井筒壁后注漿安全技術措施
1、概況1.1井筒主要特征井口(地坪)標高、井筒深度、直徑、表土(凍結)深度、井壁結構、混凝土強度等級等。1.2井筒地質及水文地質對本工程地層地質特征、地質構造、水文地質條件進行描述,說明各含水層涌水量、地溫參數等。2、注漿施工方案2.1根據井筒揭露的含水層和隔水層厚度情況,采用上行式分段注漿方式,分****個段高,從****m出水點位置自下往上依次進行。注漿時先把含水層的頂、底封好,防止水上下亂串。注漿范圍控制在含水層及其上下5m范圍。鉆鑿注漿孔采用YT28型氣腿式風動鑿巖機,鉆孔直徑φ42mm,孔深不低于****mm(穿入巖石不低于1000mm)。漿液材料采用化學漿、單液超細水泥漿和水泥-水玻璃雙液漿,選用2TGZ-60/210型注漿泵注漿。2.2采用直接對井壁注漿,分兩步進行。第一步先注含水層;第二步補注出水點。上行注漿結束后采用下行式注漿,這樣封堵后一定距離的全部含水層裂隙。切斷含水層與井壁之間的水力聯系,進而達到降低涌水量,加固井壁的目的。本次注漿主要以封堵裂隙水為目的,注漿壓力應比靜水壓力大0.5~1.5Mpa,以不引起井壁開裂凸起為原則。為防止壓力突增造成井壁破壞,每段注漿時,應先在每段井壁接茬位置埋設兩根注漿管兼作泄壓孔。3、注漿設計3.1注漿段起止深度:根據井筒出水點位置劃分****個段高(敘述段高起止深度及長度)注漿過程中,根據出水點位置應進行調整。同時各段上、下各5m注漿封水。3.2注漿壓力首先測定含水層鉆孔靜水壓力,注漿壓力比靜水壓力大0.5~1.5Mpa,終壓取上限,同時以不引起井壁開裂凸起為原則。如井壁漏水量較大,應打泄水孔進行卸壓。注漿終壓確定P0=1.5P靜水壓力注漿壓力(工作面表壓)及段高劃分表表2.1序號起至深度(m)段高(m)注漿壓力(Mpa)1注:①、實際段高劃分應根據井壁出水情況調整。②、注漿壓力先期孔取低值,后期孔取高值,同時根據注入量的變化而調整。井壁強度驗算公式?P0(D+2E)2/4E(D+E)≤(δ)[δ]:井壁允許的抗壓強度(Mpa)D:?井筒的凈直徑?(6m)E:?井壁厚度?(0.55m)P0:注漿終壓(Mpa)3.3注漿孔數與布置注漿孔布置在出水點附近200mm,接近施工接茬縫位置,漏水量較大的接茬縫處應多布置注漿孔,每隔****m一個孔,上下排呈交錯布置,以上鉆孔視現場情況選擇鉆注,并適當增減孔。注漿孔應穿入巖石,上行注漿孔深不低于****mm,下行注漿孔深不低于****mm,孔徑φ42mm。若打好孔后孔內無水不埋管,必須用水泥封堵,以防日后孔內漏水。3.4漿液注入量及注漿材料漿液注入量是由井筒壁后圍巖的裂隙,孔隙大小及爆破震動影響裂隙的程度及注漿壓力等多種條件決定的。實驗室證明當裂隙小于0.6mm時,無論加大多少壓力,顆粒性漿液都不能壓入。因地下各種未知因素,漿液注入量以實際注入量簽證為準。注漿材料:選用****種漿液,即****。大裂隙注水泥漿,當采用以上顆粒型漿液仍然漏水,采用化學漿液。4、施工準備工作
??4.1設備準備(1)注漿泵:兩臺;(2)立式攪拌機:一臺;(3)普通鑿巖機:二部;(4)壓力表:****塊;(5)高壓輸漿膠管****m,風管****m,并配有快速接頭和變徑接頭;(6)高壓三通****個,砸管器****個,孔口管****個,1吋閥門個****,混合室****個,道釘****根,棉紗****公斤。
?2、注漿站布置:根據施工現場情況,注漿站布置在井口附近。準備好兩個儲漿池,一個存清水,全套注漿設備均布置好。
?3、鉆場和注漿現場均放在吊盤上,運料用吊桶。注漿泵布置在操作盤上,水泥漿儲漿桶和清水桶布置在注漿機附近。使用YT28型鑿巖機在操作盤上進行鉆孔,安裝注漿管。鑿巖機使用后在操作盤上放平,并用繩套生根在操作盤上。4、供水、供風、供電與通訊設備5注漿施工工藝5.1化學漿施工工藝:使用脲醛樹脂(主劑)+草酸(添加劑),漿液的各項指標見下表。化學漿液由甲液和乙液混合組成,甲液為脲醛樹脂,乙液為草酸和過硫酸銨加水溶解。注漿時兩根吸漿管分別放在甲液拌漿桶與乙液拌漿桶內。甲、乙液按1:0.3~0.4的配比混合。化學漿液膠凝時間主要是由乙液里草酸濃度決定。在注化學漿液前要按配比做膠凝時間實驗,為注漿提供一手試驗數據。具體數據填寫見表6.3。甲液(脲醛樹脂)項目指標外觀白色粘稠黏度(涂-4杯/s)50+2PH值7.5~8.5固含量:%30~40比重:g/cm31.18~1.2?乙液(草酸)項目指標外觀白色或灰色粉料含水率:%<1漿液膠凝時間統計表序號脲醛樹脂(g)水(g)草酸(g)過硫酸胺(g)草酸濃度凝固時間備注110032.30.250.50.19%各種材因出廠單位不同,水質不,現場應進行配比試驗210032.20.30.50.22%310032.10.40.50.3%410032.00.50.50.37%510031.70.80.50.6%610031.51.00.50.75%710031.31.20.50.9%810031.01.50.51.13%5.2?C-S雙液漿液注漿施工工藝(1)、注漿材料漿液材料采用單液超細水泥漿和水泥-水玻璃雙液漿。水泥選用P.O52.5R水泥,水灰比為1:1--0.75:1,雙液漿C:S=1:0.8。水玻璃選用液體硅酸鈉型、濃度為38-40玻美度、模數為2.8的水玻璃。(2)、漿液的配制水泥漿液配制方法是先向水泥漿攪拌桶內加入定量的清水,按設計配比加入定量的水泥,攪拌均勻后通過過濾篩倒入儲漿池內供注漿泵吸漿。采購的水玻璃若模數、濃度偏高,則需加水稀釋成需要的濃度。6、注漿方法6.1從井筒****m處開始自下往上布置注漿管,沿出水點布置4~6個注漿管。采用以化學漿、超細水泥單液漿為主,水泥-水玻璃雙液漿相結合的注漿方式進行。每個水平布置注漿孔時,第一個孔出水,埋設好注漿管并安裝高壓閥,先行放水,再布置第二個孔。注漿過程中放水孔出漿時再關閉高壓閥。6.2埋設注漿管在下工作進行打注漿孔眼,打眼用YT-28型鑿巖機配φ42mm鉆頭鉆孔。開孔后,將預先加工好的注漿孔口管魚鱗扣端纏上麻絲,抹上鉛油,用加工好的套管套在絲扣端上,用大錘將注漿管砸入孔內,下放孔內不小于****mm,注漿管外露長度50mm,取下管套,將高壓球閥安裝到注漿孔口管的絲頭上。注漿前,先壓水試驗,球閥與高壓混合器接好后,開動注漿泵用清水沖孔,并作耐壓試驗。7、注漿工藝流程(見下圖)8、注漿設備及注漿材料準備:名稱規?格數量名稱規?格數量注漿泵油桶混合器塑料桶25升注漿管φ42防護眼鏡超細水泥乳膠手套水泥道釘、鐵剎水玻璃40Be0麻繩脲醛樹脂棉紗草酸1′高壓軟管高壓球閥1寸壓力表0~40MPa風鉆輔助注漿盤見加工圖鋼釬φ25中空鋼釬長電纜9、注漿作業9.1注漿先從下向上、再從上向下進行壁后注漿和接茬堵水。9.2注漿管安好閥門,安好混合器,并聯接好輸漿管路系統。9.3管路系統聯接好后,關閉進漿閥門,打開各管路開泵用清水試壓,達到1.2倍的注漿終壓持續10分鐘無跑水現象即為合格。9.4注單液漿時,以濃漿為主,水灰比1:1~0.75:1;注雙液漿時水泥漿水灰比為1:1,水泥漿與水玻璃體積比為:0.8:1~1:1。9.5注漿時,設專人觀察井壁有無跑漿現象,發現跑漿立即處理,同時觀察井壁有無異常變化,如發現異常,立即停泵進行處理,查清原因再進行作業。9.6注單液漿時,若壓力不升,進漿不減時,應逐漸加大濃度;反之,若壓力上升快,進漿量減慢時,應依次降低漿液濃度,每更換一次,漿液濃度一般持續20分鐘。9.7停泵后應及時壓清水,沖洗管路和器具。10、注漿記錄注漿過程中,技術人員應做好詳細記錄,記錄內容包括:注漿日期、開孔數量、孔位、測量水壓、注漿壓力、漿液濃度、水泥用量、水玻璃用量等。11、注漿結束標準12.1單孔注漿結束標準在達到注漿終壓的情況下,注漿孔不再吸漿且注漿孔內不再涌水,可結束本孔注漿。12.2結束注漿標準無集中出水點、無成片滲水點,注漿結束后,注漿孔口管的外露部分要割除。12、工期安排及勞動組織12.1工期預計總工期預計為45天,具體見表12-1:?工期預計表表12-1序號工序名稱工程量時間(天)備注1安設操作盤2壁后注漿3拆除操作盤合計12.2人員組織采用“三八”制作業方式,人員安排見表10-2:勞動組織表?表12-2序號工種數量備?注1拌漿工包括放水、放漿、倒運注漿材料2注漿化驗記錄員3技術員4司泵工5電工、機修工6打眼工7值班干部8絞車工9井上、下信號把鉤10井下排水工11材料員合?計13?施工技術安全措施13.1注漿管埋設要牢固,管壁與孔壁之間要充填密實,以防噴漿。鉆孔周圍的井壁裂縫進行糊縫處理,埋設導水管(兼作注漿管),用水泥—水玻璃膠泥充填。13.2立井下放或提升設備時,必須捆綁牢固,并事先與絞車房聯系好,確認無誤后方可開車。13.3制雙液漿時要戴防護手套,水玻璃接觸皮膚應立即用清水沖洗。13.4打眼時,必須把吊盤固定好,防止操作盤晃動引起斷釬傷人。13.5注漿前要對整個管路系統做壓水耐壓試驗,檢查管路上的所有接頭、法蘭、閥門及管件的耐壓能力,如有不符合要求的及時更換或調整,直到符合要求時方能開始注漿。13.6注漿泵及輸漿管各接頭要綁緊接牢,注漿過程中,盤上工作人員觀察接頭情況,并避開孔口管位置,避免跑管傷人。13.7注漿時應控制注漿泵壓力,由小到大,采取邊注漿邊觀察注漿管及井壁變化情況,如發現異常情況及時停泵進行處理,防止因注漿壓力過大而造成井壁開裂和脫落。13.8吊盤各器具要安放牢固整齊,在升降操作盤時盤上要有專人指揮,嚴防器具及材料掉入井中,各孔口封閉嚴密。13.9注漿時,施工人員都必須配戴保險帶,并生根在牢固的構件上。13.10注漿人員要配帶眼鏡,手套等個人防護,防止竄漿傷眼或燒壞皮膚。注漿及處理堵管時,切勿面對注漿管或堵管,以防傷人。13.11注漿時應設專人觀察井壁,發現異常立即停泵處理,發現跑漿用棉紗進行封堵。13.12注漿管前嚴禁站人。13.13注漿泵應有專職機工維護、操作,發現問題及時處理。13.14注雙液漿時,兩個吸漿管不得混合使用,嚴防堵塞。13.15嚴格控制注漿壓力。13.16操作盤上不得存放雜物,以免負荷過重。13.17嚴禁違章作業,違章指揮。13.18立井下放或提升設備時,必須捆綁牢固,并事先與絞車房聯系好,確認無誤后方可開車。13.19注漿期間吊盤起落頻繁,應設有專人檢查穩車,專人指揮,吊盤及井上信號工應及時通知絞車房做好記號。13.20起落吊盤時,要看好風水管及電纜。13.21井口所有電路電纜必須要盤好,并用防溜木卡卡牢留繩,以防下落傷人。13.22注漿期間,應處理好井壁接茬,以確保井筒觀感質量。13.23其他未盡事宜嚴格按照《****煤礦****井筒及相關硐室施工組織設計》、《****煤礦****井筒基巖段施工安全技術措施》有關要求執行。
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