山西东庄煤矿注浆方案.doc

山西东庄煤矿回风立井井壁渗漏段 注浆治理施工作业规程 徐州井巷注浆新技术有限公司 2011年5月 1．工程概况 东庄煤矿回风立井井筒直径5.0m，净断面积19.6m2，采用C40素混凝土现浇支护，壁厚约400mm。在井深约20-28m段井壁出现严重渗漏现象，渗透段总跨度约8.0m，总渗透量约15m3/h，出水点主要分布在井壁接茬缝处。 根据收集的资料，井壁渗漏段围岩段为第四纪土层与下覆岩层接触段，为含碎石粘土。 2. 壁后注浆方案 2.1 基本思路及技术目标 2.1.1 基本思路 根据井筒渗漏特点，分析认为壁后渗漏通道主要为裂隙，井筒涌水属裂隙渗漏。根据以往的井筒渗漏治理经验，此类井筒渗漏治理，要取得理想的注浆封水效果，注浆必须要解决两个技术关键：①将壁后空隙予以充填，使井壁与壁后岩层无空隙地紧密接触；②在壁后含水岩层段形成一定厚度的封水帷幕，隔断含水层水进入壁后的渗流通道。否则，不但井筒堵漏难以达到预期治理目标，且治理后可能存在较大的返渗隐患。 2.1.2 注浆效果目标 （1）保证浆液对壁后空隙的密实充填，阻断壁后各含水层之间的水力联系。 （2）在注浆段壁后形成2～3m厚的封水帷幕，在实现井筒整体防渗效果的同时，兼顾对薄弱井壁的加固效果（图1）。 图1 壁后注浆预期理想效果示意图 （3）注浆后井壁不存在明显渗水点，井筒渗漏段总残存涌水量不超过1.0m3/h，井壁不出现显见淋水现象，并保证施工结束一年后的返渗率低于10％。 2.2 注浆孔设置 2.2.1注浆段高 鉴于目前回风立井主要在井深约20-28m段渗漏，从技术可靠性和经济合理性两方面综合考虑，注浆段分别从渗漏段上下各延伸4.0m，注浆段高设计为16m，对井深16～32m井段井筒实施破壁注浆，其中井壁接茬处为重点注浆部位。 2.2.2布孔方案 回风立井在渗漏段井壁衬砌采用1.0m小模板浇筑。其注浆孔平面布置方案分别如图2和图3所示：纵向上，在注浆段高范围全部按每模段（1.0m）布设1排孔。考虑到井壁模板接茬是渗漏相对集中的部位，因此，原则上要求排孔布设于井壁接茬较近位置，由于渗漏段摸高较小，所以沿中线布设；采用深浅注浆孔交错插花布设的方式，浅注浆孔孔深约1.0m，深注浆孔孔深约3.0m。 根据以往类似地质条件矿井壁后注浆防渗施工经验，采用水泥注浆技术治理裂隙围岩渗漏的布孔密度以1.5m×1.5m较为适宜。由此，对于井壁横向布孔，每模板布孔数量设计为10个，井壁上横向孔间距分别控制在1.5m左右，壁后横向孔间距则分别对应在2.5m，基本能够保证相邻注浆孔浆液扩散形成交圈。 按上述方案布孔，预估回风立井渗漏段注浆孔布设总数约分别为160~170个，其中，设计布设浅注浆孔80-85个，深注浆孔80-85个。 实际注浆施工中，注浆孔的布设间距及数量可根据井壁渗漏情况、壁后岩（土）性、井壁质量及窜浆情况做适当调整。在渗漏严重井段或井壁薄弱部位，为取得封水和加固的双重效果，可适当加密布孔。 2.2.3 注浆孔孔深及结构 本次注浆孔孔深设计为：浅孔孔深控制为1.0m，深孔孔深控制为3.0m。为充分保证壁后注浆帷幕质量和封水效果，先施工浅孔进行注浆，在井壁浅部围岩先形成一帷幕，起到临时止水的效果；再施工深孔进行高压注浆，形成深厚注浆防水帷幕。 注浆孔利用Φ28钢钎成孔；注浆孔结构为“孔口管（Φ38×500/700）+裸孔”。考虑到井壁重复注浆的特点，为使壁后岩层辅助受力，孔口管长度根据井壁厚度  图2 回风立井破壁注浆平面布孔方案示意图 图3 回风立井破壁注浆截面布孔方案示意图 适当加长。注浆段孔口管长度以壁后与岩层接触段长度不低于30cm为基本要求。 2.2.4 孔口管 孔口管采用Φ42mm×4mm无缝钢管加工，注浆孔孔口管长度要求不低于80cm。孔口管结构如图4所示，外段设置15~20mm长的丝扣，内段加工成鱼鳞扣并缠绕麻丝以增加注浆管与井壁及壁后围岩间的摩阻力。为充分保证浆液对壁后空隙的充填效果，在距外端60~70cm范围周边打设花孔以利窜浆。 图4 孔口管结构示意图 2.3注浆施工工艺 2.3.1注浆方式 总体上采用下行式的注浆方式，即自上而下进行钻孔、注浆；先施工浅孔，待浅孔全部施工结束后再施工深孔；每排孔采用对向方式成孔（如东、西对向，南、北对向，东南、西北对向等）、注浆；成孔注浆过程及时在对向位置准备备注孔。 2.3.2. 注浆压力控制 水泥注浆的注浆压力与壁后大空隙发育情况及其连通程度有关，考虑到壁后注浆控制要充分考虑井壁的受力程度，因此，根据回风立井井壁结构和成井质量，确定井筒注浆压力要控制在5.0Mpa以内（注浆终压），瞬间冲击压力不大于6.0MPa。 2.3.3. 单孔注浆结束标准 （1）