青云煤業(yè)副井井筒工作面注漿施工安全技術(shù)措施
一、工程概況
副立井井筒設(shè)計凈直徑Φ7.0m,井筒工程量為722.995m,基巖段為素砼支護(hù),支護(hù)厚度為500mm,砼強(qiáng)度C30;
副井井筒現(xiàn)成井94.7m。2011年12月26日13點30分打鉆時有二個鉆孔出水,14點向青云煤業(yè)項目部、監(jiān)理部匯報有關(guān)情況。14點30分施工、監(jiān)理、建設(shè)三方共同下井實測涌水量,經(jīng)實測涌水量為每小時69.237m3。出水工作面標(biāo)高+897.8m,鉆孔深度4m左右見水。
二、方案的確定
澆筑止?jié){墊注漿,先在井底工作面鋪800mm厚石子,石子上鋪雙層塑料布,然后澆筑混凝土,澆筑混凝土前用風(fēng)鎬將混凝土與井壁連接處打毛,混凝土厚度2.0米。利用DZ100潛孔鉆機(jī)進(jìn)行探水。預(yù)埋直徑為Ф108mm的孔口管,孔口上部焊接法蘭以便連接高壓閘閥,中下部焊幾圈6mm盤條。用直徑為Ф90mm的鉆頭鉆孔探水。探水孔12個,沿直徑為Ф6000圓周均布
三、設(shè)備選型
1、鉆機(jī)
DZ100型潛孔鉆機(jī)2臺,鉆注工具一套,倒鏈一套。
2、注漿泵
KBY-50/120一臺,攪拌機(jī)一臺,儲漿池兩個,清水罐一個,水玻璃罐一個。
四、探水工作
探水工作使用DZ100型潛孔鉆機(jī)鉆孔,首先要搭設(shè)工作平臺,將潛孔鉆機(jī)用扒鋸固定在工作平臺上,然后按下列參數(shù)進(jìn)行探水工作。
1、工作平臺
鋼結(jié)構(gòu), 用150×150mm方木做腿,工作平臺采用I20“工”字鋼搭設(shè)。在“工”字鋼梁上鋪δ=100mm木板,搭設(shè)工作平臺時,應(yīng)先對探孔編號,以合理布置平臺,布置原則以不影響施工探孔。
2、探水參數(shù)
①探眼個數(shù)
探水孔12個,沿直徑為Ф6000圓周均布
②探眼深度
45米
?、鄄佳鄯绞?/p>
同心圓徑向斜孔,角度α=4o
?、荛_口圓徑和間距
D=6.0m,L=1..57m
?、菰?2個探孔鉆探深度到預(yù)定深度的過程中,若單孔涌水量小于5m3/h,每10米注漿一次,等漿液凝固后繼續(xù)鉆探至預(yù)定深度;如果單孔涌水量超過5m3/h,應(yīng)立即停鉆,采用工作面預(yù)注漿封水。
五、工作面注漿
本次工作面注漿采取澆筑混凝土止?jié){墊,要固定好孔口管,鉆孔注漿前首先加固止?jié){墊。工作面預(yù)注漿采用單、雙液結(jié)合方式,即:先注單液水泥漿,當(dāng)注漿量過大時,如仍不顯示壓力,即改用水泥—水玻璃漿液??蓪⒆{站設(shè)在地面井口附近。
1、布孔參數(shù)
?、僮{段高
45米
②孔數(shù)
12個
?、鄄伎追绞?/p>
同心圓徑向斜孔,角度α=4o
?、荛_口圈徑向斜孔
D=6.0m,L=1.57 m
2、止?jié){墊
?、僦?jié){墊的強(qiáng)度要求
搭好工作平臺后,注單液水泥漿加固止?jié){墊,打一個孔注一個孔,全部注完后并養(yǎng)護(hù)至少24小時,止?jié){墊即可以承受注漿壓力。
3.注漿參數(shù)
①設(shè)計終壓
Po=3Hr/10
式中:
Po—注漿終壓,2.4Mpa。
H—注漿工作面至靜止水位的水柱高度。
R—水的比重,取1。
②注入量(以10米為單位,視實際注漿段高乘以一定系數(shù)而定)
Q=π(r+H/2tgα+R)2×H×N×λ×η/M
式中:
Q—預(yù)注水泥漿用量210m3。
r—井筒荒徑,取4m。
H—注漿段高,10m。
α—傾斜角度,α=4°。
R—漿液擴(kuò)散半徑,7.5m。
N—巖石裂隙率,取3%。
λ—漿液損失系數(shù),取1.3。
η—裂隙充填率,取95%。
M—漿液結(jié)石率,取0.9。
?、圩{分段高
原則上一次鉆注全深,但當(dāng)鉆孔有裂隙卡鉆或者巖芯破碎塌孔時,或者鉆孔單孔出水量達(dá)到5m3/h,應(yīng)立即注漿,注漿后掃孔繼續(xù)鉆進(jìn)。
④鉆注順序
單孔段交替鉆注。分單號組與雙號組,先施工單號孔組,再施工雙號孔組,利用后施工鉆孔檢查前期施工鉆孔的鉆注效果,最后一個孔全孔掃孔,并加深2米作為全注段的檢查孔。
?、轁{液材料及濃度配合比
a、注漿材料
P.O.42.5R普通硅酸鹽水泥。
水玻璃,模數(shù)為2.4—3.4,濃度為45Be以上。
b、注漿配合比
單液注漿時,水灰比為:2:1、1.5:1、1.25:1、1:1、0.75:1、0.6:1六種,以水泥漿為主。
雙液漿時,水泥漿液與水玻璃體積比為:1:0.3~1:0.5
濃度配合比視注水試驗來確定起始注漿濃度:
先稀—逐漸加濃—最后又變稀(接近終壓時)。
⑥鉆進(jìn)方式及鉆孔規(guī)格
采用無芯鉆進(jìn)法,鉆孔規(guī)格為φ90mm。
六、加固止?jié){墊