综合防治水技术在立井井筒穿过砂岩强含水层中的应用

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(2)堵：对掘进工作面涌水量达到l0m3/h以上时，在井筒含水层揭露之前采取工作面预注浆或充填加固注浆堵水技术。(3)引：对井壁、岩帮集中出水点预埋聚乙烯胶管，将水引出，防止涌水冲刷砼，为井筒壁后注浆创造较好的条件。(4)挡：已筑井壁上出水点有承压水流喷射时，在溅水部位覆盖风筒布，使水沿井壁流入下部截水槽。(5)排：依据含水层的位置、涌水量、堵截的效果来合理地安排排水设施，主要是排腰泵房及井筒工作面的水及井壁内暗水箱中的水。若井筒淋涌水小于5m3/h，在不影响上下人员及排矸的情况下，可直接用风泵将水排入吊桶后再提至地面。(6)截：采用暗截水槽的方法，把水直接截入井壁内预埋暗水箱中或用软管导入其下方腰泵房水仓中，实现浅水浅排，既节约排水费用，又减轻了工作面吊泵排水压力。

(7)封：对井壁局部淋水或集中出水点采取壁后注浆措施，达到封堵的目的。一般是在井筒施工后，由于漏水较大，施工困难或井壁需要加固时进行的注浆堵水工作。5注浆堵水为有效快速的治理工作面涌水及井壁漏水现象，注浆采用工作面注浆+壁后注浆紧密结合的方法，采取双液浆（普通硅酸盐水泥+专用液体水玻璃），通过泵压，将浆液注入可伸缩型注浆专用封孔器内，并且有效扩散至砂岩含水裂隙内。注浆前先使用水玻璃进行高压冲孔，能有效压通裂隙，带出裂隙内大量泥砂，裂隙导通后便于注浆；双液注浆有效封堵裂隙通道，将砂岩内涌水堵截在注浆帷幕圈以外。注浆段划分5.1注浆段的划分注浆划分三个注浆段。其中：第一注浆段为石千峰砂岩层上部，在井深15m～131.8m，涌水量18m3/h。第二注浆段为石千峰砂岩含水层下部，位于井深131.8m～338.3m处，涌水量119m3/h。第三注浆段为平顶山砂岩强含水层，位于井深338.3m～422.5m处（为重点注浆治理段），最大涌水量195m3/h。5.2工作面预注浆采用短探、短注、短掘，探注与掘支交替作业方式通过富含水层，注浆段高15m，注浆后掘10m预留5m止浆岩帽，每段注浆方式和工艺基本相同。沿井筒周边均匀布置注浆孔，钻孔直径90mm。在井筒中间布置4个效果检查孔，若检查孔出水将作为补充注浆孔。各孔注浆终压为工作面钻孔静水压力的2~3倍。根据平顶山砂岩层裂隙垂直发育特点，工作面注浆采取径向切线孔布置，通过10～12MPa注浆高压，使岩层内吃浆量饱满、充分，把井壁外10m范围内裂隙水，全部置换出去，并固结成岩，达到治水目的。每个钻孔采用分段循环的注浆方式，为确保注浆效果和控制单孔进浆量，造孔注浆不能按孔号顺序逐个进行，要以井筒中心为基点：施工完一个孔后，旋转180°对称施工另一个孔。先施工外圈孔，接着施工内圈钻孔，最后施工中心孔与效果检验孔，在井筒轮廓线以外形成注浆帷幕，将水堵截在注浆帷幕圈以外。附图1井筒工作面注浆孔布置及帷幕交圈示意 5.3壁后注浆壁后注浆方式采用上、下行相结合进行注浆堵水，注浆孔的布置采用“三花孔”及深浅孔相结合，在封堵集中漏水点处，直接造孔注浆，在接茬漏水处，均匀上下布孔注浆，利用注浆泵加压至4～6MPa。针对平顶山砂岩纵向裂隙发育特点，壁后注浆时布密孔、施工倾斜孔，即注浆孔与井壁夹角控制在3～5°，注浆时更好的确保注浆效果。附图2井筒壁后注浆孔断面及剖面布置示意6注浆工艺6.1注浆设备的选择（1）注浆设备选用2TGZ-90/120型双液调速高压电动注浆泵和该泵配套的GS-700型立式拌浆机。（2）预注浆造孔选用QZ-100K潜孔钻机，壁后注浆造孔使用YT-28型风动凿岩机，使用￠43mm一字型合金钻头，￠22mm中空钢做钻杆。6.2注浆材料的选择注浆前，依据压水试验情况确定注浆材料配比和浆液浓度。井筒各注浆段，注浆材料使用袋装P.042.5级普通硅酸盐水泥和改性液体水玻璃。6.3注浆方法为确保注浆效果，各注浆段采用工作面预注浆和壁后注浆相结合的综合防治水方法进行注浆堵水。6.4注浆流程标定孔位→确定钻孔方位角→造孔→洗孔→安装注浆塞→注水测定受注部位压力→注单液浆→注双液浆→再注单液浆→双液浆封孔。7注浆效果平煤十矿三水平北二进风井井筒过砂岩含水层注浆于2013年9月12日开始～2014年9月29日结束，共完成钻孔工程量34700.8m，累计消耗水泥6250.5t、水玻璃5124.3t。注浆施工结束后，实测井筒剩余涌水量为1.89m3/h。实践证明，立井井筒