2人
班长 1人 电修工 1人
注浆工 3人 信号工 1人
搅拌 2人 绞车司机 2人
井观测 1人 看水龙头 1人
信号工 1人 合计 7人
坐盘 1人
泵工 2人
看水龙头 1人
合计 13人
总计每小班20人
跟班人员：（不包括项目部管理人员）
项目部领导 1人
技术员 1人
队长 1人
十一、材料、机具准备
| 序号 | 名 称 | 规格 型号 | 单位 | 数量 |
| 1 | 普硅水泥 | p.o.42.5 | 吨 | 112 |
| 2 | 水玻璃 | 模数2.3～3.4浓度30～40be | 吨 | 56 |
| 3 | 高压球阀 | φ42mm | 个 | 30 |
| 4 | 无缝钢管 | φ42×2m （一头带扣） | 根 | 15 |
| 5 | 无缝钢管 | φ42×1.5m （一头带扣） | 根 | 10 |
| 6 | 止浆塞 | 套 | 60 | |
| 7 | 麻丝 | 公斤 | 10 | |
| 8 | 双液注浆泵 | kby-50/70 | 台 | 1 |
| 9 | 搅拌机 | hjb型 180l | 台 | 1 |
| 10 | 水泥浆池 | 个 | 1 | |
| 11 | 水玻璃浆池 | 个 | 1 | |
| 12 | 清水桶 | 个 | 1 | |
| 13 | 钻机 | yt-28 | 台 | 2 |
| 14 | 风镐 | n10 | 台 | 2 |
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第5篇 回风立井井筒注浆施工技术安全措施
一、工程概况
由浙江中宇潞阳瑞龙项目部承建的潞阳瑞龙公司回风立井井筒现已成井至226m,工作面垂深226m。2022年4月25日17时,在对工作面进行边探边掘的施工过程中,钻孔出现涌水,经监理部、矿方地测部派专人下井实测,涌水量为10.2m3/h。井筒施工已无法正常进行。为此,项目部在抓紧时间排水的同时,与矿方协商沟通后,确定采用提前注浆措施治水,达到提前封堵k2上灰岩裂隙水目的。为了安全有效顺利地完成本次注浆工作,特编制本次注浆施工技术安全措施。
二、地质及水文地质概况
1、地质概况
目前井筒施工到“上统太原组(c3t)”,该组地质概况为:自k1砂岩底至k7砂岩底,连续沉积于下伏本溪组地层之上,属海陆交互相沉积,与下伏地层整合接触。为全井田主要含煤地层之一。厚93.76-132.35m,平均129.03m。由灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰白色砂岩,3-5层石灰岩及12层煤组成。灰岩一般为4层,层位稳定,可作为良好标志,自下而上编号为k2下、k2、k3、k4,,本次注浆主要封堵该组岩裂隙水。
2、水文地质概况
本次探水孔涌水为基岩段掘砌以来第一次出水,井筒实测地层与井筒预测地柱状图地层基本相符,但通过实际涌水量来看,岩层含水层涌水量与提供的涌水量差别较大。根据经验公式,取两倍的钻孔涌水量为井筒预计涌水量,即:井筒涌水量q=20.4m3/h。
三、注浆布孔及深度
考虑水文地质条件和现有的设备、能力,以及其它经济效益、时间及工期,本次注浆采用提前在工作面直接堵漏注浆,利用岩帽注浆,由于井筒到底的深度还剩44m,而伞钻钻孔能力为6m,因此,注浆施工按照:每次施工工作面向下推进4m之后,在井筒荒径轮廓内周边眼位置布孔,钻孔向外倾斜,径向倾角为5o~10o,孔深3500mm,以保证在井筒荒径轮廓线之外形成一定厚度的注浆壁。钻孔深度根据含水层的厚度及设备能力,采用边探边掘、边注浆的施工方法通过。
四、注浆参数
1、根据第一次出水后的实测静水压力为19.2kg/cm2,来确定本次注浆的压力注浆压力取静水压力的1.5倍,即28.8kg/cm2。
2、注浆孔数
n=[π(d-2a)]/l
式中d---井筒荒径,m d=5.8m
a---注浆孔与井壁距离,a取0.1m ,l---注浆间距,设计为3m
代入上式得注浆孔数n=5.86个,取6个。
3、浆液注入量
q=aπr2hηβ/m
式中q---浆液注入量,m3a---浆液消耗系数,取1.5
r---浆液有效扩散半径,设计扩散距离为3m;钻孔至井中的距离为3m,有效扩散半径为3m+3m=6m。
h---注浆段总高度,取44m η---岩层裂隙率,取2%
β---浆液充填系数,取0.85 m---结石率, 取85%
代入上式得q=149.21m3,需用水泥:149.21×0.75=111.9吨。
五、注浆孔施工
用yt-28型钻机,配中空六方钢钎(1.5m)φ42mm“一”字形合金钻头造孔钻进,一直钻至3.5m深,若水大或因塌孔钻不到底时,可提前停钻,紧接着埋入φ42mm一头车有马牙扣的注浆管,注浆管外缠上麻丝,顶端安装球阀,以便放水或注浆。
六、注浆作业
首先打设止浆垫,厚度为1米的混凝土,然后打设注浆孔,根据现场实际情况,可采取壁后注浆,注浆孔为每模均匀布置8个。
⑴注浆工艺
注浆泵采用kby-50/70型双液注浆泵,拌浆采用hjb型搅拌机,配置一个水泥浆池,一个水玻璃浆池,一个清水桶。
⑵浆液类型
浆液采用新鲜的p.o.42.5r水泥单液浆为主,各孔注浆结束前采用水泥和玻璃水双液浆封孔。玻璃水选用模数2.3~3.4,浓度30~40be。
⑶压水
各孔注浆前,要压入10~20min清水,目的是冲洗裂隙通道中的充填物,提高浆液结石体与裂隙面的粘结强度,另外,也可根据此检查各管路的漏水情况。
⑷浆液的调配
浆液的浓度一般选用2:1、1.25:1、1:1、0.8:1选择水泥-玻璃水液浆时,玻璃水与水泥浆的体积比为1:1~0.4:1。
初期注浆的浆液浓度根据压水时的压力及压水量合理选择。当压力不变,连续注入30min,吸浆量不变,可适当调浓浆液。反之,压力上值很快时,可适当调稀浆液浓度,当压力缓缓上升,吸浆量逐渐减少,一直达到终压按结束注浆标准结束。
七、结束注浆
正常情况下,注浆压力由小逐渐增大,注浆流量由大到小,当注浆压力达到设计的泵压时,注浆流量小于50l/min,且稳定20min即可结束注浆。
特殊情况下,在大裂隙岩层注浆,经浆液浓度变换,仍达不到终压与终量的标准时,要采用间歇法注浆,直至符合上述结束标准。
对于细小裂隙注浆,当注2:1~1.5:1稀浆,压力仍上升很快,而吸浆量迅速减少时,可进行预处理:即先压水1m3左右,接着压注0.5m3左右30~40be水玻璃,紧接着再压注0.5~1m3清水,并注浆。
八、井筒开挖条件
井筒注浆达到结束标准后,经分析注浆资料,注浆质量确认达到注浆效果后方准恢复掘进。分析注浆堵水效果主要依据以下资料:
a、注浆终压与终量,必须符合其规定的标准。
b、浆液的注入量基本符合设计的数据。
c、要求先施工井中en向注浆孔,井中ws向最后一个注浆孔作为注浆结束前放水试验孔,要求该孔剩余涌水量不于0.5m3/h。
d、要求各个注浆孔孔间距尽量相等,以保证形成所要求的注浆壁厚度。
e、井筒施工的排水系统随时都处于完好状态,如工作面一旦涌水,排水系统能立即投入正常运转。
九、注浆施工质量及安全技术措施
1、注浆材料要有质保书、化验单,不符合技术要求的材料不准使用。
2、浆液中不得混入纸片及水泥硬块,以防堵塞管路。
3、岩石裂隙中注浆,先期注浆孔注浆量大,后期注浆孔注入量小,因此,一定要保证先期注浆孔的施工质量。
4、注浆过程中,要设专人观察注浆压力和吸浆量的变化情况,发现异常现象即时采取措施处理。
5、注浆过程中,技术员要紧跟至现场,指导钻孔和注浆施工,收集第一手资料,并对收集的资料,即时整理分析,便于指导下一步施工,提出调整或修改注浆参数参考意见,评价注浆效果。
6、注浆设备试运转:注浆机具及管路系统要满足设计的最大注浆压力和流量的要求:注浆泵流量的调节装置、测试仪表及除尘设备等要使用可靠。
7、下止浆塞及连接孔口管路:管路连接处达到不漏水,在设计最大压力条件下,维持5分钟不泄压为合格。
8、注浆过程中,施工人员要佩戴安全防护手套、眼镜。
9、注浆期间,设专人观察上部井壁是否有漏水漏浆现象,发现异常,立即停注。
10、施工人员严格按照操作规程操作注浆用机械、设备。
11、各辅助系统运转按回风立井施工要求及《回风立井作业规程》执行。
12、其它安全措施执行《煤矿安全规程》的有关规定。
十、劳动组织
采用三八作业制,每小班人员安排如下:
1、打钻
①井下
跟班队长 1人 ①井上(电修工兼井下)
班长 1人 电工 1人
机手 2人 维修工 1人
信号工 1人 把钩工 1人
泵工 1人 信号工 1人
坐盘 1人 绞车司机 2人
看阀门 1人 合计 6人
合计 8人
总计每小班14人
2、注浆
②井下 ②井上(电修工兼井下)
跟班队长 1人 搬运 2人
班长 1人 电修工 1人
注浆工 3人 信号工 1人
搅拌 2人 绞车司机 2人
井观测 1人 看水龙头 1人
信号工 1人 合计 7人
坐盘 1人
泵工 2人
看水龙头 1人
合计 13人
总计每小班20人
跟班人员:(不包括项目部管理人员)
项目部领导 1人
技术员 1人
队长 1人
十一、材料、机具准备
序号
名称
规格 型号
单位
数量
1
普硅水泥
p.o.42.5
吨
112
2
水玻璃
模数2.3~3.4浓度30~40be
吨
56
3
高压球阀
φ42mm
个
30
4
无缝钢管
φ42×2m
(一头带扣)
根
15
5
无缝钢管
φ42×1.5m
(一头带扣)
根
10
6
止浆塞
套
60
7
麻丝
公斤
10
8
双液注浆泵
kby-50/70
台
1
9
搅拌机
hjb型 180l
台
1
10
水泥浆池
个
1
11
水玻璃浆池
个
1
12
清水桶
个
1
13
钻机
yt-28
台
2
14
风镐
n10
台
2
第6篇 井壁注浆施工技术安全措施模版
一.工程概况
该井筒主要出水点在冻结段底部的大壁座段上下,并随冻结段解冻,井筒涌水量日益增加。井筒基岩段采用地面预注浆施工效果较好,实际揭露时基本无水,冻结段以下的20m范围内的基岩段井壁接茬出水点较多,根据施工时实际揭露的水文地质情况推测,该段出水点水源在冻结段的大壁座段;箕斗装载硐室及其相关井筒施工时,局部见渗水点(井筒-706m处北侧),目前,冻结段已大部分解冻,井筒涌水量达到30m3/h 左右,已具备井壁注浆条件。
根据施工合同及甲方和监理及验收规范要求,也为便于井底贯通巷道施工,决定对主井井筒进行基岩段壁后及冻结段壁内注浆堵水。
为了确保注浆安全顺利进行,特编制本措施。
二.注浆方案
整个注浆过程利用凿井吊盘采取由下而上分段注浆方式进行,对井筒基岩段出水点和冻结段壁座及内、外壁壁间进行注浆。
三.设备选型
基岩段及冻结段底部大壁座段壁后注浆,因注浆压力和注浆量较小,采用镇江煤矿设备厂生产的qzb-50/60型气动注浆泵,即可满足注浆要求;冻结段深度较大,且内外壁间施工时铺设单层聚乙烯塑料板,贯通性较好,注浆压力和注浆量均较大,故该段井壁采用葫芦岛市注浆泵厂生产的专用注浆泵(ztgz-60/210型)进行壁间注浆。
四.注浆孔的布置与施工及注浆参数
1、基岩段注浆孔的布置:
基岩段注浆采用壁后注浆的方式,根据井壁淋水的位置,主要在漏出水点或渗漏部位直接造孔,采用“顶水对点”布孔注浆的方式;涌水较大时亦可先在附近打斜孔导水,然后再对点造孔注浆;对砼井壁接茬漏水,采用挖补接茬布孔注浆方式;
注浆孔每个水平布置不少于6个,孔深2.5m,以穿透井壁进入围岩0.5~1.0m为宜;采取单液水泥浆充填,双液封堵的方式进行,达到堵水和加固井壁的目的。
2、冻结段注浆孔的布置:
该段为主要注浆充填目的段,冻结段底部大壁座段(从-274m以下)同基岩段,按壁后注浆法布孔注浆;表土段(-274m以上)井筒采用壁内注浆的方式进行布孔注浆。利用冻结段内壁施工时预埋的注浆管(-274m、-134.4m、-68.8m、+21.5m水平处,每层均布4根注浆管)自下而上进行注浆;夹层注浆如果上部有渗漏浆情况,采取间歇注浆或者加大浓度。
3、注浆参数
⑴工作压力:达到该处静水压力的1.2倍,3.0mpa。
⑵注浆终压:达到该处静水压力的2倍,5.0mpa。
⑶浆液配比:
单液浆配比:水灰比:1:1~0.8-0.6:1;
双浆液配比:c:s1为1:0.3~1:0.6,水玻璃浓度为36~40be。
⑷注浆量:以实际注入量为准。
五.注浆站布置
1、壁后注浆设备的布置:井筒内布置压风管、供水管、通讯信号照明电缆、两路风筒及三层吊盘。风钻、注浆管路、注浆泵及浆液桶等机具布置在吊盘上,打眼施工等工序在中层盘上进行,注浆工作在下层盘进行,下吊盘实行全封闭状态;采用风动和人工搅拌水泥浆,要确保注浆连续进行。机具布置如附图所示。
2、壁间注浆设备的布置:风钻、注浆管路等机具布置在吊盘上,打眼工作同上,注浆泵及浆液池等布置在地面,通过井壁固定的注浆管路对冻结段壁间进行注浆,设备布置如附图所示。
3、布置原则:
①在保持吊盘平衡条件下注浆设备布置在下吊盘适当位置。
②储浆桶安设在泵缸入口附近,距入口越近越好。
③吸浆管包沙网,以防堵塞,各接头连接严密,防止漏浆。
④各种设备不要占用吊桶提升位置,保证吊桶正常提升。
详见注浆系统布置图。
六.注浆材料
采用p.o 42.5级新鲜水泥和水玻璃溶液(36~40be)。
七.注浆施工
㈠.准备工作
⑴.摸清出水点、渗水部位及水源情况;
⑵.备好施工材料(水泥、水玻璃、棉纱、麻丝等)和注浆泵、输浆管路、注浆管、大锤、牙钳等,并加工好非标准件(注浆管、混合器、浆液桶等);
⑶.编制施工措施,施工队伍培训;
⑷.注浆前,施工用所有模板撑开,将2#模板绳随吊盘提起,为注浆后下排水大泵电缆作准备;拆除两台抓岩机;并在井筒及连接处(马头门)经甲方、监理验收合格后进行。
⑸.注浆前,要随时观察井筒出水点及涌水量变化情况,发现异常,及时向项目部及甲方、监理汇报。
⑹.随凿井吊盘向上起,拆除井筒南侧的辅助风筒及其固定件;北侧主风筒下部拆除90m至装载硐室上口,同时修补或更换该路风筒以上部分,以确保下部工程施工安全。
㈡.注浆施工
⑴.压水试验
连接好注浆管路后,开泵并运转正常后,打开进浆阀、关闭回浆阀,达到注浆压力,观察注浆系统有无漏水现象。
⑵.注浆作业
预埋注浆管的孔,要上好阀门,安上混合器,并连输浆管路系统,要关闭进浆阀门、打开泄阀门,开泵用清水冲洗管路,一切正常后,打开进浆阀,关闭泄浆阀,向孔内压清水15分钟,然后停机,测定注浆孔静水的压力,压水试验压力要达到注浆压力的1.2倍。压水目的是为了冲洗管路及打开注浆通道。
注浆时,原则上用单液水泥浆注浆,达到设计注浆压力后用双液浆封孔。基岩段注浆时,如跑浆,则直接注双液浆;冻结段先注单液水泥浆,后用双液浆封孔。
注浆时,要设专人观察压力等数据。操作人员应随时观察注浆效果,及时调整注浆参数。
八.注浆结束标准
基岩段针对出水点以注浆堵水为原则,先单液、后双液,达到无明显出水点的目的;
冻结段注浆孔达到注浆终压及设计浆液注入量,经检查所注范围无漏水现象,并且以上段预埋注浆管出浆为原则,再注双液浆后,即可关闭孔口阀门结束注浆,夹层注浆充填密实为目的。
九.安全注意事项
1、吊盘所有施工人员必须佩戴保险带并生根牢固。
2、注浆施工人员必须佩戴防护眼镜、防护口罩及防护手套等劳保用品。
3、每孔注浆完毕后,必须用树脂药卷封闭严实。
4、注浆时,注浆人员要随时观察井壁情况,以及有无漏浆现象,发现异常及时采取措施进行处理。
5、若井壁漏浆严重,可以调节浆液浓度和凝固时间,并采用间歇式点注方法进行注浆。
6、注浆时,开启高压球阀、泄压阀人员及看吸浆笼头人员一定要与注浆操作人员配合好,以免出现高压伤人事故。
7、压力表必须安装在水玻璃的输送管路上,发现压力表失灵及时更换。
8、注浆人员要尽量远离注浆孔,开阀人员要站在混合器两侧,以免注浆管及阀门伤人。
9、信号工必须切实负责,吊桶上、下时,必须提前警示,并做到目迎目送,防止吊桶压人或落在注浆设备上。
10、每次动吊盘后,必须通知绞车房重新作记号。
11、本措施必须向全体参加注浆人员事先传达学习。
12、未尽事宜严格按照《立井防坠措施》《矿山井巷工程施工及验收规范》和《煤矿安全规程》有关规定执行。
十.人员组织﹙见附表﹚
十一.工期争取10天结束
主要注浆材料及设备表
序号
名称
规格
单位
数量
1
水泥
p.o 42.5级
t
60
2
水玻璃
模数2.8~3.2
t
40
3
树脂药卷
箱
10
4
高压球阀
φ25mm
个
20
5
压力表
y100×10mpa
只
10
6
高压胶管
φ25mm
m
30
7
混合器
套
6
8
棉纱
kg
10
9
雨衣
套
40
10
防护眼镜
副
30
11
胶质手套
副
30
12
防护口罩
副
30
13
后木板
m2
4
14
注浆机
qzb-50/60型
ztgz-60/210型
台
各1
15
风动搅拌器
台
2
16
浆液桶
个
3
17
吸液管
m
30
18
kb-80开关
台
2
19
按钮开关
双向
个
4
20
o型密封圈
个
5
21
v型密封圈
个
30
22
梅花扳手
10件
套
1
23
活口扳手
15#、12#、10#
把
各2
24
管钳
把
2
25
螺丝刀
12#、10#、8#
把
各2
26
麻丝
kg
10
劳 动 组 织 表
工种
序号
岗位工
人数
备注
地
面
小
班
1
信号工
2
2
把钩工
2
3
电工
1
4
机修工
2
5
风动搅拌工
2
6
地面记录员
1
7
班长
1
小计
11
合计
33
井
下
小
班
1
信号工
2
2
把钩工
2
3
电工
1
4
机修工
1
5
风动搅拌工
2
6
注浆人员
2
7
打眼人员
2
8
班长
2
9
技术员
1
10
值班队长
1
小计
16
合计
48
总计
81
说明:采用三八制作业
注浆工艺流程图
第7篇 井壁注浆施工技术安全措施
一.工程概况
该井筒主要出水点在冻结段底部的大壁座段上下，并随冻结段解冻，井筒涌水量日益增加。井筒基岩段采用地面预注浆施工效果较好，实际揭露时基本无水，冻结段以下的20m范围内的基岩段井壁接茬出水点较多，根据施工时实际揭露的水文地质情况推测，该段出水点水源在冻结段的大壁座段；箕斗装载硐室及其相关井筒施工时，局部见渗水点（井筒-706m处北侧），目前，冻结段已大部分解冻，井筒涌水量达到30m3/h 左右，已具备井壁注浆条件。
根据施工合同及甲方和监理及验收规范要求，也为便于井底贯通巷道施工，决定对主井井筒进行基岩段壁后及冻结段壁内注浆堵水。
为了确保注浆安全顺利进行，特编制本措施。
二.注浆方案
整个注浆过程利用凿井吊盘采取由下而上分段注浆方式进行，对井筒基岩段出水点和冻结段壁座及内、外壁壁间进行注浆。
三.设备选型
基岩段及冻结段底部大壁座段壁后注浆，因注浆压力和注浆量较小，采用镇江煤矿设备厂生产的qzb-50/60型气动注浆泵，即可满足注浆要求；冻结段深度较大，且内外壁间施工时铺设单层聚乙烯塑料板，贯通性较好，注浆压力和注浆量均较大，故该段井壁采用葫芦岛市注浆泵厂生产的专用注浆泵（ztgz-60/210型）进行壁间注浆。
四.注浆孔的布置与施工及注浆参数
1、基岩段注浆孔的布置：
基岩段注浆采用壁后注浆的方式，根据井壁淋水的位置，主要在漏出水点或渗漏部位直接造孔，采用“顶水对点”布孔注浆的方式；涌水较大时亦可先在附近打斜孔导水，然后再对点造孔注浆；对砼井壁接茬漏水，采用挖补接茬布孔注浆方式；
注浆孔每个水平布置不少于6个，孔深2.5m，以穿透井壁进入围岩0.5~1.0m为宜；采取单液水泥浆充填，双液封堵的方式进行，达到堵水和加固井壁的目的。
2、冻结段注浆孔的布置：
该段为主要注浆充填目的段，冻结段底部大壁座段（从-274m以下）同基岩段，按壁后注浆法布孔注浆；表土段（-274m以上）井筒采用壁内注浆的方式进行布孔注浆。利用冻结段内壁施工时预埋的注浆管（-274m、-134.4m、-68.8m、+21.5m水平处，每层均布4根注浆管）自下而上进行注浆；夹层注浆如果上部有渗漏浆情况，采取间歇注浆或者加大浓度。
3、注浆参数
⑴工作压力：达到该处静水压力的1.2倍，3.0mpa。
⑵注浆终压：达到该处静水压力的2倍，5.0mpa。
⑶浆液配比：
单液浆配比：水灰比：1：1～0.8-0.6：1；
双浆液配比：c：s1为1：0.3～1：0.6，水玻璃浓度为36～40be。
⑷注浆量：以实际注入量为准。
五.注浆站布置
1、壁后注浆设备的布置：井筒内布置压风管、供水管、通讯信号照明电缆、两路风筒及三层吊盘。风钻、注浆管路、注浆泵及浆液桶等机具布置在吊盘上，打眼施工等工序在中层盘上进行，注浆工作在下层盘进行，下吊盘实行全封闭状态；采用风动和人工搅拌水泥浆，要确保注浆连续进行。机具布置如附图所示。
2、壁间注浆设备的布置：风钻、注浆管路等机具布置在吊盘上，打眼工作同上，注浆泵及浆液池等布置在地面，通过井壁固定的注浆管路对冻结段壁间进行注浆，设备布置如附图所示。
3、布置原则：
①在保持吊盘平衡条件下注浆设备布置在下吊盘适当位置。
②储浆桶安设在泵缸入口附近，距入口越近越好。
③吸浆管包沙网，以防堵塞，各接头连接严密，防止漏浆。
④各种设备不要占用吊桶提升位置，保证吊桶正常提升。
详见注浆系统布置图。
六.注浆材料
采用p.o 42.5级新鲜水泥和水玻璃溶液（36～40be）。
七.注浆施工
㈠.准备工作
⑴.摸清出水点、渗水部位及水源情况；
⑵.备好施工材料（水泥、水玻璃、棉纱、麻丝等）和注浆泵、输浆管路、注浆管、大锤、牙钳等，并加工好非标准件（注浆管、混合器、浆液桶等）；
⑶.编制施工措施，施工队伍培训；
⑷.注浆前，施工用所有模板撑开，将2#模板绳随吊盘提起，为注浆后下排水大泵电缆作准备；拆除两台抓岩机；并在井筒及连接处（马头门）经甲方、监理验收合格后进行。
⑸.注浆前，要随时观察井筒出水点及涌水量变化情况，发现异常，及时向项目部及甲方、监理汇报。
⑹.随凿井吊盘向上起，拆除井筒南侧的辅助风筒及其固定件；北侧主风筒下部拆除90m至装载硐室上口，同时修补或更换该路风筒以上部分，以确保下部工程施工安全。
㈡.注浆施工
⑴.压水试验
连接好注浆管路后，开泵并运转正常后，打开进浆阀、关闭回浆阀，达到注浆压力，观察注浆系统有无漏水现象。
⑵.注浆作业
预埋注浆管的孔，要上好阀门，安上混合器，并连输浆管路系统，要关闭进浆阀门、打开泄阀门，开泵用清水冲洗管路，一切正常后，打开进浆阀，关闭泄浆阀，向孔内压清水15分钟，然后停机，测定注浆孔静水的压力，压水试验压力要达到注浆压力的1.2倍。压水目的是为了冲洗管路及打开注浆通道。
注浆时，原则上用单液水泥浆注浆，达到设计注浆压力后用双液浆封孔。基岩段注浆时，如跑浆，则直接注双液浆；冻结段先注单液水泥浆，后用双液浆封孔。
注浆时，要设专人观察压力等数据。操作人员应随时观察注浆效果，及时调整注浆参数。
八.注浆结束标准
基岩段针对出水点以注浆堵水为原则，先单液、后双液，达到无明显出水点的目的；
冻结段注浆孔达到注浆终压及设计浆液注入量，经检查所注范围无漏水现象，并且以上段预埋注浆管出浆为原则，再注双液浆后，即可关闭孔口阀门结束注浆，夹层注浆充填密实为目的。
九.安全注意事项
1、吊盘所有施工人员必须佩戴保险带并生根牢固。
2、注浆施工人员必须佩戴防护眼镜、防护口罩及防护手套等劳保用品。
3、每孔注浆完毕后，必须用树脂药卷封闭严实。
4、注浆时，注浆人员要随时观察井壁情况，以及有无漏浆现象，发现异常及时采取措施进行处理。
5、若井壁漏浆严重，可以调节浆液浓度和凝固时间，并采用间歇式点注方法进行注浆。
6、注浆时，开启高压球阀、泄压阀人员及看吸浆笼头人员一定要与注浆操作人员配合好，以免出现高压伤人事故。
7、压力表必须安装在水玻璃的输送管路上，发现压力表失灵及时更换。
8、注浆人员要尽量远离注浆孔，开阀人员要站在混合器两侧，以免注浆管及阀门伤人。
9、信号工必须切实负责，吊桶上、下时，必须提前警示，并做到目迎目送，防止吊桶压人或落在注浆设备上。
10、每次动吊盘后，必须通知绞车房重新作记号。
11、本措施必须向全体参加注浆人员事先传达学习。
12、未尽事宜严格按照《立井防坠措施》《矿山井巷工程施工及验收规范》和《煤矿安全规程》有关规定执行。
十.人员组织﹙见附表﹚
十一.工期争取10天结束
主要注浆材料及设备表
| 序号 | 名称 | 规格 | 单位 | 数量 |
| 1 | 水泥 | p．o 42.5级 | t | 60 |
| 2 | 水玻璃 | 模数2.8～3.2 | t | 40 |
| 3 | 树脂药卷 | 箱 | 10 | |
| 4 | 高压球阀 | φ25mm | 个 | 20 |
| 5 | 压力表 | y100×10mpa | 只 | 10 |
| 6 | 高压胶管 | φ25mm | m | 30 |
| 7 | 混合器 | 套 | 6 | |
| 8 | 棉纱 | kg | 10 | |
| 9 | 雨衣 | 套 | 40 | |
| 10 | 防护眼镜 | 副 | 30 | |
| 11 | 胶质手套 | 副 | 30 | |
| 12 | 防护口罩 | 副 | 30 | |
| 13 | 后木板 | m2 | 4 | |
| 14 | 注浆机 | qzb-50/60型 ztgz-60/210型 | 台 | 各1 |
| 15 | 风动搅拌器 | 台 | 2 | |
| 16 | 浆液桶 | 个 | 3 | |
| 17 | 吸液管 | m | 30 | |
| 18 | kb-80开关 | 台 | 2 | |
| 19 | 按钮开关 | 双向 | 个 | 4 |
| 20 | o型密封圈 | 个 | 5 | |
| 21 | v型密封圈 | 个 | 30 | |
| 22 | 梅花扳手 | 10件 | 套 | 1 |
| 23 | 活口扳手 | 15#、12#、10# | 把 | 各2 |
| 24 | 管钳 | 把 | 2 | |
| 25 | 螺丝刀 | 12#、10#、8# | 把 | 各2 |
| 26 | 麻丝 | kg | 10 |
| 工种 | 序号 | 岗位工 | 人数 | 备注 | |
| 地 面 | 小 班 | 1 | 信号工 | 2 | |
| 2 | 把钩工 | 2 | |||
| 3 | 电工 | 1 | |||
| 4 | 机修工 | 2 | |||
| 5 | 风动搅拌工 | 2 | |||
| 6 | 地面记录员 | 1 | |||
| 7 | 班长 | 1 | |||
| 小计 | 11 | ||||
| 合计 | 33 | ||||
| 井 下 | 小 班 | 1 | 信号工 | 2 | |
| 2 | 把钩工 | 2 | |||
| 3 | 电工 | 1 | |||
| 4 | 机修工 | 1 | |||
| 5 | 风动搅拌工 | 2 | |||
| 6 | 注浆人员 | 2 | |||
| 7 | 打眼人员 | 2 | |||
| 8 | 班长 | 2 | |||
| 9 | 技术员 | 1 | |||
| 10 | 值班队长 | 1 | |||
| 小计 | 16 | ||||
| 合计 | 48 | ||||
| 总 计 | 81 | ||||
注浆工艺流程图
第8篇 基岩段工作面打钻探水预注浆施工技术 安全措施
一、概况
1、工程概况
生建煤矿位于焦庙镇,设计生产能力0.45mt/a,采用立井开拓方式,冻结法施工,主井筒深567.5m,其中冻结段483.7m,基岩段83.8m,设计井筒净直径4.5m,基岩段壁厚350~1000mm,砼标号c30,主井套砌内壁结束后,先进行工作面排水、清淤泥工作,接着进行打钻探水及工作面预注浆工作。
2、地质及水文条件
(1)地质情况
基岩段起止标高-457.78~-567.5m,地层为二叠系。二叠系地层上部为风化带,厚度26.72m。在-490.21~-496.8处为一层厚6.59m破碎带。基岩段通过岩性为粉砂岩6.51m,粉砂岩70.7m。
(2)水文情况
主井井筒检查孔共打两个钻孔。一号钻孔全孔进行了系统简易水文观测并详细记录泥浆消耗量,在孔深482.19m~-490.21m处泥浆消耗量大,最大漏失量0.6m3/h,未作抽水试验。
二号钻孔全孔进行了系统简易水文观测并详细记录泥浆消耗量,全孔泥浆消耗量0~0.2m3/h之间变化。
含水层:检2号共揭露4个含水层组。第四系含水层组、第三系含水层组、基岩风氧化带含水层、基岩含水层。
其中472.51~-530.00m为基岩含水层。岩性为粉砂层,岩芯完整,基本不含水,钻进过程中没有发生漏水现象。但是与检2号孔相距大约100m的检1号孔钻进过程中,此层位曾经漏水。所以风氧化带下部的基岩含水性较弱,但在裂隙带中含有一定的裂隙水。
3、技术准备
(1)组织技术与管理人员认真学习技术措施。
(2)开工前对技术人员,管理人员及施工人员做好技术交底。
(3)组织测量对标高进行复核校验。
4、施工队伍
施工队由原施工表土段的济西主井队及机运队抽调技术素质好、经验丰富的人员进行工作面预注浆施工,作业前对所有施工人员按iso9002标准及zm71/qp418-1999《培训控制程序》要求组织学习培训。
5、设备、材料准备
(1)预注浆施工所用钻机、注浆机、排水泵、搅拌机等设备进行全面维修、调试、试运转。
(2)按附表2所列的打钻、注浆施工所需设备、配件、材料消耗表进行配置。
二、注浆参数的确定
1、注浆孔数
根据主井井筒净直径及井筒所要穿过地层的水文地质情况,确定8个注浆孔,孔与孔互相夹角45o,同心圆等距离布置,孔间距1.413m,孔径90mm。
2、布孔圈径
布孔圈径为ф3.6m,孔中心线距井壁450mm。
3、注浆材料
采用单液水泥浆为主,适时采用水泥---水玻璃双液浆。
选用新鲜32.5r普硅水泥;水玻璃模数为2.8~3.1,其浓度为38-40be;工业级三乙醇胺和工业食盐。
4、浆液注入量
根据孔内实际情况,预计浆液注入量按公式v=aπr2hηβ/m计算
式中:a---表示浆液损失系数,取a=1.5;
r---表示浆液扩散半径,r取8m;
h---表示注浆段高,85m;
η---表示岩层裂隙率,3%;
β---表示浆液在裂隙内的有效充填系数,取0.9;
m---表示浆液结石率,取m=0.85;
经计算:v=813.9m3
按浆液水灰比1:1计算水泥用量为813.9×0.75=610.4t,水玻璃约需20t,三乙醇胺需610.4×0.5%=3.05t,食盐约需30.5t。
5、浆液起始浓度及其调整
浆液起始水灰比为1:1;随着注浆压力的变化,水灰比可调整为0.8:1,0.6:1。
使用双液浆时,水泥水灰比为1:1,水泥浆和水玻璃浆的体积比为1.5:1~1.5:0.5。
注浆过程中浆液浓度应先稀后浓遂级调节,调整步骤为:当某一级浓度的浆液注入20~30min后,吸浆量不减或者压力不升时,提高一级浆液浓度,当浆液浓度提高到0.6:1时,仍不见升压,应及时改注双液浆。
注浆以单液为主、双液浆作为最后封孔。
在压水实验时,如果泵量为200l/min、泵压低或无压力时,应考虑注双液浆。
6、注浆段高
根据主井基岩段深度为83.8m,基岩含水层标高为472.51~530.00m,本次注浆段高初定为94m,一次注完。
7、注浆方式
本次注浆采用下行式注浆,遇水就注,再扫孔复注直至终孔位置。
在钻眼时,若孔内出水或岩层松散,无法钻进时则停钻,撤钻杆钻机,进行注浆,待注浆结束再开孔,依次循环钻进、注浆。
8、注浆压力
注浆压力的大小,直接影响浆液的扩散距离,经测试该段静水压力为4mpa,注浆终压
取静水压力的3倍,本次注浆终压取12mpa。
9、注浆结束的标准
注浆施工为隐蔽性工程,为保证注浆质量和堵水效果,每一孔段注浆都必须达到终压、终量和注入量的设计要求。在达到设计终压后,泵的流量在50~60l/min,稳定20~30min,才可结束该孔段的注浆。
在8个注浆孔全部施工结束后,利用中间排水孔打钻孔,估算井筒涌水量,如井筒涌水量小于10m3/h,可结束注浆;若大于10m3/h,则采用打分支定向孔的办法进行补充注浆,确保开凿基岩段时,涌水量小于10m3/h。
三、注浆前的准备工作
1、止浆垫的注浆加固
(1)止浆垫厚度
止浆垫厚度参照公式bn=por/[ó]+0.3r计算,经计算止浆垫厚度为2.2m。
(2)止浆垫在冻结段套壁之前与外壁同时施工1.2m,套壁结束后又施工1m,止浆垫总厚度2.2m砼标号c55。由于迎头出水,打止浆垫时,先铺了一层碎石滤水层,预埋一个ф219排水管,打钻之前利用φ219排水管对止浆垫进行注浆加固,如止浆垫漏水时采用双液浆封堵,利用排水管对止浆垫加固无效果时,可采用1#~8#孔口管打钻对止浆垫进行注浆加固。
2、孔口管的安装
孔口管采用ф108无缝钢管,每根长度为2.950m,外焊螺旋筋,采用ф131钻头打眼,砂浆封实,按图1及图2位置、深度预埋孔口管8根。孔口管上焊法兰盘,法兰盘上连接高压球阀,钻具通过高压球阀钻进。
3、钻机的布置
钻机选用sgz-ia型,安装在工作盘上,工作盘下面用6根ф100mm、长2.4m钢管等距离布置作支撑。另外为防止钻眼时工作盘晃动,用手拉葫芦配钢丝绳索固定于孔口管上。工作盘距迎头以2.4m为宜。
吊盘松至距工作面8m左右,利用吊盘悬挂滑轮,提升钻杆。
钻机固定①钻机底盘与工作盘用m12螺丝连接固定;②用手拉葫芦配绳索,固定于孔口管上。钻机固定前应校对位置,保证悬吊点与钻杆中心及孔口管中心保持一致。
表1 sgz-ia型钻机技术参数
钻进能力
开孔110mm
终孔75 mm
钻深
150m
卷扬能力
10 kn
立轴行程
400mm
立轴内径
46 mm
机身回程
300mm
重量
840 kg
4、注浆设备
注浆使用一台日本hfv-c型液压驱动注浆泵,流量为0~200l/min,最大压力21mpa。
水泥浆搅拌机采用js-1000型搅拌机拌浆。
表2hfv-c型注浆泵技术参数
工作压力
30-130 kg/cm2
吸入口径
65 mm
流量
0~200 l/min
吐出口径
40 mm
缸径
100mm
电动机
22×4kw×p
行程
300mm
5、注浆、排水、供水管路
注浆管采用ф50钻杆作为注浆管,由地面大抓稳车悬吊,输浆管露出地面1m左右,用垫叉固定于封口盘上。
排水管路采用ф108钢管,由地面两台稳车悬吊。
供水管采用ф57钢管随压风管悬吊。
四、注浆施工工艺
1、注浆钻孔的施工
①按孔号1#、5#、3#、7#、2#、6#、4#、8#顺序施工,最后施工中心检查孔。
②每进尺15-20m测斜一次,如发现孔斜过大,则封孔,重新钻进,如果相邻两个注浆孔偏斜方位相反,落平点间距超过浆液有效半径控制范围,则必须补孔。
③施工完一个孔后则注浆,待注浆完毕方可施工第二孔。
2、造浆站布置与注浆站布置
浆液搅拌采用js-1000型搅拌机搅拌,制造浆液时,水泥必须过筛,浆液必须搅拌均匀,方可输入贮浆桶内,贮浆桶内浆液用风动搅拌器搅拌,防止沉淀,注浆泵放置在井口搅拌站附近,浆液通过ф50钻杆与井下混合器及高压球阀连接,进行注浆,每孔注浆要连续不断,达到结束标准后方可停注。
3、注浆泵与阀门的操作程序
(1)注浆前先把吸浆管笼头放入清水桶内,关闭孔口进浆阀,打开混合器泄浆阀,检查注浆泵的工作情况及管路是否畅通。
(2)打开孔口进浆阀,关闭混合器泄浆阀,然后慢慢减少孔口量,用清水作耐压试验,超过终压0.5-1mpa,即合乎要求。
(3) 注入10分钟至20分钟清水,一切正常后方可正式注浆,注双液浆时,先把吸水玻璃笼头放入玻璃浆桶内,注30秒后,再把吸水泥浆笼头放入水泥浆桶内,开始正式注浆。结束注浆后,先把吸水玻璃笼头放入清水桶中,后把水泥浆笼头放入清水桶中,先关闭孔口管进浆阀再打开泄浆阀后,用清水冲洗注浆泵及管路、球阀、混合器等。
4、注浆施工顺序
先注清水、水玻璃(冲开裂隙通道、润滑裂隙)先稀后浓注单液浆(水泥浆)
最后注双液浆封孔。
5、浆液流程
js-1000型搅拌机拌料泥浆桶 hfv-c型液压驱动注浆泵ф50钻杆作浆液管与井下混合器及高压球阀连接孔口管基岩段
五、质量标准
1、注浆材料外加剂的质量性能等必须符合设计要求和规范规定,要严格检查出厂合格证,化验单和试验报告。
2、注浆前对注浆材料进行试验,按配比测定凝固时间。
3、孔口管、止浆垫均进行清水抗压试验,试验压力应大于注浆终压。
4、发现问题立即汇报,及时采取措施处理。
5、认真填写各种原始记录。
六、注浆孔钻进及注浆施工安全技术措施
(一)注浆孔钻进安全技术措施
1、在正常钻进中,应经常检查钻机稳定性,准确丈量孔内钻具及机上余尺,及时填入班报内并妥善保管。
2、下钻时应认真检查钻具,有弯曲,磨损严重不得使用,接钻杆前应对钻杆吹孔,接钻杆时要缠麻。更换冲击器时不准更换钻头。如需更换钻头必须在钻孔开孔前进行更换。
3、下钻要稳,避免冲撞,遇阻时应及时提钻,排除障碍,钻具距孔底1.0m时,进行先冲孔后钻进。
4、加钻杆前,应尽量把孔内岩粉冲净,并提钻杆,使钻头离孔底0.5m以上方可加钻杆。
5、钻进过程中,如遇涌水时应准确记录起止深度,测量涌水量,提钻杆,准备注浆。
6、钻机钻进时,若遇松软岩层,要慢速适当加压法钻进,遇石灰岩等岩层比较硬时,要轻压,快速法钻进。
7、钻进结束后,应及时冲洗钻孔,当孔口冒清水无岩粉时即可拨钻杆,测静水压力注清水试压并详细记录,注入量、压力等数据,为注浆提供依据。
8、钻进过程中如发现钻孔内水压、水量突然增大以及顶钻等异状时,必须停止钻进,但不得拔出钻杆,及时汇报项目部进行处理。
9、在井筒工作面打钻、注浆人员应严格遵守立井施工《煤矿安全规程》、《钻探操作规程》及一切安全管理制度。
(二)注浆施工安全技术措施
1、施工前应对参加施工人员进行安全技术教育,传达措施做到人人心中有数,定岗、定位责任明确。
2、注浆前试验站应按单液浆及双液浆各种设计配比测定凝胶时间,当更换水泥等注浆材料品种时,应重新测定凝胶时间。
3、注浆司泵工必须按操作规程认真操作,并随时注意注浆压力,吸浆量的变化情况,对高压系统各部件认真检查,发现问题及时修复更换,确保注浆安全。每次注浆前应对供电、供风、搅拌、注浆设备认真检查,发现问题及时处理。
4、井下与地面联系的信号,通讯必须畅通无阻;井下注浆人员与地面开注浆泵人员经常保持联系,以确保注浆安全。
5、注浆人员配戴防护眼睛,胶质手套,造浆人员戴防尘口罩。
6、拌浆人员严格掌握浆液配比,按设计配比拌浆。为防止水泥纸、纸屑、石子及其它杂物进入泥浆池,放浆口应设过滤网。泥浆桶内设置风动搅拌器搅拌,以防泥浆沉淀。
7、吊盘、工作盘必须固定牢固可靠。在吊盘上作业人员必须佩戴安全带并做到生根牢固,高挂低用。
8、井下信号,把钩工应定人定岗,按章操作。
9、注浆期间要设专人注意观察止浆垫及井壁是否有变形、跑浆、漏浆等现象,发现问题及时处理。处理方法:可采用缩短凝胶时间、间歇注浆、打入铁楔、棉纱等方法处理。
10、注浆泵及电气设备设专人检查维护、保证正常运转。
11、泄压管路出水口应避开人员并用铁丝固定于孔口管上。接头绑扎牢固。
(三)机电运输安全管理措施
1、上下钻机及注浆机时应通知绞车司机慢速行驶,通过吊盘时要有专人看护。
2、吊运钻机或注浆机时必须使用钩头配5分钢丝绳索并保证绑扎牢固,安全可靠。
3、施工现场所有用电设备严格按照井下用电设备要求选用,并安装保护装置。
4、每天安排专人检查井壁发现有结冰等安全隐患时及时处理,保证安全施工。
5、下吊盘至工作盘之间需安设软梯一路,以便工作人员上、下及避灾。
6、井口到吊盘之间应安装安全梯一个,由专用稳车悬吊,以便井下出现故障或灾害时,人员能够顺利升井。
(四)钻孔防突水措施
1、钻孔施工前井筒内应安装80dg-75×10型吊泵(杨泵750m,流量54.7m3/l)及φ108排水管路,并保证在钻孔突水时能正常运转及时排水。当钻进注浆孔时,如井筒涌水量接近吊泵额定排水能力,必须停止钻进,提取钻具,关闭高压阀门,及时注浆。
2、对正常打钻排水采用电泵排至吊盘水箱,放入吊桶排至地面。
3、孔口管必须按设计孔位埋设牢固,并安设高压球阀(不小于15mpa)。注浆前,必须对止浆垫和孔口管进行耐压试验,试验压力必须大于注浆压力1mpa。孔口管试压经验收合格后方可钻进。确保孔口管的承压控水能力及安全装置灵活可靠。
4、钻进过程中如发现钻孔内水压、水量突然增大且喷孔严重,情况危急时可采取拆掉钻杆,关闭高压球阀及时向项目部汇报。
七、劳动组织与工期安排
1、劳动组织
预注浆施工井下采用“四六制”、地面采用“三八制”作业,具体见附表1。
2、工期安排
① 排水清理4天。
② 孔口管、设备及操作盘安装2天。
③ 打钻预注浆23天。
④ 拆除清理1天。
总计工期30天。
3、其它
本措施未尽事宜按《煤矿安全规程》(2001版)及《井主井井筒及井底车场、相关硐室掘砌工程施工组织设计》执行。
