主斜井注浆治理方案.doc

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1、山西华晋焦煤有限责任公司沙曲矿主斜井砂砾石层段注浆方案一、工程概况华晋焦煤有限责任公司沙曲矿通风系统改造（二期）主斜井位于沙曲矿工业广场内，斜井设计长度1262.933m，倾角18.8°，穿过新生界松散层和煤系岩层段，煤系段层序自上而下依次为二叠系山西组、下石盒子组、上石盒子组和石炭系太原组。根据已有的钻探资料和该矿1#主斜井实际施工揭露情况推断，主斜井部位第四系表土段厚度约为18m，其中上部为厚约8m的黄土层，下部为砂砾层，厚度10m左右。主斜井浅部采用明槽开挖方式施工，受场地条件限制,明槽设计开挖长度36m，

2、垂深11.65m左右，其下采取暗槽开挖方式。根据斜井穿过地层预想剖面，主斜井暗槽开挖穿过第四系下部砂砾石层长度约为26～56m。该砂砾层为井田主要含水层段，1#主斜井施工揭露砂砾层段时涌水量达到56.9m3/h，且施工过程塌方严重。目前明槽开挖已揭露至砂砾石层顶部，实测井筒涌水量达到28～50m3/h，预计井筒继续向下施工，揭露含水砂砾层中下部时的涌水量会更大，并可能伴随有流砂现象。为确保采用普通法掘进通过第四系下部砂砾石层段，决定采用工作面迎头帷幕预注浆方法对该砂砾石层段进行封水、加固，创造普通法掘进的安全施工

3、条件。二、方案要点主斜井表土层掘进迎头层位组合结构如图1所示。砂砾石层10m8m迎头止浆垫18.8°S黄土揭露段注浆段图1主斜井迎头砂砾石层预注浆段示意图根据建井施工单位施工单位提供的资料，目前主斜井掘进进尺（斜长）39m，迎头已揭露砂砾石层顶部，由此推断主斜井位置砂砾石层分布情况与邻近的1#斜井位置实际揭露的情况相近，按主斜井预想地层剖面分析，迎头前方可能穿过的砂砾石层厚度（斜长）在20m左右。1.基本思路鉴于目前工作面迎头已揭露出水，为防止围岩松动坍塌，建议停止掘进，在目前迎头部位浇筑混凝土止浆垫，厚度控制在

4、1m左右。对于未揭露的迎头水，根据迄今的工程经验，最宜行的措施是进行迎头长段预注浆，通过高压注浆使浆液对砂砾石层孔隙网络实施有效充填、胶结，使其在斜井井壁外围周边形成一定厚度的帷幕层。帷幕层在隔断砂砾石含水层水与壁后的水力联系的同时，也发挥承载拱的作用，有效防止围岩松动坍塌。2．技术要点迎头段预注浆须采用钻机成孔，布孔密度须根据砂砾石层密实程度、水动力特点、浆液渗透扩散效果等综合情况确定。由于目前不掌握这方面的资料，所以迎头预注浆布孔采取分步进行：即先按一定密度布孔、注浆，然后，插孔检查并根据浆液扩散情况进行补充

5、注浆，以确保注浆在斜井围岩中封水帷幕的形成质量。考虑到砂砾石层为孔隙性介质，且注浆段长较大，常规水泥注浆的渗透扩散效果极为有限，须采取化学注浆特殊工艺，以保证普通法掘井所需的注浆封水、加固效果。三、方案设计1．布孔方案1）注浆孔布设在目前迎头断面布14个注浆孔，注浆段长初步确定为22m，孔深以注浆孔穿过砂砾石层底板后延伸2m为基本要求。注浆孔设置初步方案为：第一轮先按图2所示布设7个注浆孔，终孔深度为25~35m。然后插补7个复注孔，孔深及布孔部位可根据第一轮注浆量、泵压及串浆情况适时进行调整。另外，由于注浆初始

6、段注浆孔外扩范围较小，需补充必要的浅孔，以使浆液能够在巷道外围形成帷幕。初步考虑在迎头巷道周边以大致等距增补6~8个较大外扩角度的浅孔（孔深控制在5~10m）。a:正视图244661.5m掘进净面边界第一轮注浆孔3355复注注浆孔2.7m271875.4mb:侧视图⑥①②④⑧⑦20°巷道顶板巷道底板注浆孔注浆孔编号③23°19°15°17°18.8°⑤c:俯视图④⑧⑤①巷道侧帮巷道侧帮注浆孔编号注浆孔12°10°12°10°⑦⑥⑤⑦③③④⑥②图2注浆孔布置示意图2）注浆孔结构采用φ73mm钻头无芯掘进，孔口管用材

7、要求采用外径φ2.5＃的无缝钢管，长度不小于6m。3）布孔参数注浆孔布置参数如表1。表1注浆孔布孔参数一览表钻孔编号布孔参数①②③④⑤⑥⑦⑧倾角/°-23**-23-20-19-18-17-15-15水平夹角*/°03555330孔深/m2525253035353737注*）：水平夹角为斜巷垂直轴面与钻孔轴向之夹角；注**）：-23“-”为俯角，如图2b3．注浆工艺控制所有注浆孔均采取分段注浆方式，各分段以5m为宜：（1）首先在止浆岩盘钻进6~7m提钻、安装孔口管、注浆固管；（2）钻进至10m开始注浆，注浆压力不

8、宜过大，主要是硬化该深度范围砂砾石层，以与迎头混凝土喷层共同承受注浆压力；（3）套孔注浆：套孔延深5m开始注浆，达到停注标准后，继续套孔再延深钻孔、注浆………..直至终孔深度，达到停注标准后封孔。第一轮注浆如钻孔揭露出水较大，且有一定压力，表明砂砾石含水层补给充分，渗透通道较畅。这种情况下，要合理调配化学浆液胶凝时间（最好控制絮凝时间在1分钟左右），防止浆液遇水稀释，且适