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1、杨村煤矿主井千米深井地面粘土注浆施工技术探析摘要:地面预注浆主要通过注浆泵为动力源,将配制好的粘土浆液,通过注浆孔经高压注入基岩段含水层中,充填到岩石裂隙或空隙中,形成一个帷幕,将水隔绝在帷幕外,达到堵水作用。本文介绍的杨村煤矿主井地面预注浆工程注浆深度达千米的注浆施工技术,后经压水试验表明,注浆效果优良,达到了注浆堵水要求。关键词:注浆、止浆塞、注浆压力一、概况1、工程概况杨村煤矿隶属国投新集能源股份有限公司,矿井设计生产能力500万吨/年,立井开拓。主、畐叽风井三个井筒均在同一工业广场内,基岩段采用地面预
2、注浆封水,表土段采用冻结法施工。杨村矿主井井筒基岩段,采用小“S”型孔地面预注浆法治水,注浆段高由575〜998m总厚度423mo井筒有关参数见表1。井筒设计情况表表1井筒设计深度(m)998井筒净直径(m)7.5井筒基岩段荒径5)8.6表土层厚度(m)538.25基岩风化带厚度(in)71.9基岩段厚度(m)423井壁结构钢筋混泥土2、井筒地质及水文地质概况(1)井筒地质根据主井井检孔资料分析井筒裂隙发育,上部、屮部为砂岩多为钙质胶结,岩芯成角砾状,破碎,下部为岩芯破碎,岩石节理、裂隙滑面发育,有挤压揉皱现
3、象,裂隙连通性较好,是地下水储存和富集的场所。主井检查孔在692.6—702.2m,724〜729m,735〜740m,751〜757m,832~838m等孔段岩芯破碎、岩石节理、裂隙滑面发育,挤压揉皱现象明显,RQD一般多在0〜30%,水浸试验多裂解或不稳定。(2)水文地质主井井筒检查孔提供资料显示基岩共2个含水层:井筒涌水量为344.4m3/ho二、施工方案及设计要求根据井筒水文地质条件,治水方案上部冲积层采用冻结治水,下部基岩段采用注浆法,地面预注浆法设计8个小孔,圈径①17m,注浆深度998米。1、小
4、孔0〜575m为固管段,575〜998m为注浆段,注浆深度为575〜998m,总段高423m02、注浆段高、注浆压力和注浆量依据主井井检孔资料和主井井筒预计柱状图中的含水层,隔水层、煤层的深度、厚度、富水性、裂隙发育程度等划分段高,尽量把含水层、煤层放在段高的上部,以保证堵水或封堵煤层瓦斯的效果・3、浆液类型固管与岩帽段注单液水泥浆,其它注浆段注CL-C型粘土水泥浆,单液水泥浆需要加入食盐及三乙醇胺做为早强剂,粘土水泥浆由粘土、水泥、水玻璃和水组成。粘土:经取样测定,粘土选用工业广场场内耕土以下土层,塑性指数
5、大于10,含砂量小于5%;水泥:采用42.5级普通硅酸盐水泥;水玻璃:模数2.8-3.4,波美度为36-40Bez4、注浆结束标准岩帽段:(1)达到或超过设计终压值(2)泵量W100L/min(3)稳定时间不小于20min粘土水泥浆段:(1)达到或超过设计终压值(2)泵量W250L/min(3)稳定时间不小于20min5、孔斜要求井筒注浆孔终孔偏斜不能超出半径1.0米的靶域,其屮表土段偏斜不大于2%0,注浆段进入靶域后不大于5%。。并且保证钻孔轨迹各水平落点大体均布O三、注浆难点从井检孔资料看,井筒裂隙发育,
6、上部、中部为砂岩多为钙质胶结,岩芯成角砾状,破碎,下部为岩芯破碎,岩石节理、裂隙滑面发育,有挤压揉皱现象,裂隙连通性较好,是地下水储存和富集的场所,在692.6~702.2m,724〜729m,735〜740m,751〜757m,832~838m等孔段岩芯破碎、岩石节理、裂隙滑面发育,挤压揉皱现象明显,RQD-般多在0〜30%,水浸试验多裂解或不稳定。四、注浆施工主要钻探和注浆设备:TSJ-2000型钻机、TBW-850/5型泥浆泵、JDT-6型(或5型、3型)陀螺测斜定向仪、5LZ95X7.0型(或5LZ1
7、20X7.0型)螺杆钻具、BQ-350型注浆泵、町-15型粘土制浆机KWS系列止浆塞等设备。2、工艺流程注浆方式可以根据注浆孔的实际情况采取分段下行式或上行式注浆,岩帽或破碎带宜采用下行式注浆,每一段当一次注浆不能达到设计要求时应复注,复注扫孔间隔时间不少于12小时。注浆工艺流程:釆集粘土一制备粘土浆一原浆池一去砂一储浆池一一次搅拌(加水泥)一二次搅拌(加水玻璃)一注浆泵输送一注浆管路一受注岩层段。3、钻孔结构S孔结构:0〜575m为固管段,孔径①215mm,注浆段孔径为①130mni。直孔结构:0~690i
8、n为固管段,孔径①215mni,注浆段孔径为①130mm。4、钻进方式固管段:无芯钻进,化学泥浆(或其它种类泥浆)作冲洗液。注浆段:注浆质量检查孔(终检孔)的主要含水层段适量取芯检查充填效果,其余孔(段)可无芯钻进。采用清水或稀泥浆(视孔壁情况而定)作冲洗液。5、孔斜控制直孔段用JDT-5A陀螺测斜仪,Y孔段用JJX-3型高精度测斜仪和随钻配套YST-25型有线随钻定向测斜仪。6、注浆效果通过压水试