一、概況

瑞龍煤業副立井深272.52m(不含井底水窩),井頸段長36.7m,其中8m采用磚砌臨時支護壁厚480mm,其余28.7m為雙層鋼筋砼(包括1#壁座在內)壁厚800m,基巖段長235.827m,c30素砼支護,壁厚500mm,新增2#壁座,2#壁座上下5m及壁座為c30雙層鋼筋砼,在馬頭門底板上15m處新增二個成90°的管道巷道,2012年4月13日副立井掘至井口標高下-233.8米,在施工打眼中,鉆孔出現涌水,涌水為k2上灰巖裂隙水,根據地測部實測,井筒涌水量為9.6m?/h,已嚴重影響到施工進度,工程質量及安全,為保證工程質量進度及安全,我公司研究決定對副立井井筒工作面往上20m井筒采取壁厚注漿及井底預注漿。

二、施工方案

1、注漿區段

采用kby-50/雙液注漿泵對井底預注漿、對壁后-233.8m~-213.8m注漿封水,注漿期間工期相應順延。

2、注漿前的準備工作

2.1準備好注漿工具,備足注漿材料,安排好注漿人員對其進行注漿技術措施的貫徹。

2.2注漿設備試運轉:注漿機具及管路系統要滿足設計的最大注漿壓力和流量的要求:注漿泵流量的調節裝置、測試儀表及除塵設備等要使用可靠。

2.3下止漿塞及連接孔口管路:管路連接處達到不漏水,在設計最大壓力條件下,維持5分鐘不泄壓為合格:注漿孔沖洗后,殘留巖粉要小于1m。

2.4壓力測試:用注漿泵壓清水,沖洗泥巖石縫隙中的泥漿及充填物,以提高漿液結合體與泥巖石裂隙的粘結強度及抗滲能力,一般壓水時間10~20分鐘,在破碎或大裂隙泥層中,取用較短的壓水時間:復注壓水時間一般為20~30分鐘。

2.5采用從下向上、從上向下往復式注漿,施工工序如下:

2.5.1首先從井底往上20m處理好接叉縫,用水泥砂漿充實,防止注漿時跑液漿→打工作面孔眼→安設注漿管12根,每眼0.2米深→澆筑井底止漿墊1米厚→井壁布孔打眼→井底預注漿完→井壁壁厚注漿從下往上,從上往下至結束→拆除清理。

2.5.2先對出水較為集中、水量較大的出水點和出水面采用分片包圍、集中導水、注漿封堵的方式進行注漿,如果效果明顯,注漿后出水量封住則停止注漿。

2.5.3如果壁后集中注漿段高沒有達到預期效果則井底至-213.8m,20m段高,將出水段分為五部分,每小部分段高4m,由下向上平均布眼進行往復式注漿,每孔一次性注完并達到注漿壓力2mpa.

3、布眼、埋管

3.1使用yt-28型鉆機,配中空六方鋼釬(1.5m)φ42mm“一”字形合金鉆頭造孔鉆進,單孔孔深1.3m,并埋設注漿孔口管砸入注孔內,外露不大于50mm,以便安裝球閥,孔口管周圍用雙液漿封堵。

3.2區段整體注漿打眼采用成排布孔,同一水平每排平均布孔10個,(與上一水平交叉布孔,間排距2.0×4.0m),共計造孔50個。井底預注漿布孔12個間距1.7m。施工中,對于出水量明顯比較大的滲水點,除根據情況適當加大造孔密度、深度及埋管方式外,還需調整材料配比和注漿參數。

4、注漿施工

4.1利用吊盤作為工作平臺,工作人員在工作平臺上下層上打鉆,注漿,平臺上設置注漿泵、清水箱、水泥漿桶和水玻璃液桶等器具。每次注漿前,用清水做串通、沖孔和壓水試驗,了解注漿孔周圍裂隙情況,確定漿液類型和注漿壓力。若裂隙較少,直接用雙液注漿:若裂隙較多,先單液注漿后雙液注漿。若裂隙較少,對壁后串皮出水孔,先用清水洗通后,再用濃漿低壓注漿,壓力不超過2.0mpa,以充填好井壁,封堵住串皮水為宜,禁止超壓超時注漿。

4.2漿液攪拌均勻后,通過安設在上平臺的雙液注漿泵(kby-50)加壓后,先對出水較大的預埋孔口管作為受注孔進行注漿,其他孔竄漿應及時關閉竄漿孔閥門,并達到設計注漿壓力,作為該孔注漿結束的標準。未竄漿孔單獨注漿,直達到設計注漿壓力。受注孔在注漿中,井壁上沒有跑漿現象,并達到設計注漿終壓、終量作為該孔注漿結束的標準。

4.3在注漿過程中,跑漿、竄漿、壓力上不去等情況,應立即停止注漿,采取有效措施及時進行處理,保證注漿的順利進行。出現跑漿時,可在跑漿的裂縫中嵌塞入棉紗、棉絲、木楔等物或塑膠泥糊壁。跑漿嚴重時,可采用調整漿液比例,縮短凝膠時間的措施控制。、

4.4井筒工作面預注漿首先預埋注漿管,上好球閥后,開始施工止漿墊

(見止漿墊示意圖)

5、漿液配比

5.1壁后注漿至井底預注漿,堅持水泥、水玻璃雙液漿為主,水泥漿單液為輔的原則,遵循“單液稀漿-單液稠漿-雙液漿-封孔”的施工順序。

5.2水泥漿w:c取0.75:1.0-1.5:1.0(重量比)

5.3水泥漿:水玻璃c:s取1:0.5-1:0.8(體積比)

5.4水泥選用42.5級普通硅酸鹽水泥,水玻璃取模數2.4~2.645be和模數3.0以上38beˊ,各漿液配置在上平臺進行。

6、封堵

當該出水點或成片滲漏處,注漿量和壓力達到設計要求,基本堵住了漏水,即可封孔,封孔時采用用濃漿,并逐漸加大壓力,以不引起井壁破裂、膨脹為限。封好孔后,關閉孔口管球閥,再卸軟管,待濃漿固1小時后卸下球閥。

7、注漿壓力、終量

7.1確定注漿壓力的條件,主要依據注漿位置的深度和受注巖層裂隙發育程度。即:注漿壓力(p)=靜水壓力(po)+系數(1.0~1.5mpa)。

7.2注漿壓力控制在2mpa,注漿時可根據井壁情況和注入量相應適時調整注漿壓力。

7.3注漿終量不大于10l/min,持續時間不小于15min。

8、注入量預計(壁厚注漿及工作面預注漿)

根據公式:q1=π·(r2擴-r2井)·h1·η·c≈43m?

=3.14×(6.752-3.252)×20×1.5%×1.3

工作面預計注水量

q2=π·r2擴·h2·η·c≈4.2m?

=3.14×6.752×1.5×1.5%×1.3

r擴-漿液擴散半徑6.75m

r井-井筒半徑3.25m

h1-總段高度20m

h2-厚度1.5m

η-平均裂隙率1.5%

c-修正系數1.3

預計總注入量約47.2m?,折合水泥量約122.72t。

三、設備與材料

1、設備:

注漿泵kby-50/雙液注漿泵電機7.5kw?1臺

攪拌機3501臺

鉆機?yt-28?3臺

風鎬n102臺

清水桶1臺

水泥漿桶?1臺

水玻璃桶??1個

2、材料(預計)

水泥?42.5級普通硅酸鹽122.72t

水玻璃?模數2.8以上38beˊ50t

孔口管φ42mm×1.2m(一頭帶扣)50根

孔口管φ42mm×1.5m(一頭帶扣)12根

閥門φ42mm(高壓球閥)62個

止漿塞?30套

四、勞動組織與工期

1、勞動組織

采用“三·八”作業制,鉆注直接工每班8人,8×3=24人,管理3人;共計27人(不含輔助工)

2、施工組織

項目負責人:王添應

技術負責人:張茂芳

施工負責人:朱成珠

機電負責人:劉學強

安全負責人:許志強

生產隊隊長:吳德志

3、工期預計:預計:7天

井壁勾縫1天

布孔打眼2天

埋管打止漿墊1天

注漿2天

準備與撤除1天

五、驗收標準

通過施工,打探孔檢查,壁后注漿與井底預注漿,把水封住,無明顯淋雨與井底裂隙水。

六、重大危險源及有害因素辯識

在井筒壁后注漿及井底預注漿過程中,存在的危險源、危害因素有:

1、瓦斯:主要是從12#煤與13#煤層中涌出的甲烷為主的有害氣體的總稱。達到爆炸濃度遇火花會產生爆炸,會造成人員傷亡,設備設施損壞,另外瓦斯濃度過高,會降低空氣中的氧氣濃度,造成工作人員呼吸困難、窒息甚至死亡。

2、火災:摩擦火花、電火花、撞出火花而引起井筒內可燃物的燃燒,可造成人員傷亡和設備設施損壞。

3、水災:由于煤層、巖縫的溝通,含水層在井筒內涌水急劇增大而淹沒井筒,威脅人員安全,損壞設備設施。

4、電氣設備不完好:可能因設備失爆、漏電而引發其它事故,諸如引發瓦斯煤塵爆炸、電擊傷人等。

5、井筒注漿:注漿時壓力過大導致井壁裂,注漿管聯接處脫落、注漿管拔出傷人。

6、井筒運送注漿材料設備時,可能相互不協調而碰傷人員。

7、井筒注漿:上下盤有人工作,防止井口掉物傷人。

七、安全技術措施

1、井筒注漿專人負責(負責人:生產隊長隊長吳德志)。注漿期間,每班設專人監測井壁注漿情況,發現井壁裂縫及其他異常情況,停止注漿立即匯報并采取相應補救措施。

2、開工前由技術人員向參加施工人員貫徹本措施及相關規章制度,并簽字備查。

3、所有參加施工人員必須對本措施進行認真學習,井上井下特殊工種必須持證上崗。參加施工人員必須明確施工的目的、任務、熟知各項參數及安全技術要求,保證按照方案設計施工。

4、井口附近必須打掃干凈,做到文明施工。

5、打鉆造孔人員勞動保護必須佩帶整齊,以防打鉆時鉆桿纏繞工作服傷人。打鉆時,嚴禁戴手套。

6、注漿前必須對設備及輸漿管路進行耐壓試驗并保證暢通、不漏。根據現場壓水試驗,確定注水量、漿液配比、注漿壓力參數。

7、注漿應按照設計要求進行,必須達到設計注漿終壓量。

8、注漿時必須設專人看護井壁及混合室,觀察注漿泵壓力表,發現異常情況立即停止注漿,以防壓力過高片幫傷人。

9、注漿前進行技術交底,明確施工目的。工程計量及測量器具,儀表等的配置數量和質量,要符合要求。

10、每班當班記錄、鉆注情況由當班班長記錄。應記錄詳實,不得涂改。

11、施工日報應及時報送甲方、監理、項目部。施工結束后,資料匯總、施工總結2日內報送甲方、監理、項目部。

12、其他未提之處,嚴格執行《煤礦安全規程》和《副立井作業規程》等有關規定。

13、井下要派專人觀察井壁接茬縫跑漿情況,發現漏漿立即停止注漿。

14、在井筒內施工,所有工作人員必須系好安全帶。

八、避災路線:

工作面-軟梯-吊盤-安全梯-地面

工作面-吊桶-地面

篇2:回風立井井筒注漿施工技術安全措施

一、工程概況由浙江中宇潞陽瑞龍項目部承建的潞陽瑞龍公司回風立井井筒現已成井至226m,工作面垂深226m。2012年4月25日17時,在對工作面進行邊探邊掘的施工過程中,鉆孔出現涌水,經監理部、礦方地測部派專人下井實測,涌水量為10.2m3/h。井筒施工已無法正常進行。為此,項目部在抓緊時間排水的同時,與礦方協商溝通后,確定采用提前注漿措施治水,達到提前封堵K2上灰巖裂隙水目的。為了安全有效順利地完成本次注漿工作,特編制本次注漿施工技術安全措施。二、地質及水文地質概況1、地質概況目前井筒施工到“上統太原組(C3t)”,該組地質概況為:自K1砂巖底至K7砂巖底,連續沉積于下伏本溪組地層之上,屬海陸交互相沉積,與下伏地層整合接觸。為全井田主要含煤地層之一。厚93.76-132.35m,平均129.03m。由灰黑色泥巖、砂質泥巖、灰白色砂巖,3-5層石灰巖及12層煤組成。灰巖一般為4層,層位穩定,可作為良好標志,自下而上編號為K2下、K2、K3、K4,,本次注漿主要封堵該組巖裂隙水。2、水文地質概況本次探水孔涌水為基巖段掘砌以來第一次出水,井筒實測地層與井筒預測地柱狀圖地層基本相符,但通過實際涌水量來看,巖層含水層涌水量與提供的涌水量差別較大。根據經驗公式,取兩倍的鉆孔涌水量為井筒預計涌水量,即:井筒涌水量Q=20.4m3/h。三、注漿布孔及深度?考慮水文地質條件和現有的設備、能力,以及其它經濟效益、時間及工期,本次注漿采用提前在工作面直接堵漏注漿,利用巖帽注漿,由于井筒到底的深度還剩44m,而傘鉆鉆孔能力為6m,因此,注漿施工按照:每次施工工作面向下推進4m之后,在井筒荒徑輪廓內周邊眼位置布孔,鉆孔向外傾斜,徑向傾角為5o~10o,孔深3500mm,以保證在井筒荒徑輪廓線之外形成一定厚度的注漿壁。鉆孔深度根據含水層的厚度及設備能力,采用邊探邊掘、邊注漿的施工方法通過。四、注漿參數1、根據第一次出水后的實測靜水壓力為19.2kg/cm2,來確定本次注漿的壓力注漿壓力取靜水壓力的1.5倍,即28.8kg/cm2。2、注漿孔數?N=[π(D-2A)]/L式中D---井筒荒徑,m?D=5.8mA---注漿孔與井壁距離,A取0.1m,L---注漿間距,設計為3m代入上式得注漿孔數N=5.86個,取6個。?3、漿液注入量?Q=AπR2Hηβ/m式中Q---漿液注入量,m3A---漿液消耗系數,取1.5?R---漿液有效擴散半徑,設計擴散距離為3m;鉆孔至井中的距離為3m,有效擴散半徑為3m+3m=6m。?H---注漿段總高度,取44m?η---巖層裂隙率,取2%β---漿液充填系數,取0.85m---結石率,取85%代入上式得Q=149.21m3,需用水泥:149.21×0.75=111.9噸。五、注漿孔施工用YT-28型鉆機,配中空六方鋼釬(1.5m)φ42mm“一”字形合金鉆頭造孔鉆進,一直鉆至3.5m深,若水大或因塌孔鉆不到底時,可提前停鉆,緊接著埋入φ42mm一頭車有馬牙扣的注漿管,注漿管外纏上麻絲,頂端安裝球閥,以便放水或注漿。六、注漿作業首先打設止漿墊,厚度為1米的混凝土,然后打設注漿孔,根據現場實際情況,可采取壁后注漿,注漿孔為每模均勻布置8個。⑴注漿工藝注漿泵采用KBY-50/70型雙液注漿泵,拌漿采用HJB型攪拌機,配置一個水泥漿池,一個水玻璃漿池,一個清水桶。⑵漿液類型漿液采用新鮮的P.O.42.5R水泥單液漿為主,各孔注漿結束前采用水泥和玻璃水雙液漿封孔。玻璃水選用模數2.3~3.4,濃度30~40Be。⑶壓水各孔注漿前,要壓入10~20min清水,目的是沖洗裂隙通道中的充填物,提高漿液結石體與裂隙面的粘結強度,另外,也可根據此檢查各管路的漏水情況。⑷漿液的調配漿液的濃度一般選用2:1、1.25:1、1:1、0.8:1選擇水泥-玻璃水液漿時,玻璃水與水泥漿的體積比為1:1~0.4:1。初期注漿的漿液濃度根據壓水時的壓力及壓水量合理選擇。當壓力不變,連續注入30min,吸漿量不變,可適當調濃漿液。反之,壓力上值很快時,可適當調稀漿液濃度,當壓力緩緩上升,吸漿量逐漸減少,一直達到終壓按結束注漿標準結束。七、結束注漿正常情況下,注漿壓力由小逐漸增大,注漿流量由大到小,當注漿壓力達到設計的泵壓時,注漿流量小于50L/min,且穩定20min即可結束注漿。特殊情況下,在大裂隙巖層注漿,經漿液濃度變換,仍達不到終壓與終量的標準時,要采用間歇法注漿,直至符合上述結束標準。對于細小裂隙注漿,當注2:1~1.5:1稀漿,壓力仍上升很快,而吸漿量迅速減少時,可進行預處理:即先壓水1m3左右,接著壓注0.5m3左右30~40Be水玻璃,緊接著再壓注0.5~1m3清水,并注漿。八、井筒開挖條件井筒注漿達到結束標準后,經分析注漿資料,注漿質量確認達到注漿效果后方準恢復掘進。分析注漿堵水效果主要依據以下資料:a、注漿終壓與終量,必須符合其規定的標準。b、漿液的注入量基本符合設計的數據。c、要求先施工井中EN向注漿孔,井中WS向最后一個注漿孔作為注漿結束前放水試驗孔,要求該孔剩余涌水量不于0.5m3/h。d、要求各個注漿孔孔間距盡量相等,以保證形成所要求的注漿壁厚度。e、井筒施工的排水系統隨時都處于完好狀態,如工作面一旦涌水,排水系統能立即投入正常運轉。九、注漿施工質量及安全技術措施1、注漿材料要有質保書、化驗單,不符合技術要求的材料不準使用。2、漿液中不得混入紙片及水泥硬塊,以防堵塞管路。3、巖石裂隙中注漿,先期注漿孔注漿量大,后期注漿孔注入量小,因此,一定要保證先期注漿孔的施工質量。4、注漿過程中,要設專人觀察注漿壓力和吸漿量的變化情況,發現異常現象即時采取措施處理。5、注漿過程中,技術員要緊跟至現場,指導鉆孔和注漿施工,收集第一手資料,并對收集的資料,即時整理分析,便于指導下一步施工,提出調整或修改注漿參數參考意見,評價注漿效果。6、注漿設備試運轉:注漿機具及管路系統要滿足設計的最大注漿壓力和流量的要求:注漿泵流量的調節裝置、測試儀表及除塵設備等要使用可靠。7、下止漿塞及連接孔口管路:管路連接處達到不漏水,在設計最大壓力條件下,維持5分鐘不泄壓為合格。8、注漿過程中,施工人員要佩戴安全防護手套、眼鏡。9、注漿期間,設專人觀察上部井壁是否有漏水漏漿現象,發現異常,立即停注。10、施工人員嚴格按照操作規程操作注漿用機械、設備。11、各輔助系統運轉按回風立井施工要求及《回風立井作業規程》執行。12、其它安全措施執行《煤礦安全規程》的有關規定。十、勞動組織采用三八作業制,每小班人員安排如下:1、打鉆①井下跟班隊長?1人①井上(電修工兼井下)班長?1人電工1人機手?2人維修工1人信號工1人?把鉤工?1人泵工??1人信號工?1人坐盤?1人?絞車司機?2人看閥門?1人合計6人合計??8人總計每小班14人2、注漿②井下②井上(電修工兼井下)跟班隊長1人搬運?2人班長?1人?電修工1人注漿工?3人?信號工1人攪拌?2人?絞車司機?2人井觀測1人看水龍頭?1人信號工?1人合計?7人坐盤?1人泵工?2人看水龍頭?1人合計13人總計每小班20人跟班人員:(不包括項目部管理人員)項目部領導1人技術員?1人隊長?1人十一、材料、機具準備序號名?稱規格型號單位數量1普硅水泥P.O.42.5噸1122水玻璃模數2.3~3.4濃度30~40Be噸563高壓球閥φ42mm個304無縫鋼管φ42×2m(一頭帶扣)根155無縫鋼管φ42×1.5m(一頭帶扣)根106止漿塞套607麻絲公斤108雙液注漿泵KBY-50/70臺19攪拌機HJB型180L臺110水泥漿池個111水玻璃漿池個112清水桶個113鉆機YT-28臺214風鎬N10臺2

篇3:回風立井工作面預注漿安全技術措施

一、工程概況根據榮康回風井工作面現場涌水量16m3/h以及預計最榮康回風立井工作面預注漿安全技術措施大涌水量25m3/h,我項目部與礦方共同研究決定對榮康回風立井工作面進行注漿施工,為了保證井筒175m至235m安全施工特制定本措施。(1)含水層根據井田地層巖性的組合特征、含水介質的巖性、地下水賦存條件及水力特征,井田內地下水類型包括碳酸鹽巖類裂隙巖溶水、碎屑巖夾碳酸鹽巖類裂隙巖溶水、碎屑巖類裂隙水及松散巖類孔隙水。其相應的含水層主要有:1、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水井田內碳酸鹽巖類裂隙巖溶水含水層主要為奧陶系中統馬家溝組與峰峰組灰巖。其中,峰峰組及馬家溝組石灰巖是本井田煤系地層下伏的主要含水層,且本井田煤層屬帶壓開采,是本井田礦井生產的主要威脅。奧陶系石灰巖出露于井田外東南部,露頭所見溶洞,裂隙比較發育,所見奧灰巖性為致密塊狀質較純,裂隙被方解石充填。據1996年9月至1997年1月由144隊在辛置煤礦井下施工的307號水文鉆孔O2f抽水試驗,單位涌水量1.1028-1.4236L/s·m,水質類型SO4-K+·Na·Mg型,富水性強。水位標高518.75m。ZK203號鉆孔抽水試驗單位涌水量1.015L/s·m,水位標高516.29m,由于推斷本井田水位標高約為515-525m左右。因此,井田內該類型地下水屬富水性強的溶隙含水層。2、碎屑巖夾碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層井田內碎屑巖夾碳酸鹽巖類裂隙巖溶水含水層主要指石炭系上統太原組砂巖與灰巖含水層,其中K3、K2灰巖為主要含水層。巖性為深灰色致密堅硬石灰巖,其中K2石灰巖為主要含水層,為9號煤層直接充水含水層,裂隙溶隙較發育,據1996年9月至1997年1月由144隊辛置煤礦井下施工的307號水文鉆孔,太原組抽水試驗單位涌水量為0.5769-0.6801L/s·m,水位標高500m,水質類型SO4·HCO3-K+·Na·Ca·Mg型,富水性中等。2010年施工的ZK203號鉆孔太原組抽水試驗單位涌水量為0.041L/s·m,富水性弱。因此,井田內該類型地下水為富水性弱-中等的溶隙含水層。3、碎屑巖類裂隙水含水層井田內碎屑巖類裂隙水含水層主要包括二疊系上石盒子組、下石盒子組及山西組地層中的砂巖含水層,其中,這些地層中分布的厚度較大的上石盒子組K12、K10,下石盒子組K9、K8砂巖及山西組中的K7砂巖為最主要的含水層。(1)山西組(K7)砂巖裂隙含水層細粒砂巖、細粒石英砂巖為主,灰白色、灰色,裂隙不甚發育,富水性弱,裂隙含水組淺部一般以風化裂隙潛水為主,K7砂巖含水層為2號煤層主要含水層,隨埋深的增加,裂隙發育減弱。ZK203號鉆孔抽水試驗單位涌水量為0.024L/s·m,因此,該層屬弱富水裂隙含水層。(2)下石盒子組砂巖裂隙含水層巖性為灰白色、淺黃灰色,厚層狀,局部變為薄層狀,裂隙發育較差。K8砂巖為2號煤層的頂板,成為煤層直接充水含水層,該層受地形影響,受大氣降水及地表水補給差異性較大,泉流量在0.02-0.05L/s,該層屬富水性中等的裂隙含水層。(3)上石盒子組砂巖裂隙含水層巖性為黃綠色,厚層狀,中、細粒砂巖,裂隙不發育,為較弱含水層。(4)基巖風化殼含水層由于風化水蝕作用的強弱,裂隙的深度因地而異,風化深度30-50m,含水性變化大,據鄰近水井的調查資料,水量不大,能滿足居民和牲畜飲用。水位標高變化較大,水質類型:重碳酸氯化—鈣鎂型水,為較弱含水層。4、松散巖類孔隙水含水層井田內松散巖類孔隙水含水層主要是黃土梁峁區的第四系中上更新統孔隙含水層及分布在部分較大溝谷中的第四系全新統含水層。(1)第四系中上更新統松散含水層主要分布在山間溝谷地帶,第四系松散層最大厚度約為100m,其中下部分布的砂礫石層為其主要含水層,其中的亞砂土層也有一定的含水性。其下部的第三系粘土層或二疊系上石盒子組泥巖為主要隔水層。井田內該類型地下水多為上層滯水,地下水位變化較大,在溝谷邊往往出露成泉。(2)隔水層井田內主要的隔水層有石炭系本溪組隔水層和石炭系太原組、二疊系山西組隔水層,現分述如下:1、石炭系中統本溪組隔水層井田內最下部11號煤層至奧灰水含水層之間的隔水層,是由鋁質泥巖、粉砂巖、泥巖、石英砂巖等致密巖層組成,厚度約28.03m,具有良好的隔水性能,系奧陶系中統巖溶水與太原組砂巖裂隙水間的良好隔水層。其分布穩定,延續性好,具區域隔水作用。通常情況下,垂直方向使11號煤層以上含水層與奧灰巖溶水不發生水力聯系。2、石炭系太原組、二疊系山西組隔水層由石炭系太原組、二疊系山西組泥巖、砂質泥巖、鋁土質泥巖及煤層等組成隔水層,分布于各層砂巖和石灰巖含水層之間,構成平行復合結構,起層間隔水作用,單層厚度為數米至數十米。該隔水層的存在是相鄰含水層間水力聯系程度弱的主要因素,也是含水層垂向上的隔水邊界。井田內太原組隔水層一般厚80m左右,在無斷層貫通情況下,太原組石灰巖溶隙將不會影響上組煤的開采;下石盒子組泥巖、粉砂巖隔水層一般厚90m左右,致密巖層對地表水及潛水起隔水作用。回風井175m至235m含水層列表深度(m)厚度(m)巖性1766中粒砂巖192.3——199.57.2粉砂巖199.5——204.95.3粉砂巖205.4——208.32.9粉砂巖209.1——214.85.7粉砂巖214.8——217.62.8中粒砂巖217.6——22810.4粉砂巖228——230.52.5中粒砂巖233.8——234.60.8中粒砂巖?回風立井175m至235m共計9層含水層。三、施工方案:根據含水層的賦存特點,該井筒計劃分1個注漿段進行工作面預注漿堵水。含水層采用1米混凝土止漿帽,防止含水層涌水在水頭壓力作用下從底部巖石裂隙涌出,造成淹井事故。立井工作面預注漿的段高,主要考慮鉆機能力和含水層厚度。此次注漿段高,經綜合考慮確定如下:1、注漿段高劃分注漿段垂深175m至235m,段高60m;合計工作面注漿總長度60m。2.布孔方式為使注漿孔更多地揭露裂隙,提高注漿效果,決定將鉆孔布置為徑向斜孔,鉆機應盡量靠近井壁,開孔中心到井壁距離為500mm,終孔位置在井筒掘進半徑外2m處,采用同心圓等距布孔,一圈布孔6個,孔間距2.1m,終孔半徑4.9m。(見附圖)。3.注漿孔角度主要根據裂隙的方向及其分布情況來確定,要保證注漿孔與裂隙相交。要有足夠的漿液擴散半徑來保證止水效果。為此,應布置徑向斜孔超出井幫一定距離,傾斜孔在徑向的傾角a可用下式計算:a=arctan[(S+A)/H]=arctan(3/60)=2.9°式中:S—孔底超出井筒荒徑的距離,取2米。H—注漿段高。A—孔口距井筒荒徑的距離,1米。此時,每個注漿孔均按兩種角度布置。一是切線角,一般為110~1300,二是徑向傾角。4.注漿方式采用下行壓入式注漿的方法。一次鉆孔,鉆孔成型后進行注漿。第一個鉆孔注漿的同時按鉆孔順序施工下一個鉆孔。四、注漿參數的選擇`1、漿液擴散半徑實際上,漿液的擴散是不規則的。由于在注漿施工過程中,對注漿壓力、注入量、漿液濃度等參數可以加以人為控制、調整,對漿液的擴散范圍,可以起到一定的控制作用。一般在含水層砂巖裂隙開度在0.5-40mm時,有效擴散半徑為6-8m,結合多年井筒工作面預注漿的施工經驗,單液水泥漿,擴散半徑可按8m計算。如果是微裂隙或孔隙水,注漿難度較大,顆粒性材料可注性差,此時應選擇化學漿液注漿,漿液有效擴散半徑按4m計算,適當加密注漿孔的間距,增加注漿孔個數。2、注漿壓力注漿終壓為靜水壓力的的2.0~2.5倍。本次工作面預注漿,揭露砂巖含水層承壓水,靜水壓沒實測數據,臨時確定注漿終壓為10~12Mpa。待含水層揭露后,實測到靜水壓數據,再定實際注漿終壓。3、漿液注入量漿液注入量可根據擴散半徑(8m)及巖石裂隙率進行粗略計算,僅能作為施工參考。(1)含水層注入量總注漿段高按60m計算,巖石裂隙率取5%(一般為1~5%)。Q=AπR2Hηβ/m式中:Q—總注入量;R—擴散半徑,取8m;H—注漿段高,按60m計;η—由于實際揭露巖性裂隙較發育,巖層裂(孔)隙率,取5%;β—漿液充填系數,取0.85;m—結石率,取0.85;A—漿液損失系數,取1.5,(一般A=1.2~1.5)Q=1.5×3.14×82×60×5%×0.85/0.85=904.3(m3)以上巖石裂隙率為估計值,施工中應按實際情況調整漿液注入量。4、漿液配比注漿首選單液水泥漿,單液漿起始濃度先稀后濃。當涌水量大需要及時封堵時,可采用水泥—水玻璃雙液漿。漿液起始濃度的確定,通常根據注漿前壓水試驗時鉆孔的最大吸水量來選擇,漿液的起始濃度可根據下表一來確定。表一漿液起始濃度鉆孔最大吸水量(L/min)漿液濃度(水:灰)60~802:180~1501.5:1150~2001.25:1或1:1>2001:1或雙液表二漿液配比表水灰比水泥(袋)水(L)比重(g/cm3)體積(m3)0.75:1197121.621.0371:1157501.501.0021.25:1138121.421.0301.5:1118251.371.0092:199061.291.051五、注漿施工1、止漿墊工作面預注漿采用濾水層混凝土止漿墊。濾水層混凝土止漿墊在工作面上鋪設0.5米厚碎石子作為濾水層,并在濾水層中預埋和固定濾水管,濾水管內放置潛水泵,從而把工作面的水引至濾水管內由潛水泵排出。在濾水層的頂部用油氈或者塑料布,覆蓋嚴密,在其上面進行澆筑混凝土止漿墊。止漿墊厚度為1米,強度C30,止漿墊澆筑后養護時間3天。與井壁相連接,并在止漿墊周圍井壁采用風鎬鑿毛,保證與井壁接觸良好。澆筑混凝土時嚴格按照設計厚度、強度施工,加強振搗,并且及時排出井底積水,防止改變水灰比,影響其強度。施工人員必須佩帶安全帶,必要時在混凝土表面上擔上木板,以免施工人員陷入混凝土中。2、注漿施工方法?采用下行單孔對稱注漿方式。段高及鉆注順序見圖,由于工作面狹小,鉆孔和注漿為單行作業。6個注漿孔對稱施工。每孔按鉆進結束后開始進行注漿,注漿段高為60m。3、埋設孔口管孔鉆機按著注漿孔的角度開孔,孔徑φ180mm,孔深4000mm,孔口管選φ159mm×4.5mm無縫鋼管,長4500mm,孔口一端焊有和φ4′高壓閥門對接的法蘭。鉆孔形成之后,倒入水泥砂漿,插入孔口管,并且找正方向固定。待水泥砂漿終凝后,在孔口管周圍,打3~4個錨桿,用錨桿和8#鐵拉住孔口管。開鉆前對孔口管進行打壓實驗,實驗壓力必須大于注漿終壓0.5Mpa,防止孔口管周圍裂隙在注漿時跑漿或受力時撥出。固定孔口管水泥砂漿重量配比組成:?水泥:水:砂=1:1:0.7。4、搭設工作臺為便于鉆機找正定位與搬遷,保證鉆孔的質量及鉆進過程中正常排水和撈巖粉,要求在工作面2m以上位置,使用槽鋼和木板,搭設鉆機工作臺。工作臺要求平穩牢固,鋼梁和立柱不影響鉆機開孔。5、注漿工作的注意事項⒈由于攪拌站設在地面,注漿泵布置在吊盤上,鉆機在井底工作面。因此,三地之間必須設置直通電話和聲光信號,互相聯系。以保證注漿工作安全,順利地進行。⒉在注漿過程中,孔口安裝壓力表。每班指派專人觀察注漿壓力的變化,注漿過程中,突然升壓,超過注漿終壓,及時打開泄漿閥,關閉進漿閥,把漿液放到吊桶中,提到地面。⒊注漿時先打開進漿閥,再關閉泄漿閥;停注時,先打開泄漿閥,再關閉進漿閥。6、壓力和流量的測定以及壓水試驗(1)壓力鉆孔出水后,提出鉆具,接好注漿系統。關閉進漿閥和泄漿閥,待壓力穩定后,讀出壓力表數值。(2)流量注漿系統接好后,打開泄漿閥,如水量較少,用普通20L水桶和秒表,容積法測量鉆孔涌水量,如鉆孔涌水量大,用吊桶測量。(3)壓水試驗在注漿開始之前,向鉆孔壓清水,檢查鉆孔吸水量,以便確定漿液的起始濃度。壓水試驗盡可能采用大泵量,應使壓力控制在注漿終壓高0.5Mpa左右,壓力持續10~20分鐘無異常即可注漿。7、漿液的配制漿液的配制在地面進行。根據井下壓水試驗的結果,配制確需的水泥漿液,漿液濃度是先稀后濃,若壓力不上升,吸漿量變化不大,應逐級加大濃度。反之,若壓力上升快,吸漿量變小,可降低漿液濃度,以保證有足夠的注入量。在涌水量較大,需要及時封堵時,可用雙液注漿。注漿工作結束后,注入一定量清水,把管路沖洗干凈。孔口漿液終凝后,再掃孔,重作壓水試驗,當吸水量小于20L/min時,可不再注漿,大于該值,應當復注。六、注漿工藝流程1、地面攪拌站攪拌站布置在井口附近,水泥用人工拆袋倒入攪拌機中,加入適量的清水,攪好之后,通過管路送到井下儲料桶中。2、泵站2TGZ-60/210型雙液注漿泵安裝在吊盤上,在吊盤上還布置儲漿桶、清水桶和水玻璃桶。注漿泵吸漿管,直接由儲漿桶吸漿,注漿泵和工作面之間用高壓膠管相連。3、工作面注漿系統和孔口管用法蘭盤連接,注漿系統的進漿閥和連接注漿泵的高壓膠管相連接。系統全部就緒后,由工作面人員通知吊盤上司泵工,開泵壓水試驗。壓水之后,根據鉆孔吸水量,由司泵工通知地面人員所需漿液水灰比。當漿液送到吊盤上后,通知工作面,開泵注漿。根據泵壓和孔口壓力的變化,當班工程技術人員,決定調整漿液的水灰比,當達到終壓終量和總注入量時,工程技術人員決定停止注漿。七、注漿效果分析注漿是隱蔽性的施工工程,為保證工程質量,以獲得良好的封水效果,應從施工一開始,到注漿結束,對全過程的每一孔段都詳細記錄,對注漿效果的分析提供資料。1、技術資料的分析對每個鉆孔的每一個孔段注漿中注漿壓力、流量、漿液濃度、吸水量的變化進行分析,判斷注漿施工是否合格。2、檢查孔資料的分析一個檢查終孔后,如有涌水,測量水壓、水量,換算成大井涌水量,看大井涌水量是否小于2m3/h,如果二個檢查孔經計算出的大井涌水量均少于2m3/h,就可以認為裂隙漿液充填飽滿、密實,可結束注漿。八、勞動組織及工期1、勞動組織:注漿施工三班作業。人員配備如下表:施工班組工種人數備?注打鉆班班長1組織施工指揮與檢查施工,保證安全作業機具1負責鉆機正常運轉,鉆孔不得偏斜鉆工6負責鉆具拆換,提落鉆桿,不得掉鉆桿把鉤工1摘掛吊桶及裝卸材料水泵工1負責吊泵抽水正常運轉信號工2負責井上下信號聯系機電維護工2負責鉆孔班所用設備維修注漿班班長1組織指揮與檢查施工,保證安全作業技術員1負責注漿配比,檢查注漿質量記錄員1負責記錄施工中泵壓力,孔口壓力,流量等數據司泵工2操作注漿泵,按設計要求操作籠頭工1保證籠頭不堵塞,能正常進漿灰漿配制工4按要求配漿機電維修工2負責設備維修水泵工1負責吊泵正常運轉信號工2負責井上下信號注漿工2注漿操作2、注漿工期:根據以往施工經驗,注漿計劃20天。十、安全技術措施注漿期間除按立井施工中的一系列規定和安全措施執行外,還應嚴格執行以下安全措施。⒈注漿前,對注漿材料的出廠日期、合格證以及凝膠時間等進行檢查,不符合技術要求的材料,不準使用。⒉注漿系統各連接部分,都要求連接牢固,注漿過程中,人員要避開孔口管位置。⒊井下工作時,要盡量避開吊桶位置,吊桶或物料正在提松時,其正下方嚴禁站人。⒋開鉆前,要求檢查鉆機安裝的牢固性和平穩性,檢查各部件連接是否可靠,并進行試運轉,確認無誤后,方可鉆進。⒌鉆具要求擰緊,各種工具及其它物品嚴防掉進鉆孔內,下放和提升鉆具時,要有專人統一指揮,確保安全。⒍注漿過程中,隨時觀察注漿壓力和吸漿量的變化,并隨時記錄,發現異常應立即采取措施進行處理。⒎注漿前要對注漿管路進行耐壓試驗。⒏注漿過程中,各工種都要堅守崗位,精心組織施工,拌灰一定要先加水,后加灰,并且保證連續供漿。司泵人員要控制好泵量,保證壓力穩定。井下工作面設專人觀察,認真監視注漿管、井壁的異常情況,發現特殊情況,及時通知停泵或打開泄漿閥。⒐注漿工作人員都應配帶乳膠手套,佩戴防塵口罩、護目鏡,注漿完畢后,要立即用清水沖洗注漿泵和注漿管路。⒑井上下設有注漿專用的聲光信號和直通電話,吊盤下設的安全梯。⒒升降注漿泵等設備的繩套必須使用φ15.5mm以上的新鋼絲繩卡制,所用卡帶必須與繩徑配套,卡帶數量不得少于5付。⒓注漿泵下井、升井前,提起后,必須對繩套的綁扎、連接狀況仔細檢查一遍,確認無誤后方可提升。⒔提升或下松設備前,絞車工、井口信號工、吊盤工、井底信號工必須進行聯系,確認無誤后方可操作。⒕高空作業人員必須佩帶安全帶,系安全帶時必須高掛第低用。⒖壁后注漿打眼時,鉆工必須操作正確,確保注漿孔平直,便于注漿管安裝,打眼時,鉆機前不得站人,以防斷釬傷人。⒗井上下信號工要目接目送吊桶或其它物件的起落,并通知施工作業人員閃開提升位置。⒘井口信號工及時清理井口周圍雜物,以防其墜入井下傷人。未盡事宜執行《煤礦安全規程》、《榮康回風立井井筒掘砌作業規程》、《煤礦工人技術操作規程》等規定十一、主要設備及材料消耗表序號名稱規格型號單位數量備注1潛孔鉆機KQJ-100B臺32注漿泵2TGZ-60/210臺23攪拌桶立式0.5m3臺14鉆桿φ55mm根505鉆頭φ130φ90φ65個各3個共9個6高壓膠管φ25.5mmM2007高壓球閥φ25.5mm個5008高壓球閥φ100mm個129壓力表0~160kg/Cm2塊10抗震型10孔口管φ159mm*4.5mmM5412水泥425#普硅T100013三乙醇胺工業級Kg300014水玻璃40~45BeˊT150M=2.8~3.115槽鋼20~22#M40搭工作臺用16鋼管φ108M60工作臺立柱17木板δ=50mmM360搭工作臺用18孔口管φ159mmM2419注漿孔工程量φ90mmM360