基岩段工作面打钻探水、预注浆施工技术安全措施.docVIP

PAGE PAGE 10 主井井筒基岩段工作面 打钻探水、预注浆施工、技术、安全措施 概况 1、工程概况 生建煤矿位于焦庙镇，设计生产能力0.45Mt/a,采用立井开拓方式,冻结法施工,主井筒深567.5m,其中冻结段483.7m,基岩段83.8m,设计井筒净直径4.5m,基岩段壁厚350～1000mm,砼标号C30,主井套砌内壁结束后,先进行工作面排水、清淤泥工作,接着进行打钻探水及工作面预注浆工作。 2、地质及水文条件 地质情况 基岩段起止标高-457.78～-567.5m,地层为二叠系。二叠系地层上部为风化带,厚度26.72m。在-490.21～-496.8处为一层厚6.59m破碎带。基岩段通过岩性为粉砂岩6.51m，粉砂岩70.7m。 （2）水文情况 主井井筒检查孔共打两个钻孔。一号钻孔全孔进行了系统简易水文观测并详细记录泥浆消耗量，在孔深482.19m～-490.21m处泥浆消耗量大，最大漏失量0.6m3 二号钻孔全孔进行了系统简易水文观测并详细记录泥浆消耗量，全孔泥浆消耗量0～0.2m3 含水层：检2号共揭露4个含水层组。第四系含水层组、第三系含水层组、基岩风氧化带含水层、基岩含水层。 其中472.51～-530.00m为基岩含水层。岩性为粉砂层，岩芯完整，基本不含水，钻进过程中没有发生漏水现象。但是和检2号孔相距大约100m的检1号孔钻进过程中，此层位曾经漏水。所以风氧化带下部的基岩含水性较弱，但在裂隙带中含有一定的裂隙水。 3、技术准备 （1）组织技术和管理人员认真学习技术措施。 开工前对技术人员，管理人员及施工人员做好技术交底。 组织测量对标高进行复核校验。 4、施工队伍 施工队由原施工表土段的济西主井队及机运队抽调技术素质好、经验丰富的人员进行工作面预注浆施工，作业前对所有施工人员按ISO9002标准及ZM71/QP418-1999《培训控制程序》要求组织学习培训。 5、设备、材料准备 （1）预注浆施工所用钻机、注浆机、排水泵、搅拌机等设备进行全面维修、调试、试运转。 （2）按附表2所列的打钻、注浆施工所需设备、配件、材料消耗表进行配置。 注浆参数的确定 1、注浆孔数 根据主井井筒净直径及井筒所要穿过地层的水文地质情况，确定8个注浆孔，孔和孔互相夹角45o,同心圆等距离布置,孔间距1.413m，孔径90mm。 2、布孔圈径 布孔圈径为Ф3.6m,孔中心线距井壁450mm。 3、注浆材料 采用单液水泥浆为主,适时采用水泥水玻璃双液浆。 选用新鲜32.5R普硅水泥；水玻璃模数为2.8～3.1，其浓度为38-40Be；工业级三乙醇胺和工业食盐。 4、浆液注入量 根据孔内实际情况,预计浆液注入量按公式V=AπR2Hηβ/m计算 式中：A表示浆液损失系数,取A=1.5； R表示浆液扩散半径,R取8m； H表示注浆段高,85m； η表示岩层裂隙率,3%； β表示浆液在裂隙内的有效充填系数,取0.9； m表示浆液结石率,取m=0.85； 经计算:V=813.9m 按浆液水灰比1:1计算水泥用量为813.9×0.75=610.4t,水玻璃约需20t,三乙醇胺需610.4×0.5%=3.05t,食盐约需30.5t。 5、浆液起始浓度及其调整 浆液起始水灰比为1:1;随着注浆压力的变化,水灰比可调整为0.8:1,0.6:1。 使用双液浆时,水泥水灰比为1:1,水泥浆和水玻璃浆的体积比为1.5:1～1.5:0.5。 注浆过程中浆液浓度应先稀后浓遂级调节，调整步骤为:当某一级浓度的浆液注入20～30min后,吸浆量不减或者压力不升时,提高一级浆液浓度,当浆液浓度提高到0.6:1时,仍不见升压,应及时改注双液浆。 注浆以单液为主、双液浆作为最后封孔。 在压水实验时,如果泵量为200L 6、注浆段高 根据主井基岩段深度为83.8m,基岩含水层标高为472.51～530.00m,本次注浆段高初定为94m,一次注完。 7、注浆方式 本次注浆采用下行式注浆，遇水就注，再扫孔复注直至终孔位置。 在钻眼时，若孔内出水或岩层松散，无法钻进时则停钻，撤钻杆钻机，进行注浆，待注浆结束再开孔，依次循环钻进、注浆。 8、注浆压力 注浆压力的大小，直接影响浆液的扩散距离，经测试该段静水压力为4Mpa,注浆终压 取静水压力的3倍,本次注浆终压取12Mpa。 9、注浆结束的标准 注浆施工为隐蔽性工程,为保证注浆质量和堵水效果,每一孔段注浆都必须达到终压、终量和注入量的设计要求。在达到设计终压后，泵的流量在50～60L/min，稳定20～30min，才可结束该孔段的注浆。 在8个注浆孔全部施工结束后，利用中间排水孔打钻孔，估算井筒涌水量，如井筒涌水量小于10m3/h，可结束注浆；若大于10m3/h，则采用打分支定向孔的办法进行补充注浆，确保开凿基岩段时