特殊地质条件下井筒地面预注浆施工技术.pdf

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1、SerialNo．543现代矿业总第543期July．2014MODERNMINING2014年7月第7期特殊地质条件下井筒地面预注浆施工技术刘科武泉森(1．山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司；2．山东科技大学)摘要针对郑庄煤矿副井井筒岩芯较破碎、软弱夹层多、富水性强等特点，采用地面预注浆技术进行井筒L-y--，对注浆浆液的配比、注浆技术方案、施工工艺、注浆效果检验及经验等进行了介绍，注浆取得了良好效果。关键词地面预注浆井筒施工注浆工艺在煤矿建设中，井筒施工是重要的组成部分。富水性强等地质条件的井筒地面预注浆施工技术进虽然井筒掘进工程量在矿井工程量中只占到5％左

2、行了探讨。右，但施工时间却占到约35％，而且井筒施工质量1工程概况的好坏直接关系到后期煤矿生产的连续性和安全1．1设计井筒概况性。在岩层含水量大、岩石风化严重、赋含软弱夹层郑庄煤矿位于山西省晋城市沁水县郑庄镇大北等特殊地质条件下，如何快速又能保证质量进行井庄村西北约1km，工业广场内布置主、副、风井3个筒掘进，对煤矿快速投产、后期安全生产尤为重立井井筒。其中，副井井筒采用预注浆施工，主要技要。j。为此，以郑庄煤矿为例，对其赋含软弱夹层、术参数见表l。表1副井井简主要技术参数m1．2工程地质确定井筒注浆方案：在13．7m圈径上施工垂直注浆井检孔穿越地层，上部松散层

3、厚度为l0．00M，孔。根据主要含水层段的分布(121．6～213．5m)，确下部为基岩地层。松散层主要由粉质黏土及粉土等定注浆段为100～225m(视实际地层作适当调整)。组成，夹薄砂层。由于松散层厚度较小，同时位于地2．2注浆孔数及布孔圈径下水水位以上，不含水，故对井筒开挖影响不大。进井简采用8个垂直孔，分为两组。第一组孔入基岩界面后，风化带厚度在基岩面下60—80m，1、3、5、7(1孔为正北方向，顺时针编号)均匀布局部岩芯较破碎，工程地质条件差；在弱风化段置；第二组2、4、6、8孔根据第一组孔的偏斜情况121．60～213．50in，存在较厚的中粒砂岩，

4、富水性较适当调整位置。强。下至下石盒子底，岩芯相对完整，但存在局部破注浆孔布置见表2。碎(泥岩处)，山西组及太原组含有多层不可采薄煤表2井筒注浆钻孑L布置层，这些薄煤层夹于泥岩及砂岩之间，形成软弱夹层，工程地质条件相对较差，对井筒开挖不利。2注浆方案及技术参数2．3注浆参数2．1注浆方案及其深度根据注浆段含水层位置及涌水量大小，将注浆根据井筒地质及水文地质条件、井筒技术参数，段划分为2个段高，各段高注浆参数见表3。3钻孔工艺刘科(1987一)，男，工程师，048000山西省晋城市。(1)钻孔质量及技术要求：①偏斜要求，所有注185总第543期现代矿业2014年7

5、月第7期浆段钻孔偏斜率不大于5％0，套管段钻孔偏斜率不加入水玻璃搅拌均匀待注。大于3％0；②套管及其固定，注浆孑L0～20nl下+219(4)止浆塞。各孔第一段高注浆采用KWS．159mm×8mm无缝钢管，20～100m段下+168mm×型止浆塞在套管内止浆，其余段高均采用KWS．1107mm无缝钢管作为表土段护孔套管，套管下入后，型止浆塞在裸孔中止浆。立即压入0．6：1的单液水泥浆液及外加剂注浆封(5)注浆前压水试验。所有注浆孑L每个段高注固，且不得漏水；③钻孔循环液，注浆孔套管段钻进浆前都要进行压水试验：①检查止浆塞止浆效果及用普通泥浆作循环液，注浆段钻进用

6、清水作循环液，输浆管路有无漏水现象；②将裂隙中的松散充填物当注浆段岩石破碎易塌孔时用稀泥浆作循环液。推到注浆范围以外；③计算钻孔吸水量，浆液注人量(2)钻孔方法。井筒套管段用4,250mm和选择浆液浓度；④后期孔压水检查注浆效果。+190．5mm牙轮钻头钻进至115m，下&219mmX(6)浆液组分的调整。针对不同阶段不同段高8mm和+168mm×7mm无缝钢管作套管，注浆段的注浆，根据预计的注入量和设计终压，及时调整黏用117．5mm牙轮钻头无芯钻进：①钻孔设备及工土浆的密度、水泥及水玻璃的用量。具，布置4台(TSJ2000E)型钻机施工，每台钻机配(7)注浆

7、结束标准：①压力，第一组孑L稳定终压备1台TBW．850／50型泥浆泵循环泥浆或水，井下应超过设计低值，第二组孔达到设计高值，稳定时间螺杆钻具P5LJZ型3套，钻杆+73mm、JDT—III型测斜不低于20min，对应泵的流量100～150L／min；②浆仪1台；②钻具组合，由下至上依次为三牙轮钻头～液注入量，第一组孔每段高浆液注入量可超过设计量配重管～3mm钻杆一钻机立轴。的20％一30％，第二组孔接近或少于设计注入量的4注浆工艺20％一30％，总注入量必须达到或超过设计注浆量。(1)注浆站、输浆管路。注浆站站内安装2台5施工效果兰通350型和2台YSB．30

8、0／200注浆泵，并设置