豎井井筒預注漿方案

1、1.編制依據(jù)（1） 最新礦山井巷工程施工綜合技術與標準規(guī)范使用手冊（2） 簡明建井工程手冊（下冊）（3） 煤礦井巷工程施工規(guī)范（4） 煤礦安全規(guī)程（5） 豎井相關地質(zhì)資料2.工程概況豎井深611.8m，凈直徑5.5m，井口高程127.5m，底高程-484.3m。高程127.5m117m段為鋼筋混凝土，壁厚1000mm；高程117m93m、-449.14m-484.3m段為鋼筋混凝土，壁厚500mm；高程93m-449.14m段為素混凝土，壁厚350mm。混凝土強度等級C40，抗?jié)B等級S8。截止到2016年1月1日，豎井井筒掘進至高程-117.5m，掘進總高245m，混凝土襯砌至高程-114m，

2、襯砌總高241.5m。因豎井涌水較大，無法正常施工，為改善施工條件、確保施工安全、加快施工進度、提高工程質(zhì)量，決定對豎井井筒進行工作面預注漿，特編制本施工技術方案。3.地質(zhì)概況根據(jù)前期詳勘報告及實際揭露地質(zhì)情況，當前工作面至井筒400米之間發(fā)育多條小的斷層和擠壓面，節(jié)理面張開，張開度15mm，裂隙為豎直貫通裂隙，涌水量較大；400米以下巖石比較致密，涌水量較小。4.施工布置4.1供電布置由地面兩臺1000kw、一臺1120kw柴油發(fā)電機組發(fā)電，供地面大絞車、壓風機、制漿機等設備使用，并通過一條75mm2的電纜供井下用電設備使用。4.2給、排水布置給水：井下用水由地面提供，在井筒內(nèi)單獨鋪設一條供

3、水管，供水管由2吋無縫鋼管兩端焊接法蘭盤連接而成。排水：工作面使用兩臺功率5.5kw、流量30m3/h、揚程35m的BQS30-35-5.5型礦用隔爆型排沙電泵+一臺風泵將井壁淋水、鉆孔涌水、打鉆用水通過50mm高壓軟管抽至吊盤上水箱中；吊盤上水箱中的水使用功率200kw、流量80 m3/h、揚程400m的BQS80-400/7-200/N型礦用隔爆型潛水排沙電泵通過沿井壁鋪設的4吋鋼管排至地面。4.3供風系統(tǒng)地面一臺40m3壓風機將高壓風通過井筒內(nèi)鋪設的風管送入井下，供鉆機用。4.4通風系統(tǒng)利用井架上230kw局扇通過800mm風筒將地面新鮮風送至井下工作面。4.5通信系統(tǒng)在工作面安裝一部防

4、爆電話及4部對講機，保證與地面調(diào)度室、信號房、絞車房等機構通信暢通、順利。 4.6施工設備配備表4-1 主要施工設備配備表序號設備名稱規(guī)格型號數(shù)量用 途備注1潛孔鉆機MKQJ120/402工作面鉆孔2注漿泵2TGZ60/2102注漿3雙桶攪拌機180L1制水泥漿4制漿機UJZ200A1制水泥漿備用5制漿機UJZ400A1制水泥漿備用6礦用隔爆型潛水排沙電泵BQS30-35-5.54工作面排水兩用兩備7風泵2工作面排水一用一備8礦用隔爆型潛水排沙電泵BQS80-400/7-200/N2吊盤水箱排水一用一備表4-2 注漿泵技術參數(shù)泵型號傳動速度吸漿量（L/min）最大注漿壓力MPa配用電機KW重量

5、kg外形尺寸長寬高2TGZ-60/2101速16217.51070175094511202速19183速3694速6065.施工方案（1） 將工作面浮渣清理干凈，用風鎬將工作面凸起位置進行整平，以便鉆機安裝。（2） 安裝一趟供水管，一趟輸漿管，兩趟管路全為2吋鋼管兩端焊接法蘭并用螺栓連接，采用16T穩(wěn)車、鋼絲繩進行懸吊。（3） 將鉆機及操作臺等相關設備下井，安裝并調(diào)試完成。（4） 按照設計孔號、孔位、角度進行鉆孔，每孔鉆進4m，提出鉆具，插入加工好的孔口管。（5） 將孔口管固定牢固，在孔口管與鉆孔孔壁縫隙中插入1吋鋼管，孔口管周圍縫隙用進行密封，孔口管安裝法蘭蓋進行密封。（6） 通過安裝在孔口

6、管與鉆孔孔壁縫隙間的1吋鋼管向孔內(nèi)注水泥-水玻璃雙液漿進行封孔固定孔口管。（7） 漿液凝固后用鉆機在孔口管中按原有深度進行掃孔，對孔口管固結質(zhì)量及巖帽進行壓水檢查，合格后進行下一步施工。（8） 按照預埋的孔口管進行鉆孔，鉆孔過程中如果孔內(nèi)涌水量超過5m3/h時就停鉆，撤鉆桿、鉆頭，注漿堵水，漿液凝固后繼續(xù)鉆孔，直至鉆孔至設計深度，進行注漿、封孔。（9） 注漿孔全部注漿結束后，進行注漿效果檢查。不符合設計要求時，重新進行鉆孔注漿，直至達到設計預注漿效果，則本次預注漿結束。（10） 拆除注漿設備、材料，轉(zhuǎn)入正常掘進、支護。向下施工8模，即36m后停止掘進。（11） 利用剩余注漿巖層作為下次工作面預

7、注漿巖帽使用，在豎井高程-277.5m，即井深達400穿過裂隙帶之前，工作面預注漿工作按本方案施工，具體可根據(jù)掘進情況，可適當調(diào)整注漿孔數(shù)量、位置，以達到最好的注漿效果。6.設備安裝注漿站設在井口附近，包含注漿泵、水泥漿攪拌機、儲漿桶、計量儀表、清水池和注漿材料存放處等。本次工作面預注漿施工，需在井筒內(nèi)鋪設一條供水管路及一條輸漿管路。供水管、輸漿管選用50mm鋼管，鋼管間用法蘭盤連接。兩條管路通過16T穩(wěn)車纏繞的鋼絲繩懸吊，下端用鋼絲繩在工作面固定。下放鉆機、操作臺、鉆桿等設備、材料。大型零部件、材料可用鋼絲繩吊掛在吊桶下方，其余部件、材料可直接放入吊桶，通過絞車提升送至井下工作面，安排人員在

8、井下將鉆機安裝并調(diào)試完成。7.孔口管埋設孔口管在鉆進注漿孔時起導向作用及涌水量較大時控制水流作用，注漿時用作聯(lián)接孔口裝置。本次施工利用已有的注漿帶作為止?jié){巖帽，采用后埋孔口管的方法安裝、固定孔口管。注漿孔設計10個，后埋孔口管10根，工作面孔口管中心距井壁0.55m，徑向傾角7.5，逆時針偏角2.5，與井筒中心線夾角7.9?？卓诠茉诘孛姘凑赵O計要求進行加工?？卓诠苓x用4吋鋼管，長度3.3m，并在外露巖帽的一端焊接上法蘭盤。加工完成后并檢驗合格后對孔口管進行編號，利用吊桶送至井下工作面。采用一臺MKQJ120/40型潛孔鉆機進行鉆孔，按照設計位置、角度安裝、調(diào)整鉆機，安裝、調(diào)整完成后開始鉆孔，鉆

9、桿直徑50mm，鉆頭直徑133mm，鉆孔孔深4m，鉆孔按注漿孔孔號順序進行。見圖7-1孔口管埋設示意圖。一個鉆孔施工結束后，按孔號順序施工下一鉆孔，并在已鉆進完成鉆孔安裝、固定孔口管。孔口管插入鉆孔3m，外露0.3m，用木楔塞入孔口管與鉆孔間縫隙進行臨時固定，并在縫隙中插入一根1吋鋼管，鋼管上安裝1吋球閥，孔口管與鉆孔間縫隙用水泥-水玻璃雙液漿進行封堵，孔口管安裝法蘭蓋進行密封。通過預埋的1吋鋼管向孔內(nèi)注入雙液漿對孔口管進行固結，注漿使整個孔內(nèi)充滿漿液，且注漿壓力達到設計時即可結束。待孔內(nèi)漿液凝固后拆除法蘭蓋，在孔口管上安裝4吋高壓閥門，準備進行后續(xù)施工工作?？卓诠芄?0根，每根3.3m，共消

10、耗4吋鋼管33m；1吋鋼管10根，每根0.4m，共4.8m；4吋法蘭10個，4吋法蘭蓋10個，4吋高壓閥門10個，1吋球閥10個。圖7-1 孔口管埋設示意圖8.豎井井筒壁后注漿在漿液凝固期間，為減少井壁淋水對工作面施工的影響，對已襯砌井壁出水點進行壁后注漿。壁后注漿相關參數(shù)及技術要求參見豎井井筒壁后注漿措施。耐壓試驗孔口管內(nèi)漿液凝固后，用潛孔鉆機對10個孔口管進行鉆孔，孔深4m，既將埋設孔口管前的鉆孔重新鉆出，然后對孔口管做耐壓試驗，耐壓試驗用清水，試驗壓力不低于注漿終壓。耐壓試驗即檢驗孔口管是否埋設牢固，又可檢驗止?jié){巖帽是否滿足施工需要。做耐壓試驗過程中如果孔口管出現(xiàn)松動，有被從鉆孔中頂出的

11、跡象時即停止耐壓試驗，對該孔口管重新固定、注漿，漿液凝固后再做耐壓試驗，直至孔口管固結牢靠。同時，在做耐壓試驗時，如果工作面出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，也要對該孔進行注漿，封堵裂隙，防止注漿過程中出現(xiàn)跑漿現(xiàn)象。經(jīng)過耐壓試驗確?？卓诠芄探Y牢靠，且止?jié){巖帽無漏水現(xiàn)象時即可結束，轉(zhuǎn)入鉆孔工作。9.注漿孔施工圖9-1 鉆孔布置示意圖注漿孔設計10個，工作面孔口中心距井壁0.4m，徑向傾角7.5，逆時針偏角2.5，與井筒中心線夾角7.9。10個注漿孔沿井壁四周均勻布置，鉆孔結束時孔底據(jù)井幫4.8m，孔深40m。工作面面高程-117.5m，注漿孔孔底高程-157.12m，垂深39.62m。采用兩臺MKQJ120/40型

12、潛孔鉆機同時鉆孔，鉆進方法為無芯鉆進，鉆桿直徑50mm，鉆頭直徑90mm。將正北方注漿孔編為1#孔，然后順時針依次編號，各孔間夾角30。鉆孔順序為1（6）#3（8）#5（10）#2（7）#4（9）。一臺鉆機按順序施工1#、3#、5#、2#、4#；另一臺鉆機按順序施工6#、8#、10#、7#、9#。若從開鉆后連續(xù)鉆進至設計孔深無水涌出，則按順序施工其余鉆孔。如果所有孔施工完畢都無水涌出，則整個預注漿施工結束。鉆進下一孔的同時對上一鉆孔進行注漿，封堵裂隙。若鉆孔過程中，孔內(nèi)涌水量超過10m3/h，則停止鉆進，提出鉆具，進行注漿，注漿結束標準按設計結束標準。將該出水孔鉆孔孔深作為后續(xù)鉆孔的鉆孔孔深，

13、在該出水孔注漿時，挪移、調(diào)整鉆機按照鉆孔順序鉆進下一注漿孔，直至所有鉆孔鉆至該深度并注漿結束，再按照設計順序向下鉆進。既將該出水孔深作為一個小的施工段，進行鉆孔、注漿，將該孔深以上裂隙全部進行封閉堵水。當上一出水段內(nèi)鉆孔全部鉆進并注漿結束，孔內(nèi)漿液凝結達到可以托住鉆具的強度后，按設計順序開始繼續(xù)向下鉆孔。鉆進已注漿的孔時要慢速鉆進，切勿給壓，以免鉆孔產(chǎn)生偏斜，鉆進深度超過已注漿段深度后，再正常進行鉆進施工。若某一孔內(nèi)涌水量再次超過10m3/h時，則重復上述施工方法，直至達到設計注漿孔孔深。為防止孔內(nèi)涌水量增大超出排水能力（50m3/h），鉆進時必須通過安裝在孔口管上的4吋高壓閥門的閥腔內(nèi)鉆孔，

14、當遇到該況時應迅速停鉆，卸下鉆桿，關閉閥門。進行下一個鉆孔的施工，注漿工作。鉆進過程中，若因巖石破碎、塌孔等出現(xiàn)噴孔、抱鉆等現(xiàn)象，造成無法鉆進時，則沖孔抽鉆進行注漿。每孔中孔停鉆后，應加大水量沖孔30min，直到孔內(nèi)巖粉基本排除為止。鉆孔過程中，在工作面安設兩臺BQS30-35-5.5型礦用隔爆型排沙電泵和一臺風泵，用以排除鉆孔的回水、涌水及井壁淋水，給工作面預注漿施工提供良好環(huán)境。10.注漿施工注漿時使用水泥單液漿，選用P.O 42.5R普通硅酸鹽水泥，單液水泥漿使用水灰比為2：1、1.5：1、1.25：1、1：1、0.8：1、0.6：1六個等級。封孔及封堵裂隙時采用水泥-水玻璃雙液漿，水泥

15、漿濃度1.25：10.6：1，水玻璃濃度為3540潑美度，雙液體積比為1：0.51：1。雙液漿在地面拌制，然后通過輸漿管送至工作面進行注漿。采用兩臺2TGZ60/210型注漿泵進行注漿工作。10.1鉆孔水壓與水量測定注漿前，對已打好并沖凈后的鉆孔進行水壓及水量的測定，在空口注漿管上連接測水的壓力表及閥門裝置，測出最大流量及靜水壓力。10.2壓水試驗向注漿孔中壓清水，沖洗巖石裂隙中的泥漿及充填物，以提高漿液結石體與巖石裂隙面的粘結強度及抗?jié)B能力，壓水時間1020min，復注壓水時間2030min。根據(jù)壓水試驗資料，利用下式計算單位鉆孔吸水量，并據(jù)此決定注入單液漿的起始濃度：q=Q/H（L/min

16、m）式中 Q壓水最大壓力時的流量，L/min H注漿段高，m壓水方法：先用一臺注漿泵壓水，其流量由小逐漸增大，當鉆孔耗水量大、泵的流量雖已全量，而壓力仍然很低時，則可采用兩臺泵壓水，使壓力控制在比注漿終壓高0.5MPa左右。每次壓水試驗應測定和記錄注漿段高、壓水流量，壓水試驗結束并符合要求后，立即注漿。10.3注漿壓力調(diào)整由于注漿壓力是隨著水壓的變化而變化，而水壓是隨著井筒深度的變化而變化。所以，注漿壓力和注漿終壓必須根據(jù)實際測量的水壓為依據(jù)，確定注漿壓力和終壓的大小。當初始濃度確定之后，人為控制泵量、調(diào)整漿液濃度等使壓力達到初壓、正常和設計終壓值。當選定初始水泥漿液濃度后，計算該濃度水泥漿從

17、地面到孔口產(chǎn)生的壓力，若測定鉆孔內(nèi)水壓比水泥漿在孔口產(chǎn)生的壓力小0.5MPa以上，則初始注漿時注漿泵不再另外給壓；若測定鉆孔內(nèi)水壓比水泥漿在孔口產(chǎn)生的壓力小0.5MPa以內(nèi)或大于水泥漿在孔口產(chǎn)生的壓力，應利用注漿泵給壓，使初始注漿時孔口注漿壓力比水壓大0.5MPa以上。注漿段水泥漿液的注漿終壓值應為靜水壓力的24倍。根據(jù)壓水試驗得出的鉆孔吸水量依據(jù)下表確定漿液起始濃度，每次注漿時，水泥漿的濃度應先稀后濃逐級調(diào)節(jié)。表10-1 漿液起始濃度的確定單位鉆孔吸水量L（minm）-1水泥漿液起始濃度（水：灰）水泥漿密度g/cm33.02：11.295.01.5：11.377.01.25：11.438.0

18、9.01：11.5111.00.8：11.6013.0130.6：11.7310.4漿液調(diào)配在初期注漿壓力條件下，吸漿量為吸水量的80%，可視為正常，否則調(diào)濃或調(diào)稀一級。注漿過程中，當注漿壓力保持不變，吸漿量隨注漿時間的延續(xù)注漿減少，或當吸漿量不變而壓力注漿升高時，也屬于濃度適中，不需要改變漿液濃度，一直注漿達到終壓結束。當連續(xù)注入某一濃度級20min后，注漿壓力及吸漿量均無改變或改變不大時，可調(diào)濃一級。當注漿過程中出現(xiàn)壓力上升很快，吸漿量減少時可調(diào)稀一級。每更換一次注漿濃度，一般持續(xù)20min。10.5結束注漿注漿終壓及終量在正常條件下，每一次注漿中，注漿壓力由小逐漸增大，注漿流量由大逐漸減

19、小，當注漿壓力達到設計的終壓，注漿終量為3040L/min時，穩(wěn)定2030min即可結束注漿。在特殊條件下，在大裂隙巖層注漿，經(jīng)過漿液濃度的變換，仍達不到終壓與終量的標準，但又接近設計的注入量時，應暫時停注，待養(yǎng)護24h后復注，直至符合結束注漿標準。對于細裂隙或孔隙地層，當注2：11.5：1稀漿，壓力仍上升很快而吸漿迅速減少時，可進行預處理，先壓水2m3左右，然后壓注12m33035潑美度水玻璃，緊接著壓注12m3清水并注漿。結束注漿前，壓入足量（根據(jù)管路長短確定）的清水，關閉孔口閥門，卸下孔口高壓膠管。壓注清水時，應通知井下準備放漿，壓水停泵后，將管內(nèi)殘余漿液流放到吊桶內(nèi)，提至地面排出。每次

20、注漿后對設備和管路都要進行檢修、清洗和試運轉(zhuǎn)，為下一次注漿做好準備。11.注漿效果檢查注漿堵水效果，通常用井筒剩余涌水量和堵水率來表示，選擇注漿孔的放水試驗來檢查注漿效果。所有注漿孔鉆進、注漿結束后，選擇施工過程中出水量最大的注漿孔作為檢查孔。重新鉆孔至設計深度，打開放水閥門，看有無涌水。如有涌水，待其穩(wěn)定后，測量涌水量，然后關閉閥門，測定靜水壓力。檢查孔內(nèi)的涌水量不大于5m3/h 時達到注漿效果；如果孔內(nèi)涌水量大于5m3/h，則達不到預期效果，將該孔按設計標準進行注漿，同時增加第二個孔進行檢查。12.工期安排根據(jù)設備的性能和工藝特點，結合以往施工經(jīng)驗及現(xiàn)場實際施工情況，預計本段井筒工作面預注

21、漿工期為8天。如遇條件出現(xiàn)較大變化引起工程量變化，應相應調(diào)整工期。13.勞動組織注漿采用三八制，每班人員配備見下表：表13-1 班組人員配備表工 種人 數(shù)共 計備 注班 長126人/班鉆 工4技術員1注漿工2灰漿配制工3安全員1絞車工2信號工3把鉤工2水泵工1機修工1電工1輔助人員414.材料使用、消耗表表14-1 主要材料使用、消耗表序號名 稱規(guī)格型號單位數(shù) 量備注1高壓軟管505m根122直通（快速接頭）50個303高壓閥門4吋個10一次性投入4清水桶0.3m3個25水泥漿儲漿灌1.5 m3個16水玻璃罐1m3個17橡膠手套雙408防護眼鏡套309壓 力 表16Mpa塊510壓 力 表40

22、Mpa塊511鏟子/耙子把10/312水表4吋個113孔 口 管10853300mm根10一次性投入14法蘭4吋個1015法蘭蓋4吋個1016球閥1吋個1017球閥2吋個10181吋無縫鋼管0.4m根1019輸漿管5056000mm根4020輸漿管連接法蘭個8021供水管5056000mm根4022供水管連接法蘭個8015.質(zhì)量保證措施15.1管理措施（1） 加強質(zhì)量管理基礎工作，落實質(zhì)量工作職責。（2） 圍繞總體質(zhì)量目標，實行管理、技術、經(jīng)濟多輪驅(qū)動措施。（3） 做好施工原材料的管理，所有施工用材料必須經(jīng)過檢驗合格后方可進場，嚴禁使用不合格的材料。（4） 加強現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)督檢查力度，嚴格實行質(zhì)

23、量否決權。15.2技術措施（1） 嚴格按設計要求施工，未經(jīng)批準任何人不得對設計進行變更。（2） 加強施工過程中的技術基礎管理工作，認真研究施工過程中鉆孔揭露的地質(zhì)條件，為調(diào)整工藝技術參數(shù)提供資料。（3） 嚴格按照設計要求的漿液配比進行造漿，控制漿液的攪拌時間。因設備故障等原因造成注漿中斷，中斷時間超過4小時，剩余的水泥漿必須遺棄。（4） 注漿壓力是保障注漿效果的重要工藝參數(shù)，實際壓力不得小于規(guī)定。注漿過程控制必須符合規(guī)范要求。16.安全保證措施16.1鉆探施工安全技術措施（1） 經(jīng)檢查鉆機和注漿泵完好，方可正常使用。（2） 鉆機底座要進行打錨桿固定，防止鉆機在鉆進期間底座松動傾倒傷人。（3） 開鉆前，做好檢查鉆機穩(wěn)固情況和水泵排水情況等工作，符合要求后，方可開鉆。（4） 鉆進前，先檢查鉆桿，保證不堵塞、不彎曲，讓鉆機先空轉(zhuǎn)3-5分鐘，確認無問題后，方可接上鉆桿、鉆頭，必須打完一桿后方可接上第二桿，鉆機轉(zhuǎn)動部分兩側嚴禁站人。（5） 鉆進中，施工人員要扎緊領口、袖口，佩戴好礦燈、安全帽，鉆工要注意觀察鉆機運行情況，如有異常，要立即停機，查找原因，待故障排除后再工。（6） 鉆孔孔口套管必須進行耐壓試驗，耐壓試驗的水壓必須達到設計要求，若鉆孔漏水須重新注漿，復鉆再進行試壓，直到孔口管達到耐壓要求。（7） 若鉆孔水壓較大，為確保施工人員的安