壁后注浆及探水施工技术方案

1、XX铁矿进风井壁后注浆及探水施工技术方案编制：审核：批准：XX分公司XX项目部二0年 月目录一、工程概况 1二、前期施工情况 1三、壁后注浆 1四、探水施工3五、设备及材料选择 9六、 劳动组织及施工进度计划 11七、 安全技术保证措施 11八、附图错误!未定义书签进风井掘砌工程壁后注浆及探水施工技术措施一、工程概况XX进风井掘砌工程，井口标高+16.65m,井底标高-477.49m，井筒净 直径为6.5m。-380m-407m破碎带：深灰色；由黑云变粒岩挤压破碎而 成，岩芯呈碎块状，少量片状，碎裂面见钙质，泥质，绿泥石及少量铁质， 部分碎裂面见钙质溶蚀沟痕，此段是含水层，岩体基本质量等级为V

2、级。 -425m-460m破碎带：灰一灰绿色；由黑云变粒岩挤压破碎而成，岩芯 程碎块状，片状，充填钙质，泥质，绿泥石及少量铁质，部分碎裂面见岩 屑及擦痕，局部地段见岩屑被断层泥胶结。二、前期施工情况-378.5m-423.5m为工作面探水注浆段，此段施工期间井筒涌水量 最大达到 40m3/h，在标高-414m接茬处漏水量达 20m3/h。-378.5m -423.5m段施工过程中局部已对接茬进行注浆处理，但井壁接茬处仍有出水现象。现在井筒已施工至-423.5m，根据冶金矿山井巷工程施工质量验收 规范中规定工作面注浆段掘进漏水量不应大于 6n3/h ,现在井筒漏水量 有18m3/h，为了下一步井

3、筒施工创造更好的条件，保证工程质量，对 -378.5m-423.5m段进行壁后注浆。壁后注浆之后，对-423.5m-463.5m 段破碎带进行工作面探水，确定此段是否含水。三、壁后注浆1. 布孔施工-378.5m-423m段期间，主要出水位置在井筒西半部混凝土支 护接茬处。在距离接茬上下各0.5m处布置注浆孔，注浆孔深2m，孔间距 11.5m，具体视情况而定。2. 操作平台注浆孔钻进及注浆施工均在吊盘上进行，注浆开始前先将吊盘上盘提 升至-383m处，吊盘随施工下放。3. 孔口管结构、长度孔口管采用一寸无缝钢管连接一寸球阀，孔口管长1m4. 注浆参数注浆终压：根据煤矿井巷工程施工规范要求，壁后

4、注浆压力比静水压力大0.51.5MPa注浆终压为4.55MPa井壁承受的最大压力：=PD + 2Ej餐& =i7.5Mpa4E(D+E)式中：11井壁材料的实际压应力，MPaD井筒的净直径，mE井筒的设计厚度，mPo注浆终压!一井壁材料允许抗压强度5. 浆液浓度的使用原则(1) 、水泥浆浓度，先稀后浓。(2) 、注浆过程中，压力不升，进浆量不减，应逐级加大浆液的浓度， 反之，应逐级降低浆液的浓度。（3）、每更换一次浆液浓度，注浆持续时间为约20分钟。6注浆结束标准各注浆孔的注浆压力达到设计压力或注浆孔涌水已封堵。四、探水施工1. 钻机平台的搭设钻机平台采用寸半管搭设，用管夹子连接固定，

5、铺设70mn厚木板。平台距离工作面2m高。2. 钻机固定钻机重195kg，用8#铁线固定在钻机平台上，固定四处。3. 布孔计划在工作面均匀布置12个探水钻孔（探水钻孔深45m），探水钻孔 距净井壁0.5m，布孔半径为2.75m，钻进角度86°。探水钻孔分序施工： 第一序，均匀布置3个探水孔，井筒中央布置一个检查孔，若3个探水孔 施工完未见涌水，施工检查孔，无水则继续掘进，若有水且涌水量5n3/h 时增加探水孔数量；第二序，探水孔增加至6个，施工同一序；第三序，探水孔增加至12个。施工探水钻孔过程中，工作面准备好注浆用的必备 物件，以防涌水过大，进行工作面堵水、注浆。（附探水钻孔布置图

6、）4. 排水及孔口管的埋设工作面设一台FQW20-50/K型风动潜水泵，将水排至吊盘水箱，然后由水箱中250QJ63-540/25型潜水泵，经108*4.5mm排水管路排至地面。 即：风泵t水箱t潜水泵t地面。预埋孔口管采用108无缝钢管，连接108球阀（控制出水用），设 计长度6m埋深5.5m。预埋孔口管钻孔采用 130钻头钻进，钻进深度 5.6m，钻进结束后，扫清孔内岩渣，下入孔口管后，在孔口管上段安装盲 板，向孔内充填粘稠水泥浆进行固管，等待凝固 24小时后，即可正式钻 进。5. 钻孔利用QZJ100B型气动轻型潜孔钻机配 130、90两种钻头钻孔。首 先利用气动轻型潜孔钻机配 130钻

7、头钻眼，钻眼深5.6m待预埋好的孔 口管养护后，改用90钻头钻进探水孔。钻进过程中如遇较大涌水，有 顶钻、影响钻速不能继续钻进时，要停止钻进，提钻关闭108球阀，控制出水，做注浆准备；若无涌水或涌水较小，则一次钻进至终孔深度，然 后实测钻孔涌水量。如果钻孔涌水量5nS/h，进行工作面注浆封水，注 浆方案另行编制。6. 钻孔次序由于前期施工工作面预注浆段 （-378.5m-423.5m）期间，西、北方 向涌水较大，钻孔时先施工西、北部探水孔。7. 如果钻孔涌水量W 5nS/h，钻至设计深度，利用2TGZ60/210注浆泵 压注水泥、水玻璃双液浆进行封孔。探水钻孔施工，钻孔涌水量5n3/h , 注

8、浆、凝固8小时后，可继续掘进。五、注浆施工1.止浆岩帽进风井预留注浆岩帽厚度 5.5m，预留注浆岩帽厚度应满足在注浆压 力作用下，不致使岩帽发生剪切破坏，其值随注浆压力和预留岩石的抗剪性能变化而不同，其最大厚度按下式确定PmaxDBmax 二4CBmax为预留岩帽最大厚度，m; Pmax为注浆终压最大值，Mpa; D 为井筒荒径，C为岩帽岩石允许抗剪强度，Mpa。Pmax=16Mpa; D=7.4m; C=11.8Mpa (取自进风井勘察报告)；代入 公式得 Bmax=2.51m。则 5.5m>2.51m。2注浆压力为确保注浆断层段浆液扩散完全、微细裂隙得到充分充填、密实固结 井筒围岩、

9、提高岩体强度，采用较高压力。注浆终压不小于静水压力的 2-4倍，取注浆压力为静水压力的3倍即14.4Mpa。Po=3P式中：Po注浆终压，MPa;P静水压力，MPa3注浆参数设计(1) 、浆液扩散半径R煤矿井巷施工规范(GB50511-2010)中规定浆液有效扩散半径宜为 R=6m。(2) 、孔口管压水试验压水试验压力：比注浆终压大 0.5MPa;压水试验的时间：3045mi n;压水试验的设备：注浆泵；q=H单位钻孔的吸水量q：根据下式计算，（L/min/m ）;式中：Q压水试验时最大压力的流量，L/min ;H 受注段的高度，m;（3）、浆液初始浓度的确定及浆液变换根据钻孔吸水量确定浆液起

10、始浓度，注浆过程中先稀后浓逐级调节。如表3-1所示，一次单液注浆量（4）、注浆结束标准注浆过程正常进行的前提下，可依据以下两点结束注浆：注浆压力均匀持续上升达到设计终压，同时满足钻孔吸浆量：单液小于30升/分、双液小于40升份，稳压20- 30分钟，即可结束本次注浆。在大裂隙岩层中注浆，经过浆液浓度的变换，注浆量达到设计要求, 注浆仍达不到终压，暂时停注，养护24小时后复注，直到符合上述标准。大于设计依据时：采用单液间歇注浆或双液注浆。表3-1浆液初始浓度的确定及浆液变换表单位钻孔 吸水量（L/min/m ）浆液的起始浓度浆液浓度的使用原则单、双液浆的使 用界限水泥 单液浆水泥一 水玻璃浆1.

11、52.5:1体积比1:0.41:11、使用双液注浆时，水泥浆的浓度为:1.25:10.8:12、水泥浆浓度，先稀后浓。3、注浆过程中，压力不升，进浆量 不减，应逐级加大浆液的浓度，反 之，应逐级降低浆液的浓度。4、 每更换一次浆液浓度，注浆持续 时间为约20分钟。1、单位钻孔吸水 量小于7时，采 用单液浆；反之 采用双液浆；2、当单孔的单液 浆注入量大于 15m3时，可采用 双液浆3.02:15.01.5:17.01.25:18.09.01:111.00.8:113.04.注浆施工当钻孔钻到预定的段高或钻孔出水超过 5m3/h即对探水孔进行注浆， 如钻孔出水量不超过30m3/h，先进行放水1小

12、时，再进行钻孔注浆，凝 固后复孔至设计深度，其它孔单孔出水量小于5m3/h继续钻进，直到钻孔 结束为止。进行注浆的方法为：首先注水 30分钟以上：然后注单液浆，浆液浓 度不得大于1： 1 （水灰比）；当有效注浆时间达20分钟以上而注浆压力 仍不上升时，这时可以将注浆浓度调整一个档次； 对吃浆量比较大，并且 压力迟迟不上升的注浆时，当适量加入水玻璃加快浆液的凝结，以减少注 浆量；当达到设计的注浆压力后就可以停止注浆。 然后移孔到对角孔位进 行钻探工作。如此反复直至钻孔穿过破碎带为止。注浆材料选用PO42.5普通硅酸盐水泥进行注浆。注浆施工是注浆作业中一道关键工序， 为此注 浆施工中，必须要求严格

13、控制，认真操作，做到精心准备、精心施工，以 确保注浆质量达到堵水及岩体加固效果。注浆施工工艺流程：注浆工艺流程图5注浆过程中异常情况的处理(1) 、注浆中断：在注浆过程中，由于机械设备、输浆管道破裂、仪 表失真等原因，迫使注浆中断。及时采取措施，恢复注浆。若中断时间较 长，对中断的孔段扫孔并进行复注弥补。(2) 、串浆：当发现串浆，则立即采取措施，将串浆孔用止浆塞封闭。 待注浆孔灌浆结束后，对串浆孔进行扫孔，冲洗，而后继续钻进或进行灌 浆。(3) 、冒浆：当发现冒浆，则立即降低注浆压力，采用小流量灌注。 同时，加大浆液浓度，添加水玻璃，加快浆液凝结，如果用上述措施效果 仍不显著，继续冒浆，则要

14、间歇注浆，待凝 58小时后，扫孔对该段进 行重注浆。(4) 、大量吃浆段注浆：遇裂隙发育地段，发生大量吃浆的现象。所 采取的主要措施有：压缩注浆段段长、降低注浆压力、孔口自流注浆、投 放粗骨料、限制进浆量、间歇注浆、水玻璃双液浆等措施。6. 注浆质量和检查工作面预注浆后，井筒开凿前，应检查注浆效果，检查方法有三种：(1) 、注浆结束后，原则上在注浆段位置能托住钻就可扫孔， 一般需 46小时；扫孔后进行压水试验，当耗水量小于 20L/min，可不再注浆， 进行下一个钻孔的钻进，否则应复注。(2) 、通过在注浆施工中的实际情况，合理的布置1个检查孔，检查 孔的深度应超出注浆孔3.0m。(3) 、下

15、掘井筒过程中要描述、分析裂隙被浆液充填规律，采集岩样， 测量井筒剩余涌水量，评价注浆效果。六、设备及材料选择1. 钻孔设备壁后注浆钻孔设备采用 YT28型凿岩机机4台，34钻头，22钻杆 20 根(2m)。探水钻孔设备采用 QZJ100B型气动轻型潜孔钻机1台，130、90 钻头，钻杆55根(0.98m)2. 注浆设备注浆机选用2TGZ60/210型双液调速高压注浆泵。水泥浆搅拌机采用15m3/h立式水泥浆搅拌机，两个0.2m3储浆罐和一个0.2m3蓄水罐。3. 注浆材料保证注浆材料质量，准确控制胶凝时间及浆液扩散范围，提咼结石率 及堵水效果。水泥采用PO42.5普通硅酸盐水泥，水玻璃用354

16、5玻美度, 模数2.42.8之间。水泥浆水灰比暂按1:1,。施工中要根据实际情况随时调整。壁后注 浆终压为4.55MPa根据现场实际情况而定。主要设备汇总表序号名称规格型号单位数量备注1注浆泵2TGZ60/210台2一台备用2凿岩机YT28 型台4包括气腿，钻头20个钻杆20根，40m3潜孔钻机QZJ100B台14水泵250QJ63-540/25台2一台备用FQW20-50/K台2一台备用5水泥浆搅拌机立式15rrVh台26混合器二通式个57高压阀门© 25 mm个100© 108 m个664 kg8储料罐0.2m3个1自制9高压法兰盘© 108 m片1664 k

17、g子母10高压胶管© 25 mm2011注浆管© 108 m根13L=6m12钻杆0.98 m根55七、劳动组织及施工进度计划1. 劳动组织采用原有班组进行施工，共计36人，分三班每班12人，采取“三八” 制作业形式。其它辅助工由井筒施工辅助人员担任，不可空岗，以免导致 安全事故。2. 壁后注浆施工进度计划（1）、提升吊盘，下注浆泵，下水泵1天；（2）、壁后注浆10天；（3）、清理掉盘，恢复水泵1天。预计施工12天，具体时间根据注浆情况而定。3. 探水孔施工进度计划（1）、排水、清底1天；（2）、搭设钻机平台、下放钻机1天；（3）、探水钻孔钻进完成7天；（4）、探水钻孔注浆

18、完成7天；（5）、拆除钻机平台、提升钻机及工具 1天。预计施工17天，具体时间根据施工情况而定。八、安全技术保证措施壁后注浆安全技术措施：1. 井上、下都必须有可靠的通讯设施，升降注浆作业吊盘时，必须得 到值班人员的允许。2. 井筒内进行钻孔注浆作业时，作业点下方不应有人。3. 注浆中应观察井壁，发现问题立即停止作业，及时处理。4. 钻孔时应经常检查孔内涌水量。 涌水量较大时，应停止钻进，及时 注浆；钻孔中无水时，应及时严密封孔。5. 注浆施工要制定各工种岗位职责和安全操作规程，不得违章作业， 设专人看护井口，各盘口必须封闭严密。盘口物品、工具要系牢。6. 严禁井口坠物。下放材料要先稳好再下放。7. 注浆人员应佩带防护眼镜、胶手套、雨衣、雨裤等劳动保护用品， 同时在吊盘上施工时要系好安全带。8. 提升设备时，必须扎系牢靠，井上井下信号要灵敏，必须严格听从 井下信号指挥。9. 注浆泵等用电设备要有保护接地，严防触电，注浆泵最好检修工作。10. 注浆时要注意把每一个注浆孔内的注浆管安装牢固，防止注浆时 注浆管压出伤人。11. 注浆时，要观察井壁，防止压力过大破坏井壁。12. 壁后注浆施工期间，观察