華電集團(tuán)不連溝煤礦副斜井注漿堵水技術(shù)方案及施工安全措施

1、華電集團(tuán)不連溝煤礦主、副斜井注漿堵水技術(shù)方案及施工安全措施 北京瑞琪米諾樺合成材料有限公司2009年8月28日一、概述華電集團(tuán)不連溝煤礦主、副斜井在2006年施工，采用水泥發(fā)碹施工方法，斜井為拱形頂布置，副斜井寬度6m、高4.2m，副斜井?dāng)嗝妫簩?.5、高3.2米，水泥發(fā)碹厚度0.5m，由于在冬季施工期間受溫度影響，碹體接茬處及底板夾角不同部位由地表淺部向深部延伸受壓滲流出水（出水段約在220M-350M處）；副斜井為行車運(yùn)輸風(fēng)井，冬季行車由于井壁漏水地面易形成結(jié)冰造成安全隱患，影響了正常生產(chǎn)；為保證生產(chǎn)工作安全運(yùn)行，對副斜井井壁出水區(qū)域進(jìn)行注瑞米堵水/加固號高分子化學(xué)材料，封堵水流同時對井壁

2、起到加固效果。二、預(yù)期效果通過對井壁注漿堵水：在注漿區(qū)域范圍內(nèi)達(dá)到封閉出水點，冬季斜井不因井壁漏水形成結(jié)冰。三、高分子化學(xué)瑞米堵水/加固號材料高分子化學(xué)加固材料瑞米堵水/加固號 是由兩種組分組成（A料樹脂和B料催化劑）的高分子化學(xué)產(chǎn)品，用于煤巖體的堵水加固。產(chǎn)品的高度粘合力和良好的機(jī)械性能與煤巖體產(chǎn)生高度粘合，良好的柔韌性可以承受地層壓力的長期作用，并且具有強(qiáng)抗?jié)B性能、抗磨、抗沖擊性能和抗老化性能，從而能夠保證良好的堵水及加固效果；材料在注入到煤巖體裂隙中后，低粘度的混合物可以保持幾十秒到一分多鐘左右的液體狀態(tài)，滲流性強(qiáng)，本產(chǎn)品比瑞米堵水/加固號相比，反應(yīng)速度稍慢，能滲入細(xì)小的裂隙中封堵水流，

3、在擴(kuò)散一定范圍后反應(yīng)結(jié)束，適用于靜水壓和小水流狀態(tài)下的低成本堵水材料，并在煤巖體裂縫內(nèi)反應(yīng)、硬化，與煤巖體膠結(jié)，同時達(dá)到加固目的。對于普通煤巖體加固劑，尤其是水泥基材料主要依靠泵壓作用下的濃度滲透壓力差機(jī)理來進(jìn)行滲透的。而瑞米堵水/加固號最大優(yōu)點是能夠遇水發(fā)生膨脹，產(chǎn)生漿液在煤巖體裂隙中的二次滲透壓力，其膨脹倍數(shù)可達(dá)到原體積的1525倍（不遇水不膨脹）。因此，其不僅依靠泵壓作用的濃度壓力差進(jìn)行滲透，而且依靠材料本身的膨脹特性產(chǎn)生自身的二次滲透，使得漿液向四周擴(kuò)散，這樣漿液的擴(kuò)散范圍和充填密實度要比普通材料高出數(shù)倍。材料的使用?？尚枰慌_雙液注漿泵和一支混合槍以在干燥或潮濕的環(huán)境中使用，受環(huán)境的

4、影響較小。1、各項技術(shù)內(nèi)容及指標(biāo)瑞米堵水/加固號反應(yīng)前材料常溫下為純液態(tài)，具有良好的滲透性，可滲透到微小的裂隙中，反應(yīng)時快速固結(jié)并達(dá)到需要強(qiáng)度，反應(yīng)過程中放熱量低；固化物強(qiáng)度高，強(qiáng)粘結(jié)性能保證與巖層的高度粘合，良好的柔韌性可以承受地層壓力的長期作用；并且具有強(qiáng)抗?jié)B性能、抗磨、抗沖擊性能和抗老化性能，從而達(dá)到長久穩(wěn)固巖體和堵水的目的。技術(shù)參數(shù)如下:瑞米堵水/加固號雙組分漿液性能序號項 目漿液性能AB1外觀無色透明液體深棕色油狀液體2漿液密度/g/cm31.0101.0401.2201.2403初始粘度/mPa·s1302602403594混合體積比115反應(yīng)開始時間（20）S65906

5、反應(yīng)結(jié)束時間（20）S110150瑞米/堵水加固號固化物性能序號項 目固化物性能1抗壓強(qiáng)度/MPa 02抗拉強(qiáng)度/MPa 33拉伸剪切強(qiáng)度/MPa 124粘結(jié)強(qiáng)度/MPa 4.55發(fā)泡性能 產(chǎn)品遇水發(fā)泡6保存時間/月注：固化物性能的測定試齡期為24小時、瑞米堵水/加固材料漿液工程應(yīng)用典型特性1）均質(zhì)圍巖注漿后柔性網(wǎng)絡(luò)骨架作用2）遇水膨脹二次滲透和增阻粘滯作用、本產(chǎn)品為環(huán)保產(chǎn)品不對地下和水源產(chǎn)生污染作用 四、化學(xué)注漿加固實施方案與措施、注漿堵水施工方案注漿孔布置方式：、用42mm鉆頭鉆孔，井壁“封閉圈”孔深0.61米（含底板），封口器位置應(yīng)放在水泥碹體內(nèi)，第一道“封閉圈”在距井口220米處打雙排

6、“封閉圈”對含水層進(jìn)行扎口，排距1.5米，頂板及兩幫設(shè)計部孔十個孔位；兩端孔位距幫0.4米處，成三花眼布孔，每十米打一道單排“封閉圈”；、出水點鉆孔位置距出水點0.25-0.8米處成夾角15度左右，孔深.米；底板行車道根據(jù)現(xiàn)場漏水情況確定注漿量，按五花眼布孔；、按注漿順序循環(huán)注漿結(jié)束后，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況對明顯出水點進(jìn)行補(bǔ)孔注漿；、班次注漿結(jié)束后，應(yīng)及時清理現(xiàn)場工作。以上注漿參數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場調(diào)整。2、注漿操作步驟在注漿堵水施工中，針對不同的材料通用的堵水方法總結(jié)為以下8個步驟：1）孔位的設(shè)計。針對不同的注漿需要合理設(shè)計注漿參數(shù)，包括注漿孔深、方位角、孔徑、封孔深度等參數(shù)；2）鉆孔。鉆孔需盡量按照注漿

7、鉆孔孔位設(shè)計參數(shù)進(jìn)行，對于塌孔嚴(yán)重區(qū)域可直接采用自鉆式注射管實現(xiàn)鉆孔和注漿一體化進(jìn)行；3）安設(shè)延長管。連接延長管和延長花管，按照封孔深度安裝封口器；4）連接設(shè)備供風(fēng)管路和注漿管路。注漿管路連接好后必須先進(jìn)行注水試驗，以檢查和確定注漿設(shè)備及管路的有效性和可靠性。并隨后在進(jìn)行壓漿試驗，在壓漿試驗中注意觀察材料混合比例，保證注漿效果；5）開始注漿。注漿過程中需按照注漿原則及時進(jìn)行調(diào)整。密切觀察注漿區(qū)域煤巖體變化，出現(xiàn)漏料、串漿現(xiàn)象要及時用棉紗、道釘或木楔處理；6）達(dá)到停注要求后停止注漿。一般按照注漿壓力、注漿量及返漿情況現(xiàn)場確定停注時機(jī)；7）換孔注漿； 換孔注漿需及時，且拔注射槍前需稍泵送少許單液漿

8、沖。高分子化學(xué)注漿堵水加固技術(shù)是一項具有很強(qiáng)實用性且應(yīng)用范圍廣的工程技術(shù)，其利用液壓、氣壓原理，把高分子化學(xué)漿液均勻地注入到具有孔隙、裂隙、節(jié)理等軟弱結(jié)構(gòu)的煤巖體中，封閉水流，漿液以填充、滲透和擠密等方式，將煤巖體膠結(jié)成一個整體，同時使得煤巖體形成強(qiáng)度高、抗?jié)B性能好、穩(wěn)定性高的新結(jié)構(gòu)體，從而改善煤巖體的物理力學(xué)性質(zhì)，提高其整體性和強(qiáng)度。經(jīng)過多年的實踐，高分子化學(xué)煤巖體堵水加固材料成了現(xiàn)代煤礦工程頗具特色，且不可或缺的一項先進(jìn)技術(shù)。主要技術(shù)規(guī)格與技術(shù)要求混合比 1：1，4：1，2：1流量/ L*min-1 8.4工作行程/mm 120往復(fù)頻率/次，min-1 70耗氣量/ m3*min-1 2額

9、定壓力/MPa 12.5最大出口壓力/MPa 21 ）注漿工藝和操作流程工藝參數(shù)(1)注漿壓力及壓力控制注漿數(shù)量。其是漿液在被注載體中擴(kuò)散和滲透的動力，直接影響注漿加固和堵水效果。其受到巖體特征和注漿材料特性影響。因為目前我們所使用的化學(xué)漿液屬于真濁液，其粘度低、無粒徑、滲透性強(qiáng)，較水泥等懸濁液所需的注漿壓力要小的多，同時考慮到水泥碹體所能承受的最大壓力，堵水時注漿壓力應(yīng)控制在MPa，用注漿壓力控制注漿數(shù)量，同時單孔注漿量控制在3-4桶，并保證堵水效果；目前我公司的氣動注漿泵最大注漿壓力可達(dá)1720 MPa（2）擴(kuò)散半徑及有效擴(kuò)散距離。布孔間距和注漿壓力是漿液擴(kuò)散半徑的主要因素。受裂隙展布影響

10、，漿液在被注漿體中在各個方向的擴(kuò)散距離并非均勻的，其與注漿煤巖體孔隙、注漿壓力和注漿材料性能密切相關(guān)。通過我們的施工經(jīng)驗積累，高分子化學(xué)漿液在普通裂隙開度和孔隙率下的擴(kuò)散半徑為1.53.0m。（3）注漿歷時?；瘜W(xué)漿液的注漿歷時主要取決與不同類型材料的膠凝時間。從目前我公司現(xiàn)有的注漿材料特性及現(xiàn)場注漿經(jīng)驗積累來。看，從開始注漿到漿液完全擴(kuò)散或滲透到被注載體中所需要的時間為一般為1020分鐘。（4）注漿順序。注漿順序根據(jù)地質(zhì)條件、現(xiàn)場環(huán)境及注漿堵水目的來確定。堵水注漿順序和單純注漿加固順序是有嚴(yán)格區(qū)別的，對于井壁裂隙溝通較好的煤巖體產(chǎn)生的滲水現(xiàn)象采用自上向下的“壓注法”順序注漿，并間隔一定距離（M

11、）對井壁實行打“封閉圈”按循環(huán)注漿處理；嚴(yán)禁跳孔注漿方式，并按井壁出水點周圍順序及向下順序打孔注漿；對于裂隙比較發(fā)育，跑冒漿液比較嚴(yán)重的注漿載體，可采用先淺部注漿，漿液擴(kuò)散后在淺部快速形成類似“止?jié){墻” 的具有止?jié){效果的整體煤體，再深部注漿，保證深部漿液擴(kuò)散范圍和注漿壓力。 注漿工藝鉆孔、注漿堵水安全技術(shù)措施為保證注漿加固施工質(zhì)量和施工安全特制定本措施。任何參與注漿施工人員必須熟知本措施并保證在實際工作中嚴(yán)格遵守。、鉆孔施工安全技術(shù)措施）鉆孔人員在施工期間必須佩帶防護(hù)眼鏡等防護(hù)用品；）在高處鉆孔時必須佩帶安全帶，搭好平臺，并有專人看護(hù)；）鉆孔施工前，在施工地點兩端各50m處要設(shè)立警示牌，嚴(yán)禁在

12、施工期間行車，嚴(yán)禁非專業(yè)人員進(jìn)入施工現(xiàn)場；）嚴(yán)格按方案設(shè)計孔位進(jìn)行鉆孔施工，并保證鉆孔質(zhì)量；）嚴(yán)格按井下設(shè)備操作規(guī)程和鉆孔工藝進(jìn)行操作施工；）鉆孔人員施工時，鉆孔位置和注漿設(shè)備要保持一定的安全距離；、注漿堵水安全技術(shù)措施1）注漿人員在施工期間必須佩戴防護(hù)眼鏡、橡膠手套等防護(hù)用品，作業(yè)場所必須備有一定量的清潔用水。2）如遇高處鉆孔及安裝注漿管必須佩戴安全帶，搭好平穩(wěn)、牢固的工作臺，地下支撐物必須牢固，并且要有人觀察。3）封孔時，施工人員不能正對空口方向，防止?jié){液外竄傷人，換孔時施工人員必須在注漿管內(nèi)壓力釋放后再拆卸拔槍。4）與注漿無關(guān)人員及注漿前方觀察人員，必須在注漿孔口6米以外，遠(yuǎn)距離觀察，并

13、佩戴好相應(yīng)防護(hù)用品，隨時與司泵人員聯(lián)系。5）司泵人員密切注意泵的壓力（2-4MPa），并隨時與前方觀察人員聯(lián)系6）司泵人員應(yīng)保持漿液不吸空，隨時觀察泵的吸料情況，保持兩種材料的比例正常。7）注漿完畢后，應(yīng)立即用清洗劑（機(jī)油和水）清洗缸體和注漿管路，清洗完畢后應(yīng)將泵、管路等規(guī)整碼放整齊。8）如注漿不慎濺到皮膚或眼睛內(nèi)，應(yīng)立即用大量清水沖洗，嚴(yán)重者應(yīng)立即就醫(yī)，人體不得接觸化學(xué)注漿材料。9）進(jìn)行鉆孔、接管、下管、封孔等作業(yè)時，應(yīng)預(yù)先檢查周圍安全情況，防止頂板掉矸砸人，不可違章作業(yè)。10）注漿連接管路時要保證各部位連接牢固。11）施工前，施工地點要敲幫問頂，排除頂、幫浮矸危巖后，再鉆孔注漿。12）一旦

14、發(fā)現(xiàn)有圍巖松動、跑（漏）漿、注漿壓力突然驟降等異常情況，應(yīng)立即停止注漿，查明原因，采取措施后才可恢復(fù)注漿。13）任何參與注漿人員必須熟知與注漿地點相關(guān)的作業(yè)規(guī)程及操作規(guī)程要求。14）經(jīng)礦方領(lǐng)導(dǎo)及安檢部門認(rèn)定編審后執(zhí)行。材料預(yù)算:主斜井封閉圈：14道×8孔×3桶=336桶出水點：打孔35個×4桶=120桶共計用量：336+120=456桶÷44桶/噸=10.36噸副斜井封閉圈：14道×10孔×3桶=420桶出水點：打孔40個×4桶=160桶共計用料：420+160=580桶÷44桶/噸=13.18噸注：以上材料為預(yù)計用量，由于裂隙的不可確定性，為保證堵水效果，注漿量應(yīng)以實際使用數(shù)量為準(zhǔn)。 北京瑞琪米諾樺合成材料有限公司 2009年8月28日 孫志浩斜井井堵水材料預(yù)算名稱單價/萬元型號單位數(shù)量合計/萬元瑞米堵水/加固3.58二號噸10.3