煤矿底板工作面注浆堵水工程设计方案

第第页煤矿底板工作面注浆堵水工程设计方案桃园1035工作面注浆堵水工程设计方案第一章基本情况20**年2月3日凌晨0点35分，桃园煤矿南三采区1035切眼掘进工作面发生底板特大突水祸害，估算初期突水量2.9万m3/h，远远超出矿井排水本领，造成矿井被淹。一、突水经过1035工作面位于桃园矿南三采区南翼，该工作面上覆的71煤层7131工作面已经开采。工作面机巷准备到位向上施工切眼28m。2月2日17:30，迎头向后约12m处底板底鼓渗水，到18时，水量稳定在30m3/h左右，到19时水量加添到150～200m3/h，之后始终稳定到第二天0：00.3日00:35，突水点水量蓦地剧增，现场监测人员汇报后带人撤离现场，矿调度所下达全矿撤人命令。二、突水区地质、水文地质情况突水发生在南三采区1035切眼掘进工作面迎头后约12m处，该工作面开采二叠系山西组10煤层，其上覆的下石盒子组71煤层7131工作面已开采完毕。该工作面最低点标高510.2m，突水点底板隔水层厚度64.27m；该区域进行了地面三维地震勘探，未发现落差大于5.0m断层、陷落柱等地质构造异常；机巷、切眼掘进揭露煤层顶板连续完整；与突水点相距18m的补103孔终孔于太原组一灰，该孔揭露地层结构稳定，钻孔简易水文地质观测资料正常。依据出水量（估算初期突水量2.9万m3/h）、水位动态（奥灰长观孔水位已下降60m）、水质检测资料等综合推断出水水源为奥灰水，出水通道为隐伏导水陷落柱。分析认为该陷落柱位于10煤底板以下，且直径较小。第二章堵水工程方案设计依据现有的数据分析，三点是明确的，突水水源是奥陶系岩溶强含水层，导水通道是陷落柱，1035切眼出水点是目前掘进巷道中，距离陷落柱法距较近的点。陷落柱特征：1、隐伏在工作面内，位于10煤底板以下；2、位置约莫距离1035切眼出水点（*:3708022.953、Y：39500162.806、Z：465.4：）2050米范围内；3、陷落柱是一个高度300400米，不规定的圆锥体，存在较大的空洞。第一节总体方案为了尽快恢复矿井生产，本次突水祸害整治采用截流与堵源同时进行的方案，在确保堵水效果的条件下尽最大限度的节省整治时间。巷道截流工程由西安煤科院负责施工，本设计为陷落柱注浆堵水工程，基本思路为：1、先期在突水点及其上山方向、走向方向布置3个探查注浆钻孔，查明陷落柱发育高度及范围。2、利用先期探查钻孔对陷落柱灌注水泥浆，形成顶部盖层。3、分段（2040m）延长探查钻孔注浆充填陷落柱，直至四灰底板，形成10煤下约100m的止水塞。4、布置检验钻孔对陷落柱止水塞进行质量检验和注浆加固。第二节钻探工程设计一、钻孔布置依据出水点及推断的陷落柱位置，兼顾地层的产状先期布置3个探注钻孔，3个检验钻孔，见下表。表21钻孔设计一览表序号孔号坐标终孔层位设计深度（m）取芯要求单孔任务代码备注Y堵13708022.95339500162.800四灰底610（1）（2））堵23708040642四灰610（1）（2）堵33708040.3537839500172.415四灰610（1）（2）堵检1四灰610部分（3）堵检2四灰610部分（3）堵检3四灰610部分（3）小计3660米/6孔。备注：1、单孔任务：（1）探查陷落柱；（2）灌注孔；（3）检验、补注孔2、钻孔依据陷落柱探查整治的需要，调整设计、加添导斜钻孔。二、钻孔结构0～290m，孔径311mm，下24510mm地质套管，进入基岩20m，隔离松散层（底界面深度在孔深271米左右）。290～470m，孔径216mm，下177.89.19mm通天套管470m，下至10煤顶板（孔深486米左右）约20m，作为注浆套管。470m～陷落柱顶部，孔径152mm裸孔。煤层底板至四灰底板延长段孔径152mm裸孔。三、钻探技术要求（1）全部钻孔必需从地面开钻并准确穿透设计靶点，否则为废孔；（2）要定期检测孔斜，发现超偏时要及时采取有效措施进行纠偏，为注浆创造条件；（3）下套管要求：本工程钻孔总体上为二层套管，第一层套管隔离冲积层，要求套管下入基岩内不少于15m；第二层套管要求下在煤层上20m；各级套管要求用水泥浆进行正循环固管；（4）钻进中要求进行简易水文地质观测，如发现大量漏水、掉钻、埋钻、涌水、串浆等现象要认真记录其深度、层位等数据；（5）发现钻孔掉钻后，要用钻具测量落空高度；（6）全部地面钻孔终孔后须进行不小于30分钟的压水洗孔，之后观测钻孔静止水位；（7）检验钻孔柱体结石体取芯、压水试验等项技术要求另行设计。第三节注浆工程设计据推算，钻孔注浆时的矿井淹没水位与奥灰水位基本全都，下游的巷道截流工程初步形成，基本属于静水注浆状态。因此将注浆分为先期灌注、中期充填和后期压注三个阶段。探注钻孔揭露陷落柱后，采用大流量方式灌注纯水泥浆，形成柱顶约30m的止水层。下延钻孔进行压水试验，依据试验结果可采用水泥粉煤灰连续注浆充填柱体。最终利用探注和检验钻孔进行压注纯水泥浆。一、灌注工程1、注浆料子注浆用水泥要求为普通硅酸盐PO42.5水泥。估量水泥用量为10000吨。2、注浆工艺连续制浆和注浆，射流造浆系统，平均日制浆量达600～1000m3，采用石家庄煤机厂TBW2601200泥浆泵注入孔内，整个系统由供电、供水、供储灰、制浆、注浆、输浆、止浆等7个部分。本次注浆以水泥单液浆为主。二、充填注浆1、注浆料子注浆用水泥要求为普通硅酸盐PO42.5水泥，Ⅲ级以上粉煤灰。估量水泥用量为15000吨，粉煤灰30000吨。2、注浆工艺连续制浆和注浆，粉煤灰和水泥两套射流注浆系统，二次搅拌混合，平均日制浆量达1000m3，采用石家庄煤机厂TBW2601200泥浆泵注入孔内，整个系统由供电、供水、供储灰、制浆、注浆、输浆、止浆等7个部分构成。三、压力注浆1、注浆料子注浆用水泥要求为普通硅酸盐PO42.5水泥。估量水泥用量为8000吨。2、注浆工艺采用高压小量注浆方式，NBB260/7注浆泵。浆液配比、注浆掌控、结束标准在注浆施工时认真设计。第三章工期布置本工程估量总工期为120天，其中钻探工程为单孔24天，灌注工程5天，延长钻探及充填注浆为46天，质量检验及加压注浆为50天。第四章工程费用概算依据设计的工程量，并结合市场价格，本工程暂按6个孔，工程量3660米；紧要料子：粉煤灰30000T、水泥33000T，概算为3343.7万元（甲方代表参加料子采购，工程量与料子、注浆量、大临工程等费用依照实际工作量计算）。表41陷落柱注浆堵水工程费用概算篇2:尾矿库回水隧洞塌方处理方案（超前小导管注浆大管棚施工）中铁一局二公司伊春鹿鸣钼矿项目尾矿库回水隧洞塌方段处理方案编制：审核：批准：中铁一局二公司伊春鹿鸣钼矿项目经理部20**年1月3日目录1、工程概况2、塌方情况3、塌方原因分析4、塌方处理方案5、下步开挖注意事项6、塌方段拱顶空洞处理7、塌方段安全保障措施尾矿库回水隧洞塌方处理方案1、工程概况尾矿库回水隧洞主洞2102m,支洞共10条，长1994.4m,竖井300米。此次塌方段里程为6+33～6+45，开挖拱顶至地表埋深25m，岩质为中风化花岗岩，软岩，节理较发育，构造碎裂，构造带与掌子面成30度角梯形分布，渗水严重且分散，呈线流状。二、塌方情况塌方里程为6+33～6+45，长度为12米，宽度沿隧道环向整体坍塌，最高处7米，塌方方量约为220立方，目前仍有少量石块掉落（详见附图）。掌子面塌方情况（1）掌子面塌方情况（2）三、塌方原因分析该段地下水量丰富且分布散，呈下雨状；围岩整体碎裂，节理裂隙发育，石质遇水变软或成泥状；且有10cm厚黑泥夹层，夹层呈散体状，无自稳本领，其中有一条80cm～100cm厚构造带，使开挖后围岩失稳而滑塌（见下图）。四、塌方处理方案（一）、超前小导管注浆1、止浆墙依据塌方情况先对6+33～6+45段塌落围岩采用C25喷射混凝土进行封闭，喷射厚度20～30cm，形成止浆墙。2、超前小导管（1）、小导管打设在拱部打设超前小导管，导管单根长6m，环向间距30cm，外插角3度（见附图），小导管端头2m范围内打设出浆孔，间距10cm，梅花型布设（详见附图）。（2）、小导管安装成孔后，将小导管按设计要求插入孔中，或用凿岩机直接将小导管从型钢钢架上部、中部打入，外露20cm支撑于开挖面后方的钢架上，与钢架共同构成预支护体系。3、注浆注浆采用分层注浆，每层厚度掌控在1m左右，待水泥浆强度实现85%后，连续打设超前小导管，如此循环，直至将空腔注满。采用KBY50/70注浆泵压注水泥浆，注浆前先喷射混凝土20～30cm厚封闭掌子面，形成止浆盘。注浆前先冲洗管内沉积物，由下至上次序进行。单孔注浆压力实现设计要求值，连续注浆10min且进浆速度为开始进浆速度的1/4或进浆量实现设计进浆量的80%及以上时注浆方可结束。注浆施工中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业，并注意察看施工支护工作面的状态。注浆参数应依据注浆试验结果及现场情况调整。注浆参数可参照以下数据进行选择：注浆压力：0.5～1.0Mpa浆液初凝时间：1～2min水泥：425号普通硅酸盐水泥注浆异常现象处理①串浆时及时堵塞串浆孔。②泵压蓦地升高时，可能发生堵管，应停机检查。③进浆量很大，压力长时间不升高，应重新调整砂浓度及搭配比，缩短胶凝时间。超前小导管施工工艺流程图（二）、大管棚施工1、导向墙施工导向墙由两榀钢格栅构成，套拱由22螺纹钢连接，间距0.3米。钢格栅外缘设150mm壁厚5mm导向钢管。钢管与钢格栅焊接。钢格栅各单元由连接板焊接成型，单元由螺栓连接。导向管数量按拱顶140度范围计算，由套拱中心向两边延长，共计15根。导向管安装外插角12度。2、管棚施工1）、大管棚采用100无缝钢管，起拱线以上半径140度范围布设长管棚，环向间距35cm，长度12m，共15根。外插角与导向管平行，采用扒碴机送入。管棚送入前，前段2m范围带尖，打眼，以备注浆（见下图）。2）、待导向墙强度实现设计要求时进行管棚施工。管棚利用地质钻机成孔。成孔后及时清孔并推动钢管，采用塑胶泥封堵孔口。钢管同一截面的接头数不超出管数的50%。待全部完成后进行注浆。3）、浆液配制应在拌浆池内进行，依据其容量大小严格按要求投料并充分搅拌。4）、配制好的浆液必需经滤网过滤后方可进入注浆泵内，配制的浆液应在规定时间内用完。5）、注浆时必需有充分的压力来克服地层裂隙阻力才略使浆液扩散充填，实现固结围岩的作用。若压力太大，注浆过饱，浆液通过裂隙中涌出地表，则快速用锚固剂或水泥加速凝剂进行堵塞，防止浆液涌出太多，影响注浆效果。6）、注浆完后管内必需用牛角泵灌注水泥砂浆加添强度，封堵塞应有进料孔和出气孔，当出气孔流出浆液时方可停止注浆。7）、注浆结束后应对注浆效果及时检查，若未实现设计要求时，应增补孔再注浆。8）、注浆时，首先以初压注浆，然后在终压下进行注浆并保持1～2min终压再卸荷，实现超前加固的目的。注浆过程中，对浆液应不绝搅动，躲避沉淀分层，影响浆液浓度。注浆完成4h内不得进行爆破作业。9）、严格掌控搭配比和浆液凝胶时间，初选搭配比后，用胶凝时间掌控调整搭配比，并测定注浆坚固结实体的强度，选定最佳搭配比。10）、注浆过程中，严格掌控注浆压力，终压必需实现设计强度要求，并稳压，保证浆液的渗透范围。11）、注浆过程中专人记录，完成后检验注浆效果，不合格者进行补注。注浆实现设计强度后方可进行开挖作业。5、下步开挖注意事项为了保证下步开挖安全，支护采用I20a工字钢，每榀工字钢间距50cm，连接筋采用22钢筋，环向间距30cm，钢筋网片采用6.5双层网片，每循环打设超前小导管，环向间距20cm，并及时注浆。由于I20a工字钢自身强度要求，半径太小造成工字钢变形，无法施作以1.8m为半径的拱架，现提出以下恳求：将原设计拱部内矢距1.8m更改为1.3m，加长直墙长度，拱顶标高不变（详见大样图）。六、塌方段拱顶空洞处理对塌方空洞体采用珍珠岩回填，回填完成后注浆固结，确保施工安全，实在施工如下：1、在初期支护拱部每3米预留一个50*50cm矩形口，为回填珍珠岩做准备。2、在回填珍珠岩的同时预留两根注浆管（一根用来注浆，一根作为回浆管，确保注浆饱满），注浆管距离围岩20cm，回浆管距离围岩10cm。3、待珍珠岩及注浆管施工完毕后，将预留口封闭，开始注浆，直至回浆管显现回浆方可停止注浆。七、塌方段施工安全保障措施（一）安全管理制度1、施工队设置专职安全员常常深入施工现场进行检查，首先做好上岗人员的安全教育，提高大家的安全意识，对于违章作业及时进行制止；及时发现问题并提出有效的解决措施，并监督实施。2、供应安全防护用品，规范各类安全警示标志、防护设施。加强安全检查验收，督促作业人员按规定正常佩带安全帽和使用安全防护用品。有针对性地将各类安全警示标志悬挂于施工现场各相应部位，发挥其警示、警告作用。3、班组长率领班组员工严格执行安全操作规程，遵守劳动纪律，制止“三违”行为。4、作业前，要对拟用机具、设备、防护用具及作业环境进行安全检查，施工作业人员不得随便拆除各类安全警示标志、安全防护设施和安全防护装置，对造成事故的，要依照相关方法追究其责任。5、操作工人自发遵守安全生产规章制度、操作规程，执行安全技术交底，听从安全管理人员的管理，按规定佩带个体防护用品。做到不损害他人，不损害自身，不被他人损害。6、对因违章操作、盲目蛮干或不听指挥而造成事故和经济损失承当直接责任。7、建立进出洞登记制度，杜绝非施工人员进入洞内。（二）、突发事件应急措施1、观测预警：施工时布置专人对施工现场进行观测，确保在第一时间确认险情，提前发出预警提示，及时撤离现场施工人员至安全地方。2、联络通讯：建立起畅通的联络通讯网络，班组长、安全员、现场负责人及时电话联络，及时采取措施。3、人员部署：成立以施工负责人为第一责任人的塌方抢险及处理的组织机构，配置充分的应急抢险人员、设备，由施工技术部门订立应急的抢险预案，做到组织得力，分工明确，责任到人。岗位姓名职责项目经理全面负责安全总监施工现场安全总工程师编制技术方案及现场实施情况技术主管现场安全质量管理掌控技术员施工现场布置实施4、设备及料子的部署：1）、抢险设备：搅拌机、注浆泵、料子运输车、扒渣机、装载机、风钻、生活应急车等。2）、监测设备：全站仪、精密水准仪、塔尺、钢尺等。3）、抢险料子：钢管、小导管、水泥、型钢、钢筋、速凝剂、砂石料、木材等。5、应急处理的步骤及方法1）、发生坍塌事故，由掌子面领班作业人员及时向现场主管汇报，有人员受伤时，同时拨打急救电话，现场主管依据现场情况及时启动应急预案，同时向上级部门汇报。2）及时撤出工作面施工人员及机械设备。3）、依据事故发生情况，统一步署应急预案的实施工作，应急指挥中心紧急调用全项目内可用于抢险的机具设备、物资、人员、资金投入抢险工作。4）、推断是否有二次坍塌的可能，确认围岩基本稳定后，组织人员和设备进洞进行工程抢险。（三）、防备措施1、加强施工管理，严格依照标准化，规范化作业。施工中要常常分析土质的更改，围岩参数，遇到可疑情况即使分析，不得冒进，遵奉并服从“管超前，严注浆，短开挖，强支护，快封闭，勤测量”的施工工艺,及时测量，及时反馈，及时支护，及时封闭。2、开挖进行爆破时，要严格掌控爆破规模，遵奉并服从“短进尺，少装药，多段别，弱爆破”的原则，使爆破振动速度降到安全范围内，防止二次坍塌。篇3:煤矿底板工作面注浆堵水工程设计方案桃园1035工作面注浆堵水工程设计方案第一章基本情况20**年2月3日凌晨0点35分，桃园煤矿南三采区1035切眼掘进工作面发生底板特大突水祸害，估算初期突水量2.9万m3/h，远远超出矿井排水本领，造成矿井被淹。一、突水经过1035工作面位于桃园矿南三采区南翼，该工作面上覆的71煤层7131工作面已经开采。工作面机巷准备到位向上施工切眼28m。2月2日17:30，迎头向后约12m处底板底鼓渗水，到18时，水量稳定在30m3/h左右，到19时水量加添到150～200m3/h，之后始终稳定到第二天0：00.3日00:35，突水点水量蓦地剧增，现场监测人员汇报后带人撤离现场，矿调度所下达全矿撤人命令。二、突水区地质、水文地质情况突水发生在南三采区1035切眼掘进工作面迎头后约12m处，该工作面开采二叠系山西组10煤层，其上覆的下石盒子组71煤层7131工作面已开采完毕。该工作面最低点标高510.2m，突水点底板隔水层厚度64.27m；该区域进行了地面三维地震勘探，未发现落差大于5.0m断层、陷落柱等地质构造异常；机巷、切眼掘进揭露煤层顶板连续完整；与突水点相距18m的补103孔终孔于太原组一灰，该孔揭露地层结构稳定，钻孔简易水文地质观测资料正常。依据出水量（估算初期突水量2.9万m3/h）、水位动态（奥灰长观孔水位已下降60m）、水质检测资料等综合推断出水水源为奥灰水，出水通道为隐伏导水陷落柱。分析认为该陷落柱位于10煤底板以下，且直径较小。第二章堵水工程方案设计依据现有的数据分析，三点是明确的，突水水源是奥陶系岩溶强含水层，导水通道是陷落柱，1035切眼出水点是目前掘进巷道中，距离陷落柱法距较近的点。陷落柱特征：1、隐伏在工作面内，位于10煤底板以下；2、位置约莫距离1035切眼出水点（*:3708022.953、Y：39500162.806、Z：465.4：）2050米范围内；3、陷落柱是一个高度300400米，不规定的圆锥体，存在较大的空洞。第一节总体方案为了尽快恢复矿井生产，本次突水祸害整治采用截流与堵源同时进行的方案，在确保堵水效果的条件下尽最大限度的节省整治时间。巷道截流工程由西安煤科院负责施工，本设计为陷落柱注浆堵水工程，基本思路为：1、先期在突水点及其上山方向、走向方向布置3个探查注浆钻孔，查明陷落柱发育高度及范围。2、利用先期探查钻孔对陷落柱灌注水泥浆，形成顶部盖层。3、分段（2040m）延长探查钻孔注浆充填陷落柱，直至四灰底板，形成10煤下约100m的止水塞。4、布置检验钻孔对陷落柱止水塞进行质量检验和注浆加固。第二节钻探工程设计一、钻孔布置依据出水点及推断的陷落柱位置，兼顾地层的产状先期布置3个探注钻孔，3个检验钻孔，见下表。表21钻孔设计一览表序号孔号坐标终孔层位设计深度（m）取芯要求单孔任务代码备注Y堵13708022.95339500162.800四灰底610（1）（2））堵23708040642四灰610（1）（2）堵33708040.3537839500172.415四灰610（1）（2）堵检1四灰610部分（3）堵检2四灰610部分（3）堵检3四灰610部分（3）小计3660米/6孔。备注：1、单孔任务：（1）探查陷落柱；（2）灌注孔；（3）检验、补注孔2、钻孔依据陷落柱探查整治的需要，调整设计、加添导斜钻孔。二、钻孔结构0～290m，孔径311mm，下24510mm地质套管，进入基岩20m，隔离松散层（底界面深度在孔深271米左右）。290～470m，孔径216mm，下177.89.19mm通天套管470m，下至10煤顶板（孔深486米左右）约20m，作为注浆套管。470m～陷落柱顶部，孔径152mm裸孔。煤层底板至四灰底板延长段孔径152mm裸孔。三、钻探技术要求（1）全部钻孔必需从地面开钻并准确穿透设计靶点，否则为废孔；（2）要定期检测孔斜，发现超偏时要及时采取有效措施进行纠偏，为注浆创造条件；（3）下套管要求：本工程钻孔总体上为二层套管，第一层套管隔离冲积层，要求套管下入基岩内不少于15m；第二层套管要求下在煤层上20m；各级套管要求用水泥浆进行正循环固管；（4）钻进中要求进行简易水文地质观测，如发现大量漏水、掉钻、埋钻、涌水、串浆等现象要认真记录其深度、层位等数