工程概況

羅河礦業有限責任公司廢石井工程井筒設計凈直徑5.5m,井筒全深828.45m(含臨時鎖口3m段),井筒段為C30素混凝土及C30雙層筋混凝土混合型支護,支護厚度為400mm。井口設計標高為+43m,井口實際標高為+46m。

目前該井筒已施工至337.72m深度(標高為-291.72m),即將結束次生石英巖主含水層第一段掘砌工作,依據《廢石井工程地質勘察報告》得知,下段仍處于深度為322.18m~391.23m(標高為-279.18m~-348.23m,厚度69.05m)段的主含水層之中,為保證注漿工作的正常接替,我單位經研究決定井筒施工至353.474m(-307.474m)處時停止下掘,進行第二段止漿墊澆筑工作,形成井筒圍巖封閉面。(止漿墊厚3.1m,C30砼連續振搗澆筑,上部設0.2m泄壓層),待止漿墊達到養護期限后,搭設工作臺(工作臺布置見附圖),進行第二段工作面預注漿工作。依據廢石井次生石英巖主含水層第一段注漿經驗及教訓(注漿段高設置過高(50m),在廢石井次生石英巖主含水層內極其復雜的地質條件下施工,段高過高會出現反復掃孔復孔現象、造成工期延長、注漿材料浪費、注漿效果差等諸多問題,會造成徒勞無功、得不償失的現象),故我單位決定將-303.97m~-348.23m含水層分為兩段注漿,即:第二段注漿段高設置35m(-304.374m~-339.374m),掘進段高設置為26m(-304.174m~-330.174m);第三段注漿段高設置為26m(-327.174m~-353.174m),掘進段高設置為26.5m(-326.674m~-353.174m);結合副井注漿情況,為防止兩含水層之間裂隙相互貫通,我單位決定第三段注漿結束后,進行超前探水工作,詳見第三段注漿方案。

井筒含水層段水文地質概況

敘述依據:《廢石井工程地質勘察報告》

井筒圍巖的地層巖性特征

(1)次生石英巖(325.18~394.23m)

深灰~灰白色,致密塊狀,礦物成分主要為石英,巖石軟硬不均,裂隙、孔隙發育。孔深325.88~328.68m、335.26~340.27m、349.97~352.97m、355.71~357.93m、361.20~390.27m處,裂隙發育,沿裂隙見孔洞(洞徑0.5~2cm)巖芯破碎,多呈碎塊狀。層厚69.05m。

(2)含角礫粗安巖(394.23~407.20m)

黃褐色,灰白色,斑狀結構,塊狀構造,角礫狀構造。斑晶主要為鉀長石,斜長石,少量黑云母、輝石。長石斑晶大小1×2~2×4mm,約占40%,黑云母、輝石斑晶少量。角礫呈次圓狀,大小1~3cm不等,為粗安巖,含量約占45%,基質隱晶質。巖石具較強高岑石化、硅化、黃鐵礦化、綠泥石化、綠簾石化,高岑石化自上而下逐漸變弱,硅化主要見于394.23~398.07m。巖石裂隙局部發育,無規則。孔深394.23~401.10m處,巖芯較為破碎,其它部分巖芯較完整。多以短柱狀為主。層厚12.97m。

(3)粗安巖(407.20~435.57m)

灰褐色,黃褐色,斑狀結構,塊狀構造。斑晶主要為斜長石、鉀長石及少量黑云母、輝石等。長石斑晶1×2~2×4mm,約占60%,基質隱晶質。巖石較新鮮,蝕變較弱,巖石裂隙不發育,巖芯完整,多呈長柱狀。局部地段(孔深431.16~435.57m處)巖芯破碎呈塊狀.層厚28.67m。

(4)高岑石化凝灰質粗安巖(435.57~467.81m)

巖石呈黃褐色,黃綠色,斑狀結構,塊狀構造,斑晶主要為斜長石,鉀長石及少量輝石。斑晶大小1×2~2×3mm,含量約35%。此外巖石還含一些凝灰質成分,基質隱晶質。裂隙不發育,巖心較完整,多呈短柱狀,局部地段(孔深453.08~457.00m、464.21~466.50m處),巖石具較強高岑石化,巖芯較破碎。層厚26.19m。

(5)次生石英巖(467.81~479.27m)

灰白色,青灰色,致密結構,礦物成分主要為石英,局部可見原巖的殘留成分與組構(原巖為粗安巖)。巖石軟硬不均,破碎,裂隙、孔隙發育。巖芯較完整,多呈短柱狀。孔深475.87~479.27m段巖心破碎呈碎粒狀和粉狀。層厚11.46m。

(二)、廢石井含水層(段)特性及賦水特征

根據本次廢石井鉆探施工巖性編錄、簡易水文觀測、現場簡易水文地質試驗等工作,結合收集的區域及礦區“詳勘地質報告”成果資料綜合分析,廢石井含水層(段)特征及賦水性如下:

次生石英巖含水層位置:325.18m~394.23m,層厚69.05m;467.81m~479.27m,層厚11.46m。該含水層分為兩段,累計厚度80.51m。各含水段裂隙、孔洞發育,巖芯破碎,多呈碎塊狀。鉆進時漏水,孔內水位上升、下降起伏大,沖洗液消耗量大。水力性質屬承壓水。

粗安巖含水層位置:101.76m~234.28m,厚度132.52m;264.12m~269.54m,厚度5.42m;279.69m~289.00m,厚度9.31m。該含水層分為三段,累計厚度147.25m。各含水層段裂隙較發育,裂隙中充填有白色碳酸鹽脈及綠黃鐵質泥質。鉆進過程中,孔內水位上升、下降起伏較大、沖洗液消耗量變化較大。水力性質屬承壓水。

該井筒次生石英巖含水層中孔洞裂隙水因水量較大,是井筒施工充水的主要來源。

綜上所述,廢石井井筒主含水層巖石主要為次生石英巖(69.05m),而次生石英巖層,基質主要為鈣質、凝灰質物質,膠結不緊密。圍巖裂隙發育、巖石極易破碎,穩固性差,主要為破碎帶含水。此段水文地質條件較復雜,且伴隨著井筒深度逐漸加深,水壓逐漸增大,導致本段注漿工作更加困難。

編制說明

安徽馬鋼羅河礦業有限責任公司廢石井工程由我單位負責承建施工。截止2011年12月24日該井筒已施工350.174m。主含水層第一段掘砌工作已接近尾聲,即將進入主含水層-304.374m~-339.374m段工作面預注漿工作。依據《廢石井工程地質勘察報告》查看得知,該段含水層礦物成分主要為石英,巖石軟硬不均,裂隙、孔隙發育,且孔隙、裂隙水含水量較大,是井筒充水的主要來源。依據廢石井主含水層第一段井筒注漿治水施工經驗可知,該段含水層水文地質條件復雜,注漿治水工作比較困難,為確保安全有效的進行注漿治水工作,特制定第二段工作面預注漿施工組織設計。

?四、主含水層第二段注漿方案

結合《廢石井工程地質勘察報告》及以往我單位在施工副井、廢石井第一段工作面注漿時所累積的注漿經驗分析,經項目部研究,該含水層第二段工作面預注漿方案確定為:

井底工作面設3.1m澆筑止漿墊(見附圖),止漿墊上設泄壓層,搭設工作平臺(附圖2),潛孔鉆鉆孔埋設Φ108mm孔口管并安裝高壓閥門。擬采用以化學漿為主液,水泥單液漿或水泥加水玻璃雙液漿為輔液,采用“高壓力,反復注漿、反復掃孔復注”的方法對稱施工注漿孔進行工作面探水注漿工作。先探后注,注漿結束后施工檢查孔,檢查達到設計要求后,在超前探水的前提下,進行廢石井含水層第二段井筒掘進工作。

五、具體施工方案及漿液類型選擇

5.1、止漿墊參數

5.1.1止漿墊結構形式與厚度計算

鑒于該段復雜的水文地質情況,為確保止漿墊在注漿時能承受較大的注漿壓力,止漿墊設置為平底倒楔形結構,上部直徑Φ6300mm,下部直徑Φ7500mm(止漿墊施工見附圖)

參照《建井手冊》第四卷有關部分要求,止漿墊厚度采用下式計算:

?Bn=(P0×r/[δ]})+0.3r

式中Bn—止漿墊厚度,m

P0—注漿終壓,Mpa取目前采用的16Mpa。

r—井筒掘進平均斷面半徑,m,止漿墊段井筒掘進平均半徑為3.45m。

[δ]—混凝土3~7d的極限抗壓強度(取28d標準強度的70%),Mpa;設計混凝土強度等級為C30,即:32Mpa。[δ]=32×50%=22.4Mpa。

計算得,Bn=16×3.45/22.4+0.3×3.45=3.5m。

結合現場實際情況,本次設計止漿墊厚度取Bn=3.1m

5.1.2、澆筑止漿墊

考慮現場施工條件及注漿終壓,結合相關施工經驗,止漿墊選用強度等級C30砼,振搗連續澆筑,澆砼高度3.1,砼量115.92m3。

5.2、接縫注漿(加固止漿墊)

止漿墊養護7天后實施止漿墊接縫注漿,注漿材料選用純水泥漿-水玻璃雙液漿,漿液量按實際發生計量。

5.3、鉆孔注漿參數

5.3.1、鉆孔布置

?依據業主單位提供的《廢石井工程地質勘察報告》,結合實際施工情況及以往注漿治水工作經驗,為防止井筒圍巖存在縱向裂隙或微小裂隙時漿液有效擴散半徑偏小,井筒下掘時出現局部涌水量較大的情況,因此,本次設計決定采用單圈多量布孔方式,預計布孔48個{初步暫布24個孔作為探水注漿孔(鉆孔布置見附圖),可根據鉆孔過程中揭露的巖石情況及涌水量來有針對性的增加探孔,效果不明顯就將探孔增加至50個或更多}。

5.3.2、布孔圈參數

為使探水、注漿孔盡可能多揭露裂隙,采用徑向斜孔。

鉆孔中心距井壁荒徑700mm(井筒荒徑6300mm),暫布孔24個(從小模板開始順時針旋轉均勻分布),開孔直徑為4.9m,孔間距0.64m,鉆孔終孔位置在井筒荒半徑以外1.75m處,終孔直徑9.8m,終孔間距1.28m,鉆孔頂角為4°。若注漿效果不明顯時,孔數可適當增加。

中心點暫設檢查孔⊥65⊥個。無角度鉆孔。為了防止井筒下掘時涌水增大事故,根據巖石的揭露情況及涌水量數據,待注孔工作結束后需根據實際情況增設若干檢查孔。

5.3.3、漿液有效擴散半徑

漿液有效擴散半徑取決于注漿材料、注漿壓力、含水層構造的互相連通程度等因素。從以往副井及廢石井主含水層第一段注漿情況來看,使用脲醛樹脂化學漿,有效擴散半徑有時只能達到0.5m~0.6m,不能滿足施工要求,如果該段含水層仍出現上述狀況,則可以通過調節布孔形式和在止漿墊抗壓允許的情況下適當增加注漿壓力的方法予以補救。

5.3.4注漿材料選擇

從廢石井主含水層第一段注漿情況及《廢石井工程地質勘察報告》來分析,該含水層注漿段仍然是巖石松散破碎帶,微細裂隙發育。普通水泥漿可注性很差,有效擴散半徑極小,因此,本次注漿使用化學漿,如裂隙、孔隙過大則采用水泥單液漿或水泥-水玻璃雙液漿進行灌注。

5.3.5漿液配比

參照以往漿液配比,該段化學漿主液配比為丙烯酰胺:脲醛樹脂=3:100;化學漿輔液配比為草酸:水=3:100,實際操作中,根據鉆孔的吸漿量來調制漿液。

水泥漿液的水灰比取0.5~1.5;水玻璃為輔液,實際操作中,根據鉆孔的吸漿量來調制漿液。

漿液的配比在地面進行,根據井下壓水試驗結果,配制所需的漿液,漿液的濃度應先稀后濃,若壓力上升不快,吸漿量變化不大,應逐漸增加漿液濃度,反之則降低濃度,已確保有足夠的注入量,在涌水較大,需要及時封堵時,可用雙液漿注漿,注漿結束后,注入一定量清水,把管路清洗干凈,孔內漿液凝固后,再掃空做壓水試驗,當吸水量小于20L/min時,可停止,大于則復注。

5.3.6注漿終壓

根據《礦山井巷工程施工及驗收規范》,注漿終壓按下試計算:Pz=KPs?

式中:Pz–注漿終壓,MPa

K-系數,(一般K=2~4),取K=4

Ps-靜水壓力,取4MPaPz=4×4=16MPa

設計注漿終壓為:注化學漿13~15MPa,水泥漿14~16MPa。

六、施工設備配置與工藝

6.1、施工設備配置

鉆孔設備:鉆孔選用KQJ-100B型潛孔鉆機兩臺(一臺備用),最大成孔深度80m,耗風量18m⊥6

注漿設備:型號為ZTG-60/21雙液調速注漿泵一臺(一臺備用)。

6.2、施工工藝

6.2.1鉆孔施工工藝及施工順序

?鉆孔分兩序施工,原則上先施工奇數孔,后施工偶數孔。

6.2.1.1、孔口管段鉆孔施工及孔口管預埋

采用KQJ-100B型潛孔鉆機配備直徑Φ130mm鉆頭鉆進,鉆進深度7m。鉆孔施工結束后,清除孔內巖屑,將Φ108×5×6000(mm)無縫鋼管加工的孔口管(孔口管用Ф108×5的無縫鋼管制作,長度6m,管外壁用10#鐵絲纏成螺旋形并點焊,點焊間距100mm,孔口管上焊高壓法蘭盤,并用?22螺栓緊固連接,法蘭盤上裝4寸高壓球閥。)埋入孔內6m,并泵送濃密快凝水泥漿經養護36h后掃空。掃孔后采用1.2倍注漿終壓對孔口管進行耐壓抗滲試驗,確認無泄漏方可轉入正常鉆進,否則須注漿加固。

6.2.1.2、正常孔段的鉆進

采用KQJ-100B型潛孔鉆機配備直徑Φ90mm鉆頭鉆進,要求鉆進時必須通過安裝在孔口上的4寸高壓球閥的閥腔內鉆井,以確保遇到大水時能夠迅速拔鉆,關閉閥門。

鉆孔過程中,采用“單孔見水就注,反復注漿”的方式進行注漿工作。

鉆孔分兩序進行(分奇、偶數孔),每序均按對稱方式進行交替施工。

6.2.1.3、鉆孔復孔

本次注漿采用“反復掃孔復孔”的方式進行注漿工作,復鉆原則上確定在注漿結束后4~6小時內進行。

6.2.1.4、檢查孔施工

全部鉆孔注漿結束后,根據巖石揭露、涌水量、注漿記錄、各注漿孔資料等情況,有針對性的施工檢查孔。孔深35m,無角度鉆孔,當檢查孔涌水量超出設計指標則需進行加孔注漿。確定合格后方可進行井筒掘砌工作。

6.2.2、注漿工藝

6.2.2.1漿液制作

選用合格的改性脲醛樹脂,按照設計的配比進行造漿工作。先在地面上進行漿液攪拌,然后將配好的各類漿液運用吊桶下放至井底注漿工作面。并依據實際情況,在井下進行配比調試。

6.2.2.2注漿

當遇到大量超擴散情況時,則使用水泥-水玻璃雙液漿,并且與單液純水泥漿交替灌注。遵循先稀后濃、逐級變化的原則進行。起始水灰比要依據裂隙的開度及單位涌水量等確定。漿液起始水灰比選0.5,當采用某一配比連續灌注30分鐘,且壓力不上升時,應將漿液濃度提高一級。

當遇到巖石松散破碎帶,微細裂隙發育帶。普通水泥漿可注性很差,難以注入,且有效擴散半徑極小,則使用改性脲醛樹脂化學漿注漿材料

注漿前應向孔內壓住清水,以提高裂隙的可注性,并準確測定鉆孔內的水壓、單位涌水量。必要時,采用壓水、放水相互交替方式排放巖層裂隙內的充填物。

復注亦按相同方法進行灌注。

6.2.3、止漿墊施工

止漿墊需與井壁連成一體,澆筑前,井壁及底板松動圍巖必須敲砸干凈,并用清水沖洗。止漿墊砼澆筑好后需養護7天方能進行探治水工作。

6.3、井筒掘進時超前探水

當檢查孔確定無水后即進行井筒掘砌工作,掘進段高設置為26m(-304.174m~-330.174m)。掘進使用D*SJZ6.7型傘鉆進行。為確保施工安全,每茬炮掘進前必須進行超前探水,孔深4.5m,孔數10個,如探水孔出水則適當增加探水孔數量,炮眼深度2.2m,孔徑55mm,徑向頂角6°。

七、注漿效果分析與檢查

注漿是隱蔽性工程,為保證工程質量,以獲得良好的封堵效果,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

對每個孔的每一孔段注漿中的注漿壓力、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、檢查孔資料分析

注漿結束后,在井筒布置圈徑之內,結合本次注漿實際情況,布置若干檢查孔,鉆孔一次達到終孔深度,檢查鉆孔涌水量,涌水量若均小于5m3/h,就可以認為裂隙的漿液充填飽滿,密實,可結束注漿。

八、輔助系統

利用鑿井期間的輔助系統,包括提升、通風、壓風、排水、照明、通信等。鉆孔施工時必須保障排水系統正常完好,暫定最大排水能力為85m3/h.如有突發情況,根據水量增加排水設備。

?(一)、提升

??采用一臺JK-2.5/20E及一臺2JK-3.5/20提升機提升,采用坐鉤式2m3吊桶(便于裝卸漿液)。

?(二)、通風:

??1、采用FBDNo60/2×22的對旋式局部通風機通風,風筒直徑為600mm,采用抗靜電膠皮式阻燃性風筒。風機供風為590~360m3/min,風壓為1200~5300Pa。

??2、風筒必須懸掛整齊平直,接口嚴密不漏風,出現破口時,要及時修補,風筒出口距工作面距離不得大于5m,保證工作面有足夠的風量。

?(三)、壓風系統:

??采用4L-20/8壓風機,公稱容積流量20m3/min,排氣壓力0.8MPa。壓風通過已經敷設在井筒內的5寸風管送風至井下工作面。

?(四)、排水系統:

??采用二級排水即:工作面→電泵→上吊盤水箱→中吊盤臥泵→地面

1、工作面采用80m3潛水電泵兩臺(備用一臺)、30m3潛水電泵兩臺(備用一臺)。將工作面污水排至安裝在中吊盤3m3的積水箱后,經中吊盤臥泵(備用一臺)排至地面。

2、上吊盤安裝兩臺MD85-67×6臥泵排水(備用一臺),臥泵揚程402m,流量85m3/h,電機功率220kw。

3、排水管采用Φ108×4.5的無縫鋼管,鋪設于井筒西邊,地面用一臺2JZ-16/80055KW雙穩懸吊排水管。

(五)、照明系統

??工作面采用防爆投光燈進行照明,電源為127V,井筒內使用礦燈照明,每個工作人員配一盞礦燈。

?(六)、通信系統

??在下吊盤安裝一部防爆電話,保證與地面調度室、信號房、絞車房等機構通信暢通順利。??

九、工期安排

注漿是典型的隱蔽工程,施工過程不確定的因素很多,準確安排工期很難做到。根據設備的性能和工藝特點,結合以往施工經驗及現場實際施工情況(含水層段全部為雙層鋼筋砼支護),預計本段35m井筒工作面探水預注漿工期為110天、掘進工期為30天(止漿墊施工、養護及接縫注漿及井筒掘進支護時鋼筋綁扎時間除外),如遇條件出現較大變化引起工程量變化,應相應調整工期及合同價款。

十、勞動組織

注漿采用三八制,每班人員配備見下表:

工作面探水、注漿施工勞動組織表

施工班組

工?種

人數

共?計

注

漿

班

班?長

1

16人/班

鉆?工

2

信?號?工

2

水?泵?工

2

技?術?員

1

?施?工?員

1

清?理?工

2

注?漿?工

2

灰漿配制工

2

安?全?員

1

配合班組

人數

共?計

信號班

7

84人

穩車班

4

把鉤班

4

機電班

12

絞車班

14

壓風班

4

調度

4

倉管

2

采購

1

司機

4

食堂

4

澡堂

4

衛生

2

炸藥庫

4

管理

14

注漿期人員總計:132人

十一、主要工程量預計

注漿主要材料預計用量表

1

名稱

規格型號

單位

數量

2

潛孔鉆

KQJ-100B

臺

2(一臺備用)

3

鉆桿

Ф50mm

米

80

4

鉆頭

Ф90mm/Ф130mm

個

60/10

5

注漿高壓軟管

5m

根

8

6

高壓球閥

1"

個

200

7

高壓球閥

4"

個

20

8

注漿泵

ZTG-60/210

臺

2(一臺備用)

9

漿液攪拌桶

0.3m3

個

1

10

清水桶、水泥漿桶

0.3m3

個

3

11

波美度計

20-50波美度

根

5

12

橡膠手套

雙

40

13

防護眼鏡

套

40

14

止漿塞

套

20

5

壓力表

16Mpa

塊

5

16

壓力表

40Mpa

塊

5

17

鏟子/耙子

把

3/3

18

水表

家用1寸

個

1

19

孔口管

Ф108×5×6000mm

根

初步24

20

水?泥

P.O42.5

T

100(預計量)

21

水玻璃

40波美度

T

8(預計量)

22

改性脲醛樹脂

MJ-I型(A液)

T

500~800(預計量)

23

丙烯酰胺

T

15~24(預計量)

24

草酸

T

15~24(預計量)

25

速凝劑

T

2

26

安裝及拆除探孔

注漿平臺

見附圖

副

1

27

搭設工作臺

見附圖

個

1

主要工程量預計表

序號

工程項目

單位

工程量

備注

1

止漿墊C30砼

m3

115.92

2

鉆孔鉆進

m

1700

按鉆孔48次計算

3

鉆孔復鉆

m

5040

暫按300%鉆孔進尺預計

4

孔口管制作安裝

根

24

Φ108×5×6000(初步)

5

高壓閘閥安裝、拆除

只

8

DN100PN10Mpa

6

孔口管耐壓抗滲試驗

孔次

24

7

止漿墊掘進拆除

m3

115.92

十二、安全技術措施

注漿期間除執行《安全應急預案》和立井井筒的安全措施外,還應該嚴格執行以下安全措施。注漿前組織人員進行技術交底。

1、認真搞好交接班,開好班前會,利用班前會強調安全施工,每班必開班前會,必講安全事項。

2、探水、注漿期間,由于業主單位僅提供單回路供電,則必須確保地面柴油發電機能正常運轉。

3、注漿泵操作人員嚴格按注漿泵及閥門的操作順序進行操作。

4、注漿機具及管路在注漿之前仔細檢查,各連接處應連接緊密達到不漏水、不泄壓,經試運轉及耐壓試驗無異常響聲,各裝置、儀表和除塵設備使用可靠。

5、注漿前對注漿材料和膠凝時間進行測定,對不合格的材料嚴禁使用。

6、要加強對水泥和漿液的過濾,以減少對注漿泵的磨損和防止堵管,采用二道篩網過濾的方法,清除水泥漿(化學漿不需要過濾)中的鐵屑和其他雜物。

7、絞車司機操作時,在通過吊盤及到達工作臺前應減速慢行。

8、吊桶下到工作臺時,井下作業人員需對吊桶進行推拉,使吊桶避開鉆孔、鉆架位置。

9、鉆具要求擰緊,各種工具及其它物品嚴防掉進孔內。

10、注漿時要有專人觀測注漿泵的泵壓和吸漿量,并作好記錄,發現異常情況及時進行處理。

11、注漿人員應佩帶膠手套和防護眼鏡,注漿過程中應避開直對孔口管位置,防止漿液灑入眼睛,注漿結束后應立即用清水沖洗注漿部和連結管路。

12、井筒注漿期間,工作面要進行連續排水。

13、必須保證孔口管的埋設質量。孔口管的孔鉆好之后,必須先向孔內灌注1:1的砂漿(砂要過篩),振搗密實后,再向孔內下孔口管。嚴禁先下孔口管后灌砂漿。

14、注漿時,實行隊干、技術人員跟班作業制,要作好詳細的記錄。

十三、工期保障措施

13.1工期保證措施

??本工程是廢石井井筒掘砌施工的基礎保證工程,工程實施的主要目的改善施工條件,維護施工安全,也是控制施工質量的必要措施。如何加快工程進度是業主和承包商共同關注的目標。因此:

10.1.1技術措施

1、工程開工前,認真做好技術交底,對各崗位員工進行技術培訓,提高操作技能。

2、設備進入工作面前,進行認真檢修,確保設備的完好性,并備足各設備配件。

3、施工過程認真做好設備的日常檢修與保養。

4、提前按技術要求做好材料采購,避免待料停工。

5、施工中實行動態管理,在施工中發現的問題、難點進行技術研究,確定技術方案。

10.1.2組織措施

1、強化項目管理,選用技術熟練、經驗豐富、善于處理各種復雜問題的技術工人

2、建立健全規章制度,落實崗位責任制。

3、鉆孔注漿施工期間,輔助系統尤其是排水、供風、供電系統必須充分保障各系統能力。

4、成立項目安全管理領導小組,建立安全管理體系。

十四、質量保證措施

14.1質量標準

??鑒于該含水層的復雜性,從以往注漿經驗及水文地質資料分析,要達到GBJ213-90規范中工作面預注漿的規范性指標,即注漿段的殘余涌水量不超過10m3/h的可能性極小,但從達到井筒施工的基本條件出發,本設計確定井筒開挖階段注漿段的涌水量不超過15m3/h。

14.2采用的技術標準

中華人民共和國國家標準—礦山井巷工程施工及驗收規范(GBJ213-90)

14.3質量保證措施

(1)、組織措施

?1、成立項目質量管理領導小組,建立質量管理體系。

?2、加強質量管理基礎工作,落實質量工作職責。

(2)、管理措施

?1、圍繞總體質量目標,實行管理、技術、經濟多輪驅動措施。

2、做好施工原材料的管理,所有施工用材料必須經過檢驗合格后方可進場,嚴禁使用不合格的材料。

3、加強現場質量監督檢查力度,嚴格實行質量否決權。

(3)、技術措施

1、嚴格按設計要求施工,未經批準任何人不得對設計進行變更。

2、加強施工過程中的技術基礎管理工作,認真研究施工過程中鉆孔揭露的地質條件,為調整工藝技術參數提供詳細的保證資料。

3、嚴格按照設計要求的漿液配比進行造漿,控制漿液的攪拌時間。因設備故障等原因造成注漿中斷,中斷時間超過4小時,剩余的水泥漿必須遺棄。

?4、注漿壓力是保障注漿效果的重要工藝參數,實際壓力不得小于實際規定。注漿過程控制必須符合規范要求。

篇2: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

篇3:基巖段工作面打鉆探預注漿施工技術安全措施

一、概況

1、工程概況

生建煤礦位于焦廟鎮,設計生產能力0.45mt/a,采用立井開拓方式,凍結法施工,主井筒深567.5m,其中凍結段483.7m,基巖段83.8m,設計井筒凈直徑4.5m,基巖段壁厚350~1000mm,砼標號c30,主井套砌內壁結束后,先進行工作面排水、清淤泥工作,接著進行打鉆探水及工作面預注漿工作。

2、地質及水文條件

(1)地質情況

基巖段起止標高-457.78~-567.5m,地層為二疊系。二疊系地層上部為風化帶,厚度26.72m。在-490.21~-496.8處為一層厚6.59m破碎帶。基巖段通過巖性為粉砂巖6.51m,粉砂巖70.7m。

(2)水文情況

主井井筒檢查孔共打兩個鉆孔。一號鉆孔全孔進行了系統簡易水文觀測并詳細記錄泥漿消耗量,在孔深482.19m~-490.21m處泥漿消耗量大,最大漏失量0.6m3/h,未作抽水試驗。

二號鉆孔全孔進行了系統簡易水文觀測并詳細記錄泥漿消耗量,全孔泥漿消耗量0~0.2m3/h之間變化。

含水層:檢2號共揭露4個含水層組。第四系含水層組、第三系含水層組、基巖風氧化帶含水層、基巖含水層。

其中472.51~-530.00m為基巖含水層。巖性為粉砂層,巖芯完整,基本不含水,鉆進過程中沒有發生漏水現象。但是與檢2號孔相距大約100m的檢1號孔鉆進過程中,此層位曾經漏水。所以風氧化帶下部的基巖含水性較弱,但在裂隙帶中含有一定的裂隙水。

3、技術準備

(1)組織技術與管理人員認真學習技術措施。

(2)開工前對技術人員,管理人員及施工人員做好技術交底。

(3)組織測量對標高進行復核校驗。

4、施工隊伍

施工隊由原施工表土段的濟西主井隊及機運隊抽調技術素質好、經驗豐富的人員進行工作面預注漿施工,作業前對所有施工人員按iso9002標準及zm71/qp418-1999《培訓控制程序》要求組織學習培訓。

5、設備、材料準備

(1)預注漿施工所用鉆機、注漿機、排水泵、攪拌機等設備進行全面維修、調試、試運轉。

(2)按附表2所列的打鉆、注漿施工所需設備、配件、材料消耗表進行配置。

二、注漿參數的確定

1、注漿孔數

根據主井井筒凈直徑及井筒所要穿過地層的水文地質情況,確定8個注漿孔,孔與孔互相夾角45o,同心圓等距離布置,孔間距1.413m,孔徑90mm。

2、布孔圈徑

布孔圈徑為ф3.6m,孔中心線距井壁450mm。

3、注漿材料

采用單液水泥漿為主,適時采用水泥---水玻璃雙液漿。

選用新鮮32.5r普硅水泥;水玻璃模數為2.8~3.1,其濃度為38-40be;工業級三乙醇胺和工業食鹽。

4、漿液注入量

根據孔內實際情況,預計漿液注入量按公式v=aπr2hηβ/m計算

式中:a---表示漿液損失系數,取a=1.5;

r---表示漿液擴散半徑,r取8m;

h---表示注漿段高,85m;

η---表示巖層裂隙率,3%;

β---表示漿液在裂隙內的有效充填系數,取0.9;

m---表示漿液結石率,取m=0.85;

經計算:v=813.9m3

按漿液水灰比1:1計算水泥用量為813.9×0.75=610.4t,水玻璃約需20t,三乙醇胺需610.4×0.5%=3.05t,食鹽約需30.5t。

5、漿液起始濃度及其調整

漿液起始水灰比為1:1;隨著注漿壓力的變化,水灰比可調整為0.8:1,0.6:1。

使用雙液漿時,水泥水灰比為1:1,水泥漿和水玻璃漿的體積比為1.5:1~1.5:0.5。

注漿過程中漿液濃度應先稀后濃遂級調節,調整步驟為:當某一級濃度的漿液注入20~30min后,吸漿量不減或者壓力不升時,提高一級漿液濃度,當漿液濃度提高到0.6:1時,仍不見升壓,應及時改注雙液漿。

注漿以單液為主、雙液漿作為最后封孔。

在壓水實驗時,如果泵量為200l/min、泵壓低或無壓力時,應考慮注雙液漿。

6、注漿段高

根據主井基巖段深度為83.8m,基巖含水層標高為472.51~530.00m,本次注漿段高初定為94m,一次注完。

7、注漿方式

本次注漿采用下行式注漿,遇水就注,再掃孔復注直至終孔位置。

在鉆眼時,若孔內出水或巖層松散,無法鉆進時則停鉆,撤鉆桿鉆機,進行注漿,待注漿結束再開孔,依次循環鉆進、注漿。

8、注漿壓力

注漿壓力的大小,直接影響漿液的擴散距離,經測試該段靜水壓力為4mpa,注漿終壓

取靜水壓力的3倍,本次注漿終壓取12mpa。

9、注漿結束的標準

注漿施工為隱蔽性工程,為保證注漿質量和堵水效果,每一孔段注漿都必須達到終壓、終量和注入量的設計要求。在達到設計終壓后,泵的流量在50~60l/min,穩定20~30min,才可結束該孔段的注漿。

在8個注漿孔全部施工結束后,利用中間排水孔打鉆孔,估算井筒涌水量,如井筒涌水量小于10m3/h,可結束注漿;若大于10m3/h,則采用打分支定向孔的辦法進行補充注漿,確保開鑿基巖段時,涌水量小于10m3/h。

三、注漿前的準備工作

1、止漿墊的注漿加固

(1)止漿墊厚度

止漿墊厚度參照公式bn=por/[ó]+0.3r計算,經計算止漿墊厚度為2.2m。

(2)止漿墊在凍結段套壁之前與外壁同時施工1.2m,套壁結束后又施工1m,止漿墊總厚度2.2m砼標號c55。由于迎頭出水,打止漿墊時,先鋪了一層碎石濾水層,預埋一個ф219排水管,打鉆之前利用φ219排水管對止漿墊進行注漿加固,如止漿墊漏水時采用雙液漿封堵,利用排水管對止漿墊加固無效果時,可采用1#~8#孔口管打鉆對止漿墊進行注漿加固。

2、孔口管的安裝

孔口管采用ф108無縫鋼管,每根長度為2.950m,外焊螺旋筋,采用ф131鉆頭打眼,砂漿封實,按圖1及圖2位置、深度預埋孔口管8根。孔口管上焊法蘭盤,法蘭盤上連接高壓球閥,鉆具通過高壓球閥鉆進。

3、鉆機的布置

鉆機選用sgz-ia型,安裝在工作盤上,工作盤下面用6根ф100mm、長2.4m鋼管等距離布置作支撐。另外為防止鉆眼時工作盤晃動,用手拉葫蘆配鋼絲繩索固定于孔口管上。工作盤距迎頭以2.4m為宜。

吊盤松至距工作面8m左右,利用吊盤懸掛滑輪,提升鉆桿。

鉆機固定①鉆機底盤與工作盤用m12螺絲連接固定;②用手拉葫蘆配繩索,固定于孔口管上。鉆機固定前應校對位置,保證懸吊點與鉆桿中心及孔口管中心保持一致。

表1sgz-ia型鉆機技術參數

鉆進能力開孔110?mm

終孔75mm鉆深150m卷揚能力10kn立軸行程400mm立軸內徑46mm機身回程300mm重量840kg

4、注漿設備

注漿使用一臺日本hfv-c型液壓驅動注漿泵,流量為0~200l/min,最大壓力21mpa。

水泥漿攪拌機采用js-1000型攪拌機拌漿。

表2?hfv-c型注漿泵技術參數

工作壓力30-130kg/cm2吸入口徑65mm流量0~200l/min吐出口徑40mm缸徑100mm電動機22×4kw×p行程300mm

5、注漿、排水、供水管路

注漿管采用ф50鉆桿作為注漿管,由地面大抓穩車懸吊,輸漿管露出地面1m左右,用墊叉固定于封口盤上。

排水管路采用ф108鋼管,由地面兩臺穩車懸吊。

供水管采用ф57鋼管隨壓風管懸吊。

四、注漿施工工藝

1、注漿鉆孔的施工

①按孔號1#、5#、3#、7#、2#、6#、4#、8#順序施工,最后施工中心檢查孔。

②每進尺15-20m測斜一次,如發現孔斜過大,則封孔,重新鉆進,如果相鄰兩個注漿孔偏斜方位相反,落平點間距超過漿液有效半徑控制范圍,則必須補孔。

③施工完一個孔后則注漿,待注漿完畢方可施工第二孔。

2、造漿站布置與注漿站布置

漿液攪拌采用js-1000型攪拌機攪拌,制造漿液時,水泥必須過篩,漿液必須攪拌均勻,方可輸入貯漿桶內,貯漿桶內漿液用風動攪拌器攪拌,防止沉淀,注漿泵放置在井口攪拌站附近,漿液通過ф50鉆桿與井下混合器及高壓球閥連接,進行注漿,每孔注漿要連續不斷,達到結束標準后方可停注。

3、注漿泵與閥門的操作程序

(1)注漿前先把吸漿管籠頭放入清水桶內,關閉孔口進漿閥,打開混合器泄漿閥,檢查注漿泵的工作情況及管路是否暢通。

(2)打開孔口進漿閥,關閉混合器泄漿閥,然后慢慢減少孔口量,用清水作耐壓試驗,超過終壓0.5-1mpa,即合乎要求。

(3)注入10分鐘至20分鐘清水,一切正常后方可正式注漿,注雙液漿時,先把吸水玻璃籠頭放入玻璃漿桶內,注30秒后,再把吸水泥漿籠頭放入水泥漿桶內,開始正式注漿。結束注漿后,先把吸水玻璃籠頭放入清水桶中,后把水泥漿籠頭放入清水桶中,先關閉孔口管進漿閥再打開泄漿閥后,用清水沖洗注漿泵及管路、球閥、混合器等。

4、注漿施工順序

先注清水、水玻璃(沖開裂隙通道、潤滑裂隙)先稀后濃注單液漿(水泥漿)

最后注雙液漿封孔。

5、漿液流程

js-1000型攪拌機拌料泥漿桶hfv-c型液壓驅動注漿泵ф50鉆桿作漿液管與井下混合器及高壓球閥連接孔口管基巖段

五、質量標準

1、注漿材料外加劑的質量性能等必須符合設計要求和規范規定,要嚴格檢查出廠合格證,化驗單和試驗報告。

2、注漿前對注漿材料進行試驗,按配比測定凝固時間。

3、孔口管、止漿墊均進行清水抗壓試驗,試驗壓力應大于注漿終壓。

4、發現問題立即匯報,及時采取措施處理。

5、認真填寫各種原始記錄。

六、注漿孔鉆進及注漿施工安全技術措施

(一)注漿孔鉆進安全技術措施

1、在正常鉆進中,應經常檢查鉆機穩定性,準確丈量孔內鉆具及機上余尺,及時填入班報內并妥善保管。

2、下鉆時應認真檢查鉆具,有彎曲,磨損嚴重不得使用,接鉆桿前應對鉆桿吹孔,接鉆桿時要纏麻。更換沖擊器時不準更換鉆頭。如需更換鉆頭必須在鉆孔開孔前進行更換。

3、下鉆要穩,避免沖撞,遇阻時應及時提鉆,排除障礙,鉆具距孔底1.0m時,進行先沖孔后鉆進。

4、加鉆桿前,應盡量把孔內巖粉沖凈,并提鉆桿,使鉆頭離孔底0.5m以上方可加鉆桿。

5、鉆進過程中,如遇涌水時應準確記錄起止深度,測量涌水量,提鉆桿,準備注漿。

6、鉆機鉆進時,若遇松軟巖層,要慢速適當加壓法鉆進,遇石灰巖等巖層比較硬時,要輕壓,快速法鉆進。

7、鉆進結束后,應及時沖洗鉆孔,當孔口冒清水無巖粉時即可撥鉆桿,測靜水壓力注清水試壓并詳細記錄,注入量、壓力等數據,為注漿提供依據。

8、鉆進過程中如發現鉆孔內水壓、水量突然增大以及頂鉆等異狀時,必須停止鉆進,但不得拔出鉆桿,及時匯報項目部進行處理。

9、在井筒工作面打鉆、注漿人員應嚴格遵守立井施工《煤礦安全規程》、《鉆探操作規程》及一切安全管理制度。

(二)注漿施工安全技術措施

1、施工前應對參加施工人員進行安全技術教育,傳達措施做到人人心中有數,定崗、定位責任明確。

2、注漿前試驗站應按單液漿及雙液漿各種設計配比測定凝膠時間,當更換水泥等注漿材料品種時,應重新測定凝膠時間。

3、注漿司泵工必須按操作規程認真操作,并隨時注意注漿壓力,吸漿量的變化情況,對高壓系統各部件認真檢查,發現問題及時修復更換,確保注漿安全。每次注漿前應對供電、供風、攪拌、注漿設備認真檢查,發現問題及時處理。

4、井下與地面聯系的信號,通訊必須暢通無阻;井下注漿人員與地面開注漿泵人員經常保持聯系,以確保注漿安全。

5、注漿人員配戴防護眼睛,膠質手套,造漿人員戴防塵口罩。

6、拌漿人員嚴格掌握漿液配比,按設計配比拌漿。為防止水泥紙、紙屑、石子及其它雜物進入泥漿池,放漿口應設過濾網。泥漿桶內設置風動攪拌器攪拌,以防泥漿沉淀。

7、吊盤、工作盤必須固定牢固可靠。在吊盤上作業人員必須佩戴安全帶并做到生根牢固,高掛低用。

8、井下信號,把鉤工應定人定崗,按章操作。

9、注漿期間要設專人注意觀察止漿墊及井壁是否有變形、跑漿、漏漿等現象,發現問題及時處理。處理方法:可采用縮短凝膠時間、間歇注漿、打入鐵楔、棉紗等方法處理。

10、注漿泵及電氣設備設專人檢查維護、保證正常運轉。

11、泄壓管路出水口應避開人員并用鐵絲固定于孔口管上。接頭綁扎牢固。

(三)機電運輸安全管理措施

1、上下鉆機及注漿機時應通知絞車司機慢速行駛,通過吊盤時要有專人看護。

2、吊運鉆機或注漿機時必須使用鉤頭配5分鋼絲繩索并保證綁扎牢固,安全可靠。

3、施工現場所有用電設備嚴格按照井下用電設備要求選用,并安裝保護裝置。

4、每天安排專人檢查井壁發現有結冰等安全隱患時及時處理,保證安全施工。

5、下吊盤至工作盤之間需安設軟梯一路,以便工作人員上、下及避災。

6、井口到吊盤之間應安裝安全梯一個,由專用穩車懸吊,以便井下出現故障或災害時,人員能夠順利升井。

(四)鉆孔防突水措施

1、鉆孔施工前井筒內應安裝80dg-75×10型吊泵(楊泵750m,流量54.7m3/l)及φ108排水管路,并保證在鉆孔突水時能正常運轉及時排水。當鉆進注漿孔時,如井筒涌水量接近吊泵額定排水能力,必須停止鉆進,提取鉆具,關閉高壓閥門,及時注漿。

2、對正常打鉆排水采用電泵排至吊盤水箱,放入吊桶排至地面。

3、孔口管必須按設計孔位埋設牢固,并安設高壓球閥(不小于15mpa)。注漿前,必須對止漿墊和孔口管進行耐壓試驗,試驗壓力必須大于注漿壓力1mpa。孔口管試壓經驗收合格后方可鉆進。確保孔口管的承壓控水能力及安全裝置靈活可靠。

4、鉆進過程中如發現鉆孔內水壓、水量突然增大且噴孔嚴重,情況危急時可采取拆掉鉆桿,關閉高壓球閥及時向項目部匯報。

七、勞動組織與工期安排

1、勞動組織

預注漿施工井下采用“四六制”、地面采用“三八制”作業,具體見附表1。

2、工期安排

①排水清理4天。

②孔口管、設備及操作盤安裝2天。

③打鉆預注漿23天。

④拆除清理1天。

總計工期30天。

3、其它

本措施未盡事宜按《煤礦安全規程》(20**版)及《井主井井筒及井底車場、相關硐室掘砌工程施工組織設計》執行。