工作面预注浆技术在山阳煤矿副井井筒

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1、工作面预注浆技术在山阳煤矿副井井筒施工中的应用陈理荣陕煤化建设集团山阳煤矿，陕西西安，710021；摘要：山阳煤矿回风立井井筒掘进到214m深时，工作面开始涌水，涌水量54.8～86m3／h，无法进行掘进。根据对涌水情况和地质条件的分析，决定采用工作面预注浆技术治理涌水。经工作面预注浆，井筒涌水量降到了5m3／h，取得了良好的效果。关键词：工作面预注浆；立井井筒；止浆垫1工程概况山阳煤矿位于陕西省合阳县王村镇境内，设计生产能力300Mt／a，立井开拓方式，布置主、副、风3个立井井筒。采用普通法施工。风井井筒掘进到214m深时，工作面开始涌水，涌水量54.8～86m3／h

2、，无法进行掘进。根据涌水情况和地质条件，决定采用工作面预注浆技术治理井筒涌水。2地质、水文地质概况风井井筒穿过的第四系冲积层厚67．5m，有多层砂、砾石层，含水丰富；基岩为侏罗系地层，以砂岩、泥岩为主，局部地层含水，属弱富水性含水层。主、副井之间有F。断层穿过。3工作面预注浆施工风井井筒基岩段没有强含水层，井筒掘进时遇到的涌水，可能是地面钻孔等局部导水造成的；或是局部地层含水，断层破碎带导水所致。经研究，决定采用工作面预注浆技术治理井筒涌水。(1)注浆段高工作面预注浆段高一般为50～80m。考虑到风井井筒483。45m深，注浆段设计深度应超过井底水窝10m，确定注浆段高

3、为86m。(2)注浆孔布置工作面注浆孔布置圈径为6．5m，均匀布置14个孔，孔间距1．4m左右，孔口距井壁1m，钻孔向外倾斜6。，孔底落点超出井筒荒径4．Om左右。钻孔直径75mm。钻孔平面布置见附图。附图井筒工作面注浆孔平面布置(3)止浆垫设计止浆垫要能承受注浆压力，不漏水、不漏浆。根据地下水压力(按2．oMPa考虑)，设计注浆终压为5．oMPa。止浆垫厚度确定为2m，混凝土强度等级为C30，一次浇筑完成。在止浆垫下用碎石铺1层厚1．5m左右的滤水层，以便在止浆垫施工和养护期间排出工作面涌水。保证止浆垫施工质量。滤水层上部做成锅底状，周围高出中心O．5m左右。为便于在

4、滤水层中放置潜水泵，在滤水层和止浆垫中预埋1根直径400mm的钢管做排水管，长4．8m。在其下部1．5m长范围内的管壁上钻孔，作为进水孔；其上部高出止浆垫混凝土上表面300mm，顶部焊接法兰盘。(4)预埋孔口管和滤水层注浆管孔口管共12根，用108mm无缝钢管加工，长2．Om，一端焊接法兰盘。施工止浆垫时，预埋孔口管，埋入深度1．6m，外露400mm。滤水层注浆管共4根，长4．4m，直径25．4mm，一端加工管螺纹(准备安装注浆管路)，垂直埋到滤水层和止浆垫中，上部露出400mm。(5)井壁壁后及滤水层注浆(6)注浆前，先对止浆垫周围井壁进行壁后注浆，防止注浆时浆液上窜

5、。用气动凿岩机在井壁上打孔，要穿透井壁。钻孔打好后，在孔中固定直径25．4mm、长500mm的注浆管，一端带马牙扣，一端带螺纹。止浆垫混凝土养护7d后，停止抽水，提出潜水泵，封闭所有预埋管，观察止浆垫及井壁漏水情况。确认无漏水部位，止浆垫起到止水作用后，方可开始注浆孔钻进工作。(6)注浆顺序12个预注浆孔分为两组，隔孔施工。无水时继续钻进；涌水较大时，即可开始注浆。每孔分3段注浆。最后几个孔若还有较大涌水，可根据具体情况，在其附近补打注浆孔。(7)注浆材料注浆材料以单液水泥浆为主。漏浆严重或注浆量较大时，采用水泥一水玻璃双液浆。用P·042．5水泥配制浆液，水泥浆水灰比

6、为O．8：1～1．5：1，以1：1为主。双液浆配制用钠质水玻璃，浓度为30～40Be’，模数2．8～3．2。(8)注浆结束标准各注浆孔的注浆压力达到终压(5．OMPa)，注入量小于30L／min时，可结束注浆。(9)主要施工设备在工作面以上2m处搭设钢架结构钻机平台，上铺木板，便于钻进作业；平台上布置TXU一75型钻机2台。地面布置L200型立式搅拌机1台，浆液到井下搅拌。吊盘上布置KBY一50／120及Bw—150型注浆泵2台。用双液浆注浆时，水玻璃桶存放在吊盘上。钻孔期间，要预备排水设备，以防钻孔突水。4施工中遇到的问题及解决方法10号钻孔多次发生卡钻埋钻，说明该孔

7、所穿岩层破碎。3号钻孑L施工中，冲洗液全部漏掉，并有掉钻现象(27～28m之间掉钻O．3m)，怀疑该地层中有较大的过水通道。针对以上两孔施工中出现的问题，采取了控制注浆措施，单次注浆量不超过20m3，并增加复注次数和注浆量，同时每次都对注浆压力进行分析对比。3号和12号孔最终注浆量分别为58．5m3和131．65m3，远远超过其他钻孔的注浆量。5注浆效果山阳风井井筒工作面预注浆于2010一06一16开始施工止浆垫，至7月7日注浆结束，历时21d。共完成钻孔工程量960m，累计消耗水泥223t、水玻璃12.3t，工业盐1.12T。止浆垫以上