副井工作面探水、预注浆封水施工措施

1、泊江海子矿副井井筒573.2m工作面探水、预注浆施工安全技术措施中煤第七十一处泊江海子项目部2010-12-9泊江海子矿副井井筒573.2m工作面探水、预注浆施工安全技术措施一、概况：泊江海子矿副井井筒净径10.5m，全深611.7m，井口标高+1386.0m。采用冻结法施工，冻结支护深度550m。 井筒现已砌壁到568.0m。根据矿地测部门提供的地质资料表明，在井筒累深至588.0m时将进入基岩面下第一含水层，预计该含水层厚度12.0m，涌水量为45.0m3/h。为确保掘砌施工安全，对该含水层进行探水注浆施工。为保证注浆施工及相关工作的顺利进行，特编制本施工措施。二、注浆作业1、施工准备（1

2、）、技术准备（1）组织技术与管理人员认真学习施工技术措施。（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）组织测量人员对标高进行复核校验。（2）、人员准备由技术素质好、经验丰富的7123队人员进行工作面预注浆施工。作业前对所有施工人员按ISO9001:2000标准及能力、培训和意识控制程序要求组织学习培训。（3）、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、打钻探水井筒掘砌施工到574.2m，停止浇筑混凝土，向下掘进1.5m，并按荒半径刷扩到设计尺寸，工作面清到硬底，在井中挖一个1m见方的集水坑用于排水。以圈径9.3m在井筒

3、内施工三个探水孔，首先使用113mm钻头打5m深钻孔，在孔内预埋108mm长5.5m无缝钢管作为孔口管，孔口管露出岩层长度500mm左右，孔口管上口焊接108mm高压法兰盘，法兰盘上连接108mm高压球阀，高压球阀上连接防突阀，然后使用75mm钻头在108mm无缝钢管内钻进。探水钻孔深度进入井底向下5m，预计深度为40.2m（详见探水孔施工示意图）。三个探水孔施工完毕后，测定涌水量，若涌水量5m3/h,则采取加快施工速度的办法快速穿过。若涌水量5m3/h,则采取工作面预注浆的办法对含水层进行注浆封水。3、止浆垫施工3.1孔口管安装在工作面预埋15个注浆管，注浆管采用108无缝钢管制作，长3.0

4、 m，孔口管上口焊接108mm高压法兰盘，管外面焊钢筋箍或倒刺。按圈径为。9.3m布置，外倾角85，孔间距2.0m分别标记为115，在井筒中心附近铅垂布置一根，作为检查孔用，用于检查注浆孔注浆效果。将注浆管固定加固好后，浇注混凝土垫层。注浆管露出止浆垫长度500mm左右。见注浆孔施工图2.2止浆垫浇注由于含水层上方有预留12.2m的岩石保护层，将浇注2.5m厚C50止浆垫。为防止止浆垫与井壁之间产生微小裂隙及止浆垫翻浆，提高早期止浆垫抗压强度需掺入水泥量的3奈系列高效减水剂，水泥量58%的膨胀剂。2.3 待止浆垫凝固5d后，进行工作面打钻、注浆。4、打钻、注浆4.1本次注浆止浆垫距含水层顶板1

5、4.8m，含水层标高为+798.0+786.0m。进入含水层后，钻进时若涌水量5m3/h，继续钻进；若涌水量5m3/h，则提钻，进行注浆封水；若钻进时孔内岩石破碎，塌孔严重，则提钻进行注浆加固。待封水注浆达到一定强度后，继续钻进，直至钻进到井底向下5m，深度为42.8m。3.2 钻机的布置钻机选用两台潜孔冲击钻，安装在工作面上。钻机固定前应校对位置，保证钻机与钻杆中心及孔口管中心保持一致。4、注浆施工4.1 注浆准备工作4.1.1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42.5普硅水泥；水玻璃模数M取2.83.1，波美度38-40 Be。4.1.2注浆设备注浆使用天津聚

6、能XPC-90E高效注浆泵一台,水泥浆采用一台JS-500型搅拌机搅拌，排水风泵3台。4.1.3 注浆排水、供水管路注浆管采用两路32高压胶管，附在压风管悬吊绳上。高压胶管与钢丝绳用铁卡固定。采用吊桶排水，工作面积水利用风泵排至吊桶内，然后提升至地面。4.1.4 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。4.1.5 造浆站布置与注浆站布置于井口南门设造浆站，布置注浆泵两台、吊桶（盛浆液、清水），井筒内悬挂高压胶管作为输浆管，下与注浆管（止浆塞）相连，设闸阀。制造

7、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，浆液通过高压胶管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。4.2 注浆施工工艺4.2.1 材料用量浆液注入量根据孔内实际情况,预计浆液注入量按公式V=AR2H/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,R34m；H-表示注浆段高,42m；-表示岩层裂隙率,取10%；-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；单液浆水灰比2:1、1:1、0.75:1；双液浆：水泥浆与水

8、玻璃体积比为1.5:1；如施工需要三乙醇胺按0.05,食盐按1加入。4.2.2 注浆施工顺序 先注清水（冲开裂隙通道、润滑裂隙）先稀后浓注单液浆最后注双液浆封孔。4.2.3浆液流程一台JS-500型搅拌机拌料 泥浆桶 XPC-90E高效型液压驱动注浆泵 32高压胶管作浆液管与井下混合器及高压球阀连接 孔口管 下部围岩4.2.4 浆液起始浓度及其调整浆液起始水灰比为2:1，随着注浆压力的变化，水灰比可调整为1:1、0.75:1。使用双液浆时,水泥浆和水玻璃的体积比为1:0.5。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一定量后，吸浆量不减或者压力不升时，提高一级浆液

9、浓度。当浆液浓度提高到1:1且注入一定量水泥浆仍不见升压时，则采用停67小时后再注，即停一段时间再注一段时间；若压力上升则必须连续进行注浆，直至达到设计终压。注浆以单液浆为主，双液浆作为最后封孔。4.2.5注浆压力注浆压力的大小，直接影响浆液的扩散距离及水泥胶结密实程度。实测终孔后静水压力,注浆终压取静水压力的2倍。初压大于静水压力，终压为89MPa。4.2.6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，用清水作耐压试验，超过终压0.5-1Mpa，即合乎要求。（3）

10、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。4.2.7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30L/min，稳定2030min，才可结束该孔段的注浆。在井筒周边15个注浆孔全部施工结束后，利用中间孔打钻孔，估算井筒涌水量，如井筒涌水量小于1

11、m3/h，可结束注浆；若大于1m3/h，则采用打分支定向孔的办法进行补孔注浆，确保下部井筒施工时，涌水量小于6m3/h。三、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。四、注浆孔钻进及注浆施工技术安全措施（一）注浆孔钻进技术安全措施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，

12、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。7、钻进过程中如发现钻孔内水压、水量突然增大以及顶钻等情况时，必须停止钻进，及时汇报项目部进行处理

13、。8、在井筒工作面打钻、注浆人员应严格遵守立井施工矿山安全规程、钻探操作规程及一切安全管理制度。（二）注浆施工技术安全措施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

14、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。打钻人员不准留长发，不准缠围巾，不准戴手套。6、拌浆人员严格掌握浆液配比，按设计配比拌浆。为防止石子、纸屑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

15、、泄压管路出水口应避开人员并用铁丝固定于孔口管上，且接头绑扎牢固。（三）钻孔防突水措施1、钻孔施工前井筒内应详细检查两台绞车运行情况。当钻进注浆孔时，应有一台绞车负责专门排水。如井筒涌水量超过吊桶排水能力时，必须停止钻进，提取钻具，关闭高压阀门，及时注浆。2、孔口管必须按设计孔位埋设牢固，并安设高压球阀（不小于25Mpa）。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。3、正常钻进前必须安装防突水设施，钻进过程中如发现钻孔内水压、水量突然增大且喷孔严重，应立即关闭防突阀及时向项目部汇报。五、劳动组织与工期安排1、劳动组织预注浆施工井下地面均采用“三八制”作业，具体见附表1。2、工期安排注浆工期预计15天。六、其它本措施未尽事宜按泊江海子矿副井基岩段掘砌施工安全技术措施执行。附表1 劳动组织人员安排表附表2 打钻、注浆设备配件材料消耗表泊江海子矿副井井筒5