青云煤业主井井筒壁后注浆施工安全技术措施
一 工程概况:
青云煤业主井井筒设计深度695.8m,临时锁口标高为+992.5m。到目前井筒掘砌深度为125m,总漏水量22.8~25 m3/h。
目前,卧泵排水系统还没有形成,采用潜水泵排水。+883.5m~+867.5m井壁掘砌施工中,井帮断层破碎带出水,为了安全快速施工,减少排水影响,确保混凝土浇注质量,改善施工环境,决定对本段进行壁后注浆处理漏水。
(一) 井筒特征和井壁结构
井筒净径Φ5.5m,素混凝土支护,基岩段支护厚度为400mm,混凝土强度等级为C30。
(二) 井筒所穿地层的地质情况
根据地质报告,主井基岩段地质资料为:
1粉砂岩:紫红色,粉砂质结构,性脆,局部夹细砂岩薄层裂隙较发育。
2砂质泥岩:紫红色,砂泥质结构,致密,性脆,参差状断口,具裂隙。本段主要漏水为地表水和断层裂隙水。
(三) 井筒水文和目前漏水情况
本段处为二叠系上、下石盒子组碎屑岩类裂隙含水层,含水层岩性为中、粗粉砂岩。
目前本段总漏水量22.8~25 m3/h。
二 注浆方案:
(一) 注浆目的:
以封堵集中出水点为主。考虑到现工作面浮渣较深,井壁砼下口不能有效封堵浆液。因此,在注浆前工作面浇筑500mm厚C30砼止水垫。
(二) 注浆范围:
已施工的+883.5m~+867.5m本段井壁。
(三) 注浆顺序:
先由上向下封堵大的集中出水点,逐层布孔注浆处理小出水点和大面积渗水,最后由下向上检查复注。在其上下界面处先注浆封隔水源。
(四) 布孔方式:
1集中出水点(水眼而不是蜂窝)对点顶水布孔。
2施工缝、收缩逢、蜂窝等井壁强度薄弱漏水处在其下0.5~1.0m或1m以上布孔,孔距1~2m。
3当有成片漏水、渗水时,均匀密布孔,孔距0.5~1.5m,三花或五花排列。
4含水层上、下界面处各增加一排孔,每排5个孔。
布孔以浆液有效扩散交圈且导出水或找到水源为原则,否则为废孔。
(五) 注浆材料:
正常情况下采用水泥浆,当吃浆量过大或跑浆严重时使用CS浆液。
水泥:新鲜P·O 42.5R硅酸盐水泥;水玻璃:浓度38~42Be′,糊缝浓度51 Be′。
(六) 注浆质量标准:
无0.5 m3/h集中出水,总漏量不超过1.0 m3/h。
三 注浆参数:
1. 注浆孔深度:钻孔深度进入岩层0.5~1.0m。
2. 注浆压力: P终=P静+(0.5~1.0)Mpa
井壁强度检验值:3.2Mpa
浆液浓度:
水泥浆:一般用稀浆液,水灰比为2∶1~1∶1,首先采用2∶1浆液,20min压力不升时,再逐级加浓,最后用浓浆封孔。
CS浆:水泥浆为1∶1浆液,水玻璃为35~40Be′,C∶S=1∶(0.3~0.4);当封堵跑浆时,水泥浆为0.75∶1,水玻璃为38~42 Be′,C∶S=1∶(0.6~0.8)。
3. 注浆量:不限制,根据压力波动情况,调整浓度,达到终压为止。
四 注浆工艺:
(一) 注浆设备
选用KBY-80/120型双液注浆泵。
(二) 工作地点
井口附近做为注浆工作台和浆液搅拌站,布置一台注浆机,用水箱做临时水泥浆池,准备一个水玻璃浆池和一个清水池。
为了安全起见,组装双层吊盘,待注浆结束后再进行拆除。
(三) 钻孔和安设注浆管
1. 孔径为Φ43mm(比注浆管大3~5mm)。使用7655风锤和Φ42钻头钻孔。钻孔方向垂直井壁,并适当上挑,便于安装注浆管和导水。
2. 注浆管用Φ40mm厚皮4mm以上焊管,并有马牙口,焊接扣头,长度为380mm,安装深度为350mm。
3. 钻好孔后,先观察出水来源,如是孔壁出水,注浆管150mm深以外需割成花孔管。
4. 把注浆管塞入孔内,测量间隙,用浸透水的麻,一层压一层密实地缠成锥型,直径比孔径大6~10mm。
5. 套上丝扣防护套,用大锤将注浆管打入孔内,外露长度为40~60mm,孔周围用铁楔子(或道钉)背紧。若大锤敲打力量不大,说明缠麻不合格,注浆管不能使用,应用管钳倒出,重新安装。
6. 当出水量较大且冲击压力高时,距其0.5~1m打孔下管泄水降压,直到冲击压力降到能操作为止。
7. 当出现浆液串通范围超过布孔距离时,注浆后养护4h方可再布孔打眼。
(四) 浆液制作
井上人工搅拌制作,由地面通管子输到井下。注单液浆时,两个池子交替搅浆。
(五) 注浆操作
1. 注浆管安装好后,拧上孔口阀,关闭孔口阀观察注浆管四周及井壁,是否漏水、是否增加新的出水点、与其它注浆管连通、井壁是否