水灾防治(第7章)ppt课件.ppt

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1、矿井水灾防治第七章立井井筒地面预注浆第一节概述地面预注浆法就是在立井井筒未开挖之前或是开挖一段之后因井筒涌水量增大而停止掘进，围绕井筒从地面钻进若干个注浆孔到含水层中，通过注浆机具经钻孔将配制好的浆液向含水层里注浆，浆液在岩土的裂隙或孔隙中，经渗透、扩散和凝固、充塞，在井筒四周形成具有一定强度的，不透水的圆形隔水帷幕，保护井筒开凿不受穿过含水层的威胁；经检查达到裂隙岩层堵水或加固松散地层标准后，再进行井筒掘砌的一种施工方法。地面预注浆法工艺流程如图7-1所示。911315161713141010857462112图7-1注浆工艺流程1—注浆孔；2—止浆塞；3—混合器；4—水泥搅拌机；

2、5—放浆阀；6—水泥吸浆池；7—水玻璃吸浆池；8—水泥注浆泵；9—水玻璃注浆泵；10—液力变矩器；11—输浆管；12—注浆管；13—流量计；14—信号线；15—钻塔；16—环形道；17—注浆孔位地面预注浆法适用条件：1．井筒穿过的含水层厚度大且距地表较近（80～300m），或含水层厚度不大但层数多并与不透水层互层，预计井筒涌水量超过100m3/h以上。2．钻机钻探能力能够达到，经技术、经济方案认为比较合理。有些矿井，在第四纪冲积层厚度较大、裂隙含水岩层离地表较深的条件下，首先采用地面预注浆的方法封堵岩石裂隙水，然后采有冻结法通过冲积层。例如开滦东欢坨主井与副井、钱家营主井与副井和三河煤矿

3、主井，就是采用这种施工方法。优点是施工安全可靠，不占建井工期，井筒的掘砌工作可以连续进行，速度快；缺点是钻孔工程量大，对钻孔施工技术和注浆设备能力要求高。第二节施工方案选择立井含水层特殊施工方法的方案，一般在矿井施工组织设计中要作重点的描述，是否采用含水岩层地面预注浆，一般应作技术、经济分析和探讨，其分析有外比法和内比法两种。一、外比法外比法就是地面预注浆和冻结法、钻井法、沉井法、混凝土帷幕法等特殊凿井方法进行比较。其内容多在立井施工的含水冲积层和基岩风化带深度内进行，其技术分析各有优缺点，具体应用要根据不同水文地质条件择优选择，在技术上地面预注浆除厚层流沙施工有较大难度外，其他的水文地

4、质条件地面预注浆均占有较多的优势。经济方面、由于地面预注浆具有设备简单，动力少，较之其他特殊施工方法有较多优点。一般认为，在深厚冲积层含水层中多采用冻结法或钻井法施工，这些方法在技术上虽可行，安全可靠，但成本高，费用大。二、内比法内比法就是注浆法本身的比较，预注浆是从立井工作面预注还是从地面钻孔预注，须根据具体的水文地质条件和施工技术条件进行两种方法技术比较后方能确定。（一）施工技术比较主要优点：①全部工作在地面进行，工作条件好，效率高，钻进速度决。②钻孔和注浆工作可在井筒开始掘进前进行，不影响工程进度，可连续施工。③使用大型钻机，注浆孔径加大，钻孔可以交叉更多的含水层裂缝，提高了充塞效

5、果。④不须修筑止水垫或留设保护岩柱，避免了注浆时发生止水垫跑浆等情况。主要缺点：①在注浆过程中灰浆消耗量一般较大。②注浆套管容易被灰浆胶结，工程结束时较难起拨。③钻孔工程量较大，占用设备较多，钻孔容易偏斜。④灰浆有时会从固管段外返出地表，造成注浆工作停顿，注浆技术要求较高。1.地面预注浆（一）施工技术比较主要优点：①注浆在掘进工作面分段进行，上分段注浆后进行掘砌，再进行下分段注浆，对注浆效果掌握的比较清楚。②可用小型的钻眼工具及注浆设备，相应布置比较简单。③可以直接注含水岩层，钻眼工程量小，灰浆消耗较小。主要缺点：①钻孔、注浆在掘进工作面进行，难于使用高效率的钻进设备，钻孔直径、深度均受

6、到限制。②由于工作面窄小，注浆与掘进不能平行进行，会延长井筒掘进时间。③注浆段含水层上部往往没有坚固的能承受注浆压力的隔水层，须构筑混凝土止水垫，施工较复杂，质量不易保证。２.工作面预注浆（二）经济费用比较地面预注浆及工作面预注浆两种方案的注浆工程费用比较，并采取费用较低的一个。由于预注浆是隐蔽工程，迄今计划计算费用的公式往往与实际相差较大，特别是工作面预注浆取费标准与范围更加复杂。（三）方案比较通过施工技术与费用比较，选择施工技术先进、安全可靠、经济合理的注浆方案。由此可知，注浆堵水工作选择在地面或是在井筒工作面进行，关键取决于井筒含水层的赋存条件，如果需注的含水层巨厚或是相邻多层含水

7、层组，地面进行预注浆比较经济合理，当含水层距地表很深又是单一的含水层时，选用工作面预注浆较为适宜。由于地面预注浆优点突出，随着钻孔注浆技术的不断改进，注浆方法和材料的不断革新，地面预注浆发展较快，不但用于立井井筒预注浆，而且用于被淹没矿井或采区恢复注浆，堵水截流注浆以及基础加固预注浆等，使用日益广泛。第三节注浆孔的布置注浆孔的数目是根据岩石裂隙的大小、裂隙分布条件、井筒断面和注浆的能力等因素来确定。注浆钻孔一般按同心圆等距离布置，分