壁间壁后注浆堵水技术在门克庆煤矿主井应用

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1、壁间壁后注浆堵水技术在门克庆煤矿主井应用　　摘要：针对门克庆煤矿主井井筒内出现较大涌水,采用井下壁间壁后注浆堵水技术,改进了注浆工艺,优化了注浆设备。目前,国内对立井堵水技术的研究发展很快,希望本文的技术经验能对以后同类技术研究提供帮助。关键词：壁间壁后；孔口双液混合灌注；孔口管安装；集中出水点；散水中图分类号：TU473.1+4文献标识码：A引言;门克庆煤矿主立井采用全深冻结法施工，2010年10月30日开始冻结掘砌，于2012年2月5日停止冻结。2012年3月20日，根据测温监测数据显示，井

2、筒仍处于融冻期。但是，由于主井井筒涌水量已接近258m3/h，并且还在逐步增大。为确保井筒安全，降低井筒涌水量，减少井下排水负担，拟对主立井井筒进行壁间壁后注浆堵水。地质条件1.1工程地质1.1.1地层10根据门克庆煤田勘探报告资料、井筒检查钻孔揭露资料、井筒掘砌施工实际揭露岩性及水文地质情况资料，主立井井筒主要揭露岩石为中粒砂岩、细粒砂岩、砂质泥岩和粉砂岩，其中以细粒砂岩、粉砂岩、中粒砂岩为主。1.1.2含水层特征1.第四系孔隙潜水含水层（Q4）岩性为灰黄色、灰绿色中粒沙及粉细砂，下部夹有黄土

3、状亚砂土薄层，含钙质结核，疏松。在井筒地段组厚56.45m，含水层厚度55.6m，静止水位标高1301.50～1302.19m。含水层全段含水性能基本均匀，富水性强。2.白垩系下统志丹群洛河组孔隙、裂隙承压水含水层（K1zh）含水层为白垩系下统志丹群洛河组砂岩，在井筒区厚度309m.含水层岩性为砖红色中、粗粒砂岩，次为细粒砂岩。岩层上部风化裂隙发育，下部孔隙发育较强，总体岩石疏松、易碎，是地下水运移储存的有利岩层。含水层厚度306.55m，富水中等。3.侏罗系中统安定组碎屑岩类孔隙、裂隙承压水含

4、水层（J2a）10安定组岩性为紫褐色中细粒砂岩夹灰绿色粉砂岩。含水层厚度83.85m，富水性弱。该含水层主要含水层段为侏罗系中统安定组地层（J2a）的砂岩，从水文地质剖面也可以看出，安定组岩性砂岩与较致密的粉砂岩、砂质泥岩含量基本均等。较致密的粉砂岩和砂质泥岩隔水性能较强，一般相对定义为相对隔水层。4.侏罗系中统直罗组及延安组孔隙、裂隙承压水含水层（J2z+J1-2y）直罗组地层岩性与延安组地层岩性主要为粉砂岩及砂质泥岩等，次为中、粗粒砂岩，其含（隔）水性相似。直罗组厚度178.25m，延安组揭

5、露厚度70m。含水层岩性主要为粗、中、细粒砂岩。垂向上与粉砂岩、泥岩及砂质泥岩隔水层成互层状分布。该含水层段含水岩层主要为煤层顶板的各粒级砂岩，纵向上与粉砂岩、砂质泥岩及泥岩等成互层状分布。煤层底板岩层以粉砂岩、泥岩为主，含水性弱。1.2.3井筒充水条件及涌水原因分析1.井筒漏水现状2012年6月中旬开始井壁出现淋水现象，截止目前井筒漏水总量增大至258m3/h。通过现场观察，井壁漏水主要是含水层段井壁接茬散水、井壁横向裂纹漏水、以及井壁存在蜂窝麻面漏水、井壁微裂缝渗透水。2.导水通道分析该井筒

6、主要穿过第四系、白垩系、侏罗系等含水层，各含水层中涌水通过岩层裂隙或微裂隙、井壁壁后空隙及冻结管环形空间等，从井壁接茬缝、井壁裂缝、双层井壁壁间、井壁蜂窝麻面及预埋注浆管等导入井筒，各含水层是导致井壁出水的根源。10注浆堵水工程设计2.1注浆方案选择根据门克庆煤矿主井井筒支护条件和水文地质条件，按照“由表及里，综合防治”的治理原则，主井井筒壁间壁后注浆采用直接注浆封堵方案，选择高低压结合、深浅孔并用、复合、诱导注浆直接封堵的方式进行：2.1.1集中出水点注浆：采用下行注浆方法，下行注浆时，主要针

7、对容易判别的集中出水点注浆堵水，注浆材料主要以水泥（超细水泥）与水玻璃为主。2.1.2接茬注浆（出水周长较大的接茬）下行期间施工，在基岩段井壁每一模接茬上下位置布孔，孔深宜穿透井壁进入岩层不小于1.5m；必要时可以打深孔进行壁后裂隙充填；注浆材料采用水泥（超细水泥）与水玻璃浆液。2.1.3散水（井壁微裂纹、微孔洞出水）注浆：上行注浆期间施工，注浆材料主要以水泥（超细水泥）与水玻璃为主，对于出水较小的散水，在散水位置直接打浅孔（不穿透井壁），采用水泥—水玻璃浆液封堵；2.1.4含水层帷幕（裂隙、孔

8、隙发育的中-粗砂含水层）注浆：10上行注浆期间施工，采用深浅孔结合的方式进行注浆封堵，根据注浆效果，可反复进行；在打钻过程中对出水量较大的含水层上下约5m的位置注浆形成隔水帷幕，做好涌水量记录，对照主井实测地质柱状图，确定隔水帷幕层位。帷幕注浆层位：1）3-1煤层顶板以上60m，即680m位置2）侏罗系直罗组含水层515m位置。3）侏罗系安定组含水层370m位置。4）壁座261m位置。根据实际打孔观察记录涌水量情况，可以对帷幕注浆层位的深度和数量进行调整。2.1.5双层井壁壁间注浆吊盘上行在-2