钻杆注浆超前加固支护过断层破碎带施工工法

钻杆注浆超前加固支护过断层破碎带施工工法XX有限责任公司1．前言在井巷工程中普遍存在着软弱围岩、断层破碎带、高地应力大变形等复杂地质条件，给巷道掘进施工带来了极大的困难。这些地质缺陷均需进行妥善处理，以保证施工过程及工程建成后运行的安全，断层破碎带的处理及安全通过是井巷施工中重要环节之一。在断层破碎带围岩本身稳定性差的情况下，我处通过近几年的施工探索，形成了一套较完善的利用钻杆注浆超前加固支护过断层破碎带的施工工艺，该工艺将钻孔、注浆及加固支护等功能一体化，在巷道超前支护工程中均能很好地改善围岩，增强围岩的整体性和稳定性，达到理想的支护效果。2．工法特点2.1钻杆前有穿透力强的钻头，在坑道钻机的作用下，能够穿透各类岩石。2.2钻杆体厚壁无缝钢管材料连接国际标准螺纹，便于安装钻头，并能连接加长，可以配合钻头完成距离不等的钻孔。2.3作为钻杆的杆体无需拔出，其中空可作为注浆通道，从里至外进行分段注浆，使破碎岩层固结成一体，增强围岩的整体性和稳定性，从而改善顶板力学状态。2.4利用止浆塞做好钻孔的固管及分段注浆施工，避免注浆浆液泄露，同时孔口管安装高压球阀，使注浆能保持较强的注浆压力，使浆液在断层破碎带裂隙中运移，充分地充填空隙，固定破碎岩体，钻杆留在孔内，形成临时支护，达到围岩与钻杆互为支护的目的。2.5钻杆接头使得钻杆具有边钻边加长的特性，可适用于较狭小的施工空间，实现了特长钻杆加固围岩的设计思想。2.6由于采用钻杆注浆、并将钻杆留在孔内，超前加固的功能使得它在各类围岩条件下施工时，不需要套管护壁等特殊方法形成钻孔并保证加固与注浆效果。2.7通过小段长高压预处理，结合浆液调级，使浆液充填进去。2.8预处理法：就是在注前向孔内注经稀释的水玻璃溶液。由于水玻璃溶液对裂隙面有极大的润滑作用，能提高浆液的可注性，增加浆液注入量，提高注浆效果。2.9钻杆支护是一种安全、主动支护，利用它的钢性棚架结构，能有效地提高巷道围岩的自身承载能力，防止顶板事故的发生。3．适用范围适用于井下软弱岩层、断层破碎带等复杂地质条件的巷道掘进施工。4.工艺原理该工法的核心就是井巷施工遇到软弱围岩、断层破碎带时，利用钻杆注浆超前加固支护断层破碎带，作为钻杆的杆体无需拔出，其中空可作为注浆通道，从里至外进行分段注浆，能充分地充填空隙，使破碎带岩体固结成一体，从而增强围岩抗压能力，钻杆留在孔内，达到围岩与钻杆互为支护的目的，改善顶板的力学状态，防止顶板事故的发生。石5姓.炊施工工艺流程案及操作要点森5.1酒尿关键技术施工饼工艺流程晴超前探断层钻吓孔宾→役巷道清读理扬→阴确定孔絮位她→幕钻机钻距进盾6-8卧m徐→事注浆加固支接护疾→跟扫孔后继续钻陈进醒6-8夏m杯→迅注浆加固支酬护吗→失直至完成一个伪钻孔，进行下励一钻孔施彩工王→赌所有钻孔结束培后，进行掘进到施工。场5.碍2哪注浆加固施工各工艺臣采建用贷SGZ端-米Ⅲ搁A摇坑道钻机卫，起Φ妄50×5.5催m病m毫地质钻杆塔，污Φ渣65mmPD道C奴复合片系列钻支头钻进，钻探胖结束后安食装炮Dg50P周g6口4接高压球阀，并毫安设止浆塞，筛利拼用紫2ZBQ18男.5/惯4持注浆泵，通缸过房Φ宪25×20勿m红高压胶管注浆稠加固断层破碎屈带，并将钻头毛及钻杆留在岩长层中作为支护嗓。钻孔施工顺艇序由中间至两慧边，打一孔注凝一孔，注浆段隙长设计赵为太6稻m羡，钻春进除6鸟m萝，加固注浆，卧再扫孔继续钻弱进竖6辅m焦，再注浆加固铅，直至完成一稀个钻孔。所有意钻孔注浆结束粮后，进行掘进兔施工。饶水牛兴喘宴妈锻供水方泥纸么浇搅供拌宏怒融储浆任桶唯走载吸浆险管摸掏散概吸浆管注浆泵寄输浆说管片破斯验输浆管孔口混合器注浆孔图注浆工艺劲图档放额图狮5-1量5.部3纹操作要点钻孔布置歇布孔方式可选绪择直孔或放射势孔，根据巷道拳尺寸，确定布库孔数，一般间爱距蔑300~50界0m天m孩，位置位于起陶拱基线以上。注浆段长壶为保证钻注质泼量，要根据围霸岩性质、构造兼和裂隙发育，把断层带破碎程雄度，一般注浆酱段长选索择砖6泡～仰8各m蜡，严格按照划身分段长施工，独在施工中明确杜做到注一段，必保一段，注一非孔，保一孔，连采取步步为营具的方式向前推怠进。扬锣注浆参数选择鸟.摊1肿注浆压力。是仁浆液运移所需荡动力，使浆液去有效扩散，充蒙填密实破碎裂欣隙，是注浆的惯重要参数。在洪破碎带中，初压期压力宜采叶用每1.蝴0矿～介1.泼2贫倍，中期采睡用娱1.序5谷～机1.刻6凳倍，后期疾为侨2.宰0把倍的静水压力讲。帽.絮2垮注浆流量。注今浆过程中，由应于浆液的充填需作用，裂隙逐鱼渐被充塞，流坐量则随注浆压挖力的升高而减登小。为增加浆争液的注入量和业提高注浆效果津，流量越小越缸好，但太小会廉影响结石体的流强度和结石率页，所以，在断民层带中，以大沉于或等削于镜20L/mi耻n过，稳定时间大知于或等退于览15mi照n加较合适。盒.湖3泻浆液浓度。相恰同条件下，浆碍液越浓，粘度佩越大，扩散距浇离越小，当然侍，浆液的结石峡率也随浓度而匆增加。破碎带底应以稀浆为主丰，起始浓度水紫灰比一般厦为壁1.搭5榴～介2.愤0单，因浆液稀，蛛要想保证一定杀注入量，不能合按延续时间做删为调整浓度的亡依据，而应当慎改为以注入量州多少来调整水努灰比。追6安.踢材料与设备谈超前探钻联及闲断层注浆加固魄材料明细表粘名菊响缝称蓬型疗辽流号狮数咳辩训量垒备注适钻机春SGZ画-呼Ⅲ籍A虾1碎台系注浆泵番2ZBQ18文.5/4踪1字台衬拌浆桶窗1宗个肤钻杆斗Φ将50×5.5惜mm×160垒0mm乞20川0惨根任接头锣φ垫50mm轧3价0蔬个敲异径接头踢φ汽50mm贞/推φ智65mm稠2脱个概滑车医3t码1毛只丰压力表侵10Mp宾a摇抗震辰5椒块桶高压球阀映Dg50P持g64杠5费个潮高压胶管咳Φ锋25mm×2枯0m数1如0臂根娇水泥考42.5好R抹普通硅酸盐水歌泥广混合器7.质量控制唤7.汪1捷在钻场底板打遮设再4盯棵夸φ黄18mm×2领400m骨m想金属锚杆，用外两根钢梁将钻胀机前后分别固汪定牢固。程7.期2组钻机开钻前，帖必须由机长亲矿自检查立轴的涛方位、倾角是何否与设计相符朽。林7.坏3屡钻孔的位置、指方位、倾角应松由测量工程技概术人员根据钻星探设计实地测牛量后标定。乘7.染4蜘钻进过程中，浅要随时注意观鬼察孔内情况，奉发现异常现象臂，要马上停钻饿，并及时汇报母。误7.猜5钳注浆前，应对庸注浆泵、输送存管路系统进行底检查，达到规掉定后方可注浆颈。徐7.软6畏注浆时司泵工意必须按操作规奋程认真操作，裳并随时注意压桃力、流量、油填温、声响的变膏化，发现异常痛及时处理，确寺保注浆安全。8．安全措施菊8.层1广严格执行《煤缝矿安全规程》锹和《煤矿安全强建设规定》并辛具体实施我处帆的《安全生产魔管理程序》。桑8.往2惭项目部在施工啊队伍进场前应毫对全体人员进圣行劳动纪律、析规章制度教育盒，并进行安全立技术交底及安餐全教育。计8.支3话实行项目安全瓶责任制，并制甜定安全责任分洗级负责制，使响安全责任落实这到人。项目部女制定安全检查抱制度，配备专雅（兼）职安全夸员负责安全检雾查并做好安全陆统计工作。花8.显4愧施工人员必须蚁熟悉现场环境歪和上、下井主浑要路线及避灾层路线。致8.汇5习加强钻场附近哲巷道支护、清水理，挖好排水鸡沟，保证流水得畅通。蛙8.哀6柴在打钻地点安抹设专用电话，搏并确保电话畅族通。分8.根7品施工现场应有陕安全可靠的照旅明，所有用电痛设备应严格按蝶照井下规定选咐用，并安装过榆流、漏电保护逮装置，严禁失从爆。框8.荐8障钻机安装时班誓队长带头遵章地作业，掌握好肠所有施工人员莲的安全，钻机见操作时，必须谁按照施工设计东和安全措施执姨行。府8.掩9淘钻机的传动部掠分应设安全防暮护罩。操作人妖员应穿戴整齐贡，扎紧袖口，冬防止被传动部络位铰着。久8.1施0立提下钻具时，陪操作人员不准语站在与孔内钻久具成一直线的芹位置上慎。氏伍8.1绒1珍在钻进工作时骡，要掌握好钻乡进压力、水量臂，检查好所有假使用钻具，防呈止发生钻孔事喉故，确保钻孔尊质量。9．环保措施替9.1那面钻探注浆期间非必须保证工作乘面供电、通讯掠、通风、排水农系统布置到位框。讲9.2蛙域钻探注浆结束镇后，应及时清聚理施工现场，酒做到工完料净当，文明施工。辟9.3种悟制作浆液时，缓应注意防止水涉泥粉尘污染环魔境。卡9.4滨啊应加强施工人企员个人防护。鸟9.5哥耳工作面必须配虾备专职瓦检员帖，钻探人员必异须随身携带自记救器，熟悉避窝灾路线并能正画确使用自救器烦。究1凯0红．效益分析刮采用钻杆支护覆改善了顶板的洁力学状态，保括证了安全生产吉。钻杆支护利睡用它的钢性棚册架结构原理，鉴能有效地提高墨巷道围岩的自撇身承载能力，非有效地防止顶祝板事故的发生蜂。染巷道过断层采棉用钻杆支护，配不仅减少了掘性进工作量，加帐快了施工速度巧，而且大大减葱少了巷道支护令成本。具1扩1雀．应用实例坛采用钻杆注浆爆超前加固支护劣过断层破碎带民的施工工艺，薄该工艺将钻孔咐、注浆及加固浆支护等功能一穗体化，在巷道雪超前支护工程乎中均能很好地渣改善围岩，增奏强围岩的整体怀性和稳定性，聪达到理想的支流护效果。谷11.痛1丝淄博矿业集团驳许厂煤煌矿逆33约0铸采区轨道大巷痕施工：办超前探断层钻袭孔施工糕当轨道巷施工塘至羽34兵0蜘导线点调前巩116.5个m易时停止掘进，客根据《煤矿安淹全规程》规定太，升布置超前钻孔案对该断层探查真，施工三个超勺前钻孔，其中利一孔全孔取芯爆，查明沿钻孔隶钻进方向破碎壮带宽隆约获13笑m探，充填物为泥林砂岩混合物。名注浆加固钻孔若施工丰在阵33重0晴采区轨道名巷故341秩#炮点推前高36眼m遣迎头布置一钻陈房，将巷道迎联头与钻探无关亩杂物清理干净石，形成临时水娘沟。巷道顶部血布割置眯1干3迹个钻孔欺（辨1择#泊～阿13肌#猫）谷。希1鼻#骄～遥13您#飘钻孔开孔位置尽在巷道底板以士上姐3.3晌m颈。峡1北#死～屯13吐#傍方位角均骑为趋31丢°俘，倾角似为贞+1.5肉°她，各孔之间的粒间距因为勒300m晶m哨，两火帮使1门#绩、搁13章#井孔距巷道帮扣部浑0.2反m芹。致钻孔深度及倾承角材滤抄套表纺11.1胆序号傲钻孔深度协倾角额1教#望、盼2虽#接、笼3挨#舍、蚊4船#财、畜5宰#悦、转6先#馅、铜9贵#狱、梢11鬼#皮、咸13#掉16.7m托+1.5°餐7拉#两、讨8潮#瓣、烦10痕#循、厅12#塘16.4m售+1.5°蹦在哄33毁0嚷采区轨道夹巷骡341最#书点棍前栽36冶m冰迎头顶部布置铁钻午孔块1烘3希个，注浆加固镰断层破碎带，碧并将钻头及钻脸杆留在岩层中北作为支护，由阁于采用例了殃“誓钻杆注浆超前菊加固支护过断垒层破碎带施工从技扩术删”涉，以韵最拣终掉1烛4挡天完成生产任返务，工程质量舰全优。新增产奶值黄15顺6恭万元，新增利罚润染156×8.极4%=13.瑞1绑万元；新增税好收格156×3.逢22%=5.壳0掀万元；节约人校工费、电费、慧材料陪费考3披7伴万元；设备维绵修忆费咳9结万元；年增收帖节支总额累文计堡20泳2柏万元。仙吾余煤业有限魔责任公食司粘+400湖m竞水平轨道大巷够施工中，由于枯采用找了摇“革钻杆注浆超前见加固支护过断世层破碎带施工江技静术录”弟，最终工期提贝前带2浇2溪天完成生产任晋务，工程质量暮全优。新增产姥值笔21吼1双万元，新增利拜润只211×8.葱4%=17.袋7崭万元；新增税瓶收孤211×3.喷22%=8.蠢8逢万元；节约人红工费、电费、躺材料详费计6奶2甘