井筒超前探水注浆措施 2.doc

第三节 井筒综合防治水措施一、井筒综合防治水施工方案1、严格监控砼搅拌及浇筑施工工艺，加强砼震捣，增强井壁防水能力，适时进行井筒壁后注浆。2、立足打干井的原则，在施工中需采取“截、导、排、堵、注”的综合防治水施工方案，根据“预测预报、有疑必探、先探后掘、综合治理”的原则，进行工作面超前探水，当涌水量大于3m3/h，实施工作面预注浆。井筒基岩段施工前配备高扬程、大排量的排水设施，做到有备无患。（1）截水：在井筒基岩段施工过程中，对于井壁分散淋水，应在工作面上方设临时截水槽，收集淋水导入吊盘水箱中经卧泵排出井外。截水槽每100m下移一次。（2）导水：对于井壁上的大于0.5m3/h的集中出水点，安设导水管，将水导到截水槽内，适时进行壁后注浆堵水。（3）排水：当井筒涌水量小于5m3/h时，对工作面小股涌水可使用风动隔膜泵将水直接排至吊桶内由吊桶出矸时将水排至井外。当井筒涌水量大于5m3/h时，用风泵将工作面涌水排至吊盘上的水箱内，使用吊盘上安设的DC50-806的卧泵将水排至地面。（4）井底排水不得使用电潜泵，如果现场必须使用，必须编制专门的使用电潜泵的安全技术措施，严格防止漏电、触电情况发生。（5）探水、注浆井筒基岩段正常施工时，利用潜孔钻机探水。钻孔前应安装具有防止突然涌水的孔口管，探水深度视含水层情况而定。凡遇有涌水的钻孔，应进行注浆堵水。二、井筒施工探水注浆专项设计本设计根据目前情况暂做如下设计，施工中应参考揭露的岩层情况，根据水文地质情况编写探水注浆专项措施。（一）探水1、参数布置（1）钻孔参数：探孔数量：3个,钻孔距离净井壁0.5m，钻孔超前距离和止水套管长度参考表4-2进行设计。钻孔参数表如表4-3。表4-2 超前距离止水套管长度和水压的关系表水压（Mpa）钻孔超前钻距（m）止水套管长度（m）1.0851.0-2.012102.0-3.015153.01515表4-3 钻孔技术参数表孔号方位角预计深度（m）终孔位置孔径（mm）备注1根据井筒情况布置由含水层厚度确定进入含水层底板1m65-2根据井筒情况布置由含水层厚度确定进入含水层底板1m65-3根据井筒情况布置由含水层厚度确定进入含水层底板1m65-（2）孔口管规格：孔口选用1084mm无缝钢管制作，每节根据需要加工，下入孔内长度根据岩帽强度决定，若工作面岩层破碎、软弱或有断层时，需施工混凝土止浆垫，孔口管外部分加工成抗拔台阶；在距法兰盘0.5米的位置焊接0.50.5m见方的钢板，厚度为10mm，并在铁板四角割孔。焊接法兰盘厚度20mm，配108mm孔口管20MPa高压阀门。（3）孔口管固定：开孔孔径113mm，开孔深度视岩帽强度确定,孔径部分做成后下入孔口管，用水灰比0.5：1水泥浆灌注，充满孔口管及孔壁空隙，凝固48小时，另用四根锚杆及钢板固定，每根锚杆的抗拔力不小于40KN。孔口管固定后，扫孔至孔口管下端0.5-1m深度后，做耐压试验，试验压力不低于静水压力的1.5倍,孔口管不松动不漏水方可继续施工，否则应重新固结孔口管。（4）允许掘进条件：探孔施工完毕后，测量总涌水量小于3m3/h时，才允许掘进。2、打钻前的准备工作（1）钻场要按设计要求施工，加强支护，确保支护牢固、安全可靠。浮矸杂物清理干净。（2）钻机机具要在地面进行认真进行检修，并进行试运转检查，确保其处于良好工作状态。（3）风、水、电要接至钻场，要确保打钻期间正常供应和需求。（4）所需材料、机具、配件要备齐，加工件要提前加工完毕。（5）打钻前排水系统要形成，排水能力满足要求。（6）钻机人员要认真学习钻机操作规程和安全规程，钻机司机要经过培训合格后方可上岗操作。（7）钻场要配备良好照明，安设专用电话。（8）要对排水系统和排水能力进行全面检查，确保打钻期间矿井排水能力和排水设备的正常运行。（9）要确保避灾路线安全可靠，工作面停放一吊桶，吊盘软体要下放至井底，吊盘信号工要时刻注意工作面情况，遇紧急情况确保井下人员能够立即升井。3探放水施工 （1）钻孔设备 探水孔钻进采用SGZ28150煤矿用坑道钻机,配75mm、113mm钻头和50mm1m钻杆。一台2TGZ-60/210型电动注浆泵，2台0.2m3搅拌机（1台备用）。（2）探放水孔口管布置施工 先清理平整到迎头底板，以方便安设钻机为准；把钻孔位置和方位在井下用红漆标设清楚；通过打锚杆地锚把钻机在工作面固定牢靠；再按照钻孔设计角度调整钻机。（3）孔口管加固 待水泥浆凝固后，对孔口管C：S=1：1单液浆进行注浆加固，以防止在钻进过程中水泥浆强度不够孔口管松动造成涌水。水泥选用普硅P.O42.5R 水泥，水泥浆为0.5:1（水灰比）水泥浆。注浆加固时，将4个半截汽油桶（1个清水桶、1个水泥浆桶）及1台注浆泵均放置于平整的底板上。（4）钻孔施工 钻孔前将孔口阀门在孔口管上连接牢固，然后将钻机移到位，根据孔口管角度摆正对中，将钻头放入孔口管内；用钢丝绳套，手拉葫芦及地锚杆将钻机固定牢靠在工作面上；经试运转正常后，接钻杆给风给水钻进。 将变速手柄置于需要的档位，启动电机，回转器带动钻杆旋转。操作液压卡盘手柄使钻杆松开，钻杆停止旋转；操纵给进缸手柄使油缸上升至上止点，操纵液压卡盘手柄使钻杆卡紧，这时立轴升起并带钻杆回转。 打开水阀，当水从钻孔部位流出时，操纵给进缸手柄给进，钻孔作业开始。在钻进过程中可根据地质状况调整给进力和给进速度。油缸运行至下止点时，操纵给进手柄置于中位，钻进作业的第一个行程结束。（5）接钻杆 松开给水器，接钻杆，装给水器，开机继续钻孔。（6）放水探着水后岩层进行放水降压，避免初揭露含水层出现涌水量高峰，保证施工安全，放水时间以探着水后涌水量大小而定。探出水后如出现高压力，大水量，要紧急关闭阀门，及时汇报调度室，进行处理。 4、施工技术要求：（1）孔口管埋设质量是整个打钻工作的关键，必须本着确保安全的原则，把握好每道施工工序。必须按设计要求钻进到位，下管到位，注浆到位。孔口管要用树脂锚杆固定，以确保孔口管的抗拔力。（2）钻孔必须由地测人员在施工现场严格按设计要求准确定位。（3）钻进时要时刻注意观察孔内岩粉和冲洗液变化，准确判断层位，认真填好原始记录。（4）钻进时，要根据岩性变化，及时调整钻压钻速，不准使用高速和大压力。（5）钻进过程中，要注意回水量及钻压的变化，发现煤岩松软、片帮、来压及钻孔中的水压、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。可暂不移动钻具，将钻杆固定。现场负责人应立即向矿调度室报告，并派人监测水情，分析清楚原因后再确定能否撤钻放水或继续钻进。（6）钻孔内水压、水量过大时应采用反压和防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和岩壁突然鼓出的措施，以保证钻机、钻具和人员的安全。（7）钻孔出水后，要及时观测水量。水量不大可一次性钻至终孔，如水量过大，应停止钻进，转入下一孔施工。（8）做好水文观测工作，掌握水量动态变化，认真填写观测记录。 （9）钻进期间必须认真填写钻进记录，详尽记录各项施工数据，做到准确、可靠，并及时汇总，向有关领导和部门汇报。（10）严禁干钻，发现无冲洗液或只有少量自孔口流出，应立即停钻检查，找出原因。 （11）现场要有技术人员跟班指导，确保打钻质量。打钻人员必须按照批准的工程设计施工，不得擅自改变设计。 （12）钻场内施工设备摆放要整齐有序。钻杆排列整齐。钻场无杂物、积水，切实做到文明施工。（13）钻机司机要密切注意钻机运转情况，做好钻机及配套设备的正常维修保养工作，确保其处于良好工作状态。（14）拔钻时，如孔中水压、水量过大，应先打开泄压阀泄压，再拔钻。（15）水泵工要及时将出水排掉，防止淹井影响施工。水泵工同时要做好水泵的保养工作。（16）应及时做好施工收尾和施工总结工作。（二）井筒注浆如果探水需要进行工作面预注浆，则在工作面沿井筒周边均匀埋设注浆孔口管，埋设方法同探水预埋管施工。1、注浆施工方案（1）宜采用C-S（水泥-水玻璃）双液浆液注浆。（2）注浆部位井筒含水层段。(3)布孔方式及原则沿井壁周边均匀布孔，孔间距不超过2.0m，孔深根据含水层厚度确定，倾角3-5。（4）注浆参数浆液材料浆液材料首先采用（C-S）水泥-水玻璃双液浆。水泥选用P.O42.5R普通硅酸盐水泥，双液浆C：S=1：0.31：0.6。详见水泥浆液配制表。水玻璃选用液体硅酸钠型、浓度为3045波美度（1.261.45g/cm3）、模数2.42.8的水玻璃。为了提高注浆效果，在水泥浆配制中宜加入增强防水剂。 浆液的配制水泥浆液配制方法是先向水泥浆搅拌机内加入规定量的水，开动搅拌机后加入规定量的防水剂，搅动35min后即可，见表4-4，水泥浆配制表。表4-4 水泥浆配制表水灰比水量（L）水泥重量（Kg）浆液体积（m3）浆液比重（1000Kg/m3）2:12001000.2331.281.5:11501000.1831.371.25:1187.51500.2381.431:11501500.2001.500.8:11602000.2271.600.6:11202000.1701.76注浆压力选择首先测定含水层钻孔静水压力，注浆压力比静水压力大0.51.5Mpa，应施工或保留泄水孔进行卸压，注浆终压应大于含水层静水压力的24倍。（5）注浆设备及布置注浆设备选择：a、选用2台2TGZ-60/210型注浆泵，一台工作，一台备用。b、造浆机，选用容积0.4m3造浆机一台。c、储浆桶2个，清水桶1个。d、凿岩机和钻具：和探水施工相同。e、运输浆液：利用输料管输送井口搅拌好的灰浆到工作面储浆桶。f、注浆孔口管：108mm钢管通过法兰接32mm300mm钢管。设备布置a、造浆机布置在井口，将水泥、防水剂和清水按设计配比进行混合搅拌成水泥浆液。b、注浆泵1台。（6）注浆工艺流程及注浆作业注浆工艺流程见下图水 水泥 搅拌 储浆桶 储浆桶 水玻璃 注浆泵 注浆泵 输浆管 输浆管 孔口混合器 注浆孔 注浆顺序a、将各注浆孔施工完毕后依次注浆，具体可根据现场情况调整。b、注浆作业：将吸浆管和吸水玻璃管拧紧上牢，准备就绪，井下信号通知地面下放搅拌好的水泥浆，按照设计好的浆液配比，利用供液阀门调整好流量，可进行注浆工作。水玻璃由吊桶输送至井下的储浆桶，注浆过程中，视压力情况，随时调整水泥浆浓度。注浆过程中，司泵人员应做好详细记录，记录内容包括：开孔数量，孔位，测量水压，注浆压力（包括静水压力、注浆压力与注浆终压），水泥注入量等。(7)注浆结束标准单孔注浆结束标准：为防止周围钻孔大量跑浆，要将其它注浆孔阀门打开一半，待出现浓浆时，将其阀门拧紧封死，注浆孔达到终压，欲堵的出水点不再漏水，10分钟后打开注浆孔口放浆阀不漏水，可结束本孔注浆。（8）预计注浆效果各注浆孔的注浆压力达到终压，注入量小于30L/min-40L/min。直接堵漏注浆，应达到各钻孔的涌水已封堵，无喷水，且涌水量小于0.5m3/h。 （三）探水注浆安全措施注浆期间所有工作人员除必须严格遵守立井施工的有关安全措施外，还必须执行以下措施：（1）开钻前将措施向全体人员及相关人员传达贯彻，并进行考试。所有打钻人员必须遵守煤矿“三大规程”，严格按钻机操作规程操作，按措施施工。（2）下井钻机机组、电器设备一律要防爆，运转设备要有防护罩。（3）钻场处支护要牢固、安全、可靠，地面平整、清洁、无浮矸杂物。（4）钻机运输过程要绑孔牢靠，避免碰撞。（5）钻场要有良好的照明，工作面施工人员要配带明亮的矿灯。（6）钻场要设专用电话，确保地面与钻场联络畅通。一旦发现险情要及时汇报矿调度室及有关领导。（7）孔口管必须按设计要求打钻到位、下管到位、注浆到位，确保孔口管安设质量，否则不得钻进。孔口管必须按加固要求，打锚杆固定。（8）正常钻进前必须先装孔口管和控水球阀，并进行压水试验，达到设计承受水压后方准钻进。（9）钻机固定要牢靠，定位要准确，确保开机质量。（10）钻进过程中，钻机手把范围内除司机外不得站人。钻机起拔及下送钻具必须用夹具夹牢，工作人员只许在两侧安全位置操作。（11）打钻时，要做好钻机电机防淋喷保护，钻场的有关电器设备必须垫高，防止水淹。（12）钻进过程中，除钻机司机外，其它人不得操作钻机，防止出现事故，钻机按钮开关放在钻机司机身旁，以防有紧急情况时能随时关闭、起动电机。（13）所有打钻人员必须报从带班班长的指挥。（14）钻场内施工设备摆放要整齐、有序，钻杆排列整齐，钻场无杂物，无积水，切实做到文明施工。（15）为防止钻孔出水伤人，钻机下必须加防护挡板。（16）一旦发现孔内出水量过大，应及时采取措施，停掉钻机电源（水泵电源不停），人员撤离钻场，并立即汇报矿调度室。（17）放水期间，工作人员需配带自救器和便携式甲烷检测仪。（18）放水期间要配备专职瓦检人员值班，发现异常，立即汇报矿调度室。当钻场空气中瓦斯浓度达1%时，应停止钻进，加强通风；达1.5%时，必须停止工作，切断电源，撤出所有工作人员，并汇报调度室制定措施进行处理。待瓦斯浓度降至1%以下时，方可送电工作。（19）放水期间，发现钻场空气中CO2浓度达1.5%时，必须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理。（20）放水期间发现有其他有害气体涌出时，应暂停施工，撤出人员，待查明情况并进行处理后方可进行工作。（21）所有工作人员都必须严格执行交接班制度，有关注注浆泵浆操作人员安全技术培训，并进行理论和实际操作考核，合格者方能上岗。（22）立井下放或提升设备时，必须捆绑牢固，并事先与绞车房联系好，确认无误后方可开车。(24)钻机的操作必须由钻工本人进行，其他人员不许操作。(25)钻机操作人员衣服必须穿戴整齐，衣扣、袖口必须扣好。(26)每班由班长认真检查，严禁操作人员酒后入井。(27)操作钻机时，操作人员不许戴手套。（28）搭建的临时工作盘，要用架子管固定牢固，上面铺设的木板厚度不小于50mm，并用铁丝将木板固定在架子管上，盘上要设置专门的保险绳，盘上工作人员必须挂上保险带。（29）吊盘上材料要整齐，工具配件要放在专用工具箱内，无关工、器具一律升井。（30）作为工作盘的下层吊盘喇叭口和抓岩机口位置必须用厚度不小于70mm的木板封严，并加钉70mm70mm的方木筋板钉成一个整体，筋板间距500mm，其他所有孔口必须用厚度不小于50mm的木板封严，并钉牢固，所有铺板与吊盘连接牢固。（31）打眼时，必须把钻机固定好，并加强检查防止晃动。（32）升降吊盘时，班长要指定专人看好各种管路及电缆，防止挂坏，信号工要密切注意吊盘运行情况及吊盘工作人员发出的信号，井上下信号工要间隔2分钟互相联系一次，在信号联系没有回应时立即停止吊盘升降。（33）搅拌水泥浆时，严禁有结块水泥，以防堵塞吸浆笼头。（34）注浆泵等设备下井前必须进行检修、试运转，确无问题后方能下井。（35）注浆前要对整个管路系统做压水耐压试验，检查管路上的所有接头、法兰、阀门及管件的耐压能力，如有不符合要求的及时更换或调整，符合要求时方能开始注浆。（36）注浆泵及输浆管各接头要绑紧接牢，并应避开孔口管位置，避免跑管伤人。（37）注浆人员严格执行注浆泵操作规程，佩带防护眼镜、乳胶手套，注浆管路要牢靠，以防脱出伤人，放浆时，要注意安全，人员避开放浆阀门，防止浆液溅入眼内，时刻注意压力表变化情况，发现异常情况及时处理。（38）注浆前要检查泵完好情况，周围是否有障碍，人员是否站在安全地点。（39）记录员跟班检查注浆情况，井下所有工作人员时刻观察岩层变化情况，发现问题应立即停止注浆，向技术人员汇报。（40）注浆时，要设专门信号，防止与其它信号混淆造成事故，提