青云煤業主井井筒壁后注漿施工安全技術措施
一 工程概況:
青云煤業主井井筒設計深度695.8m,臨時鎖口標高為+992.5m。到目前井筒掘砌深度為125m,總漏水量22.8~25 m3/h。
目前,臥泵排水系統還沒有形成,采用潛水泵排水。+883.5m~+867.5m井壁掘砌施工中,井幫斷層破碎帶出水,為了安全快速施工,減少排水影響,確保混凝土澆注質量,改善施工環境,決定對本段進行壁后注漿處理漏水。
(一) 井筒特征和井壁結構
井筒凈徑Φ5.5m,素混凝土支護,基巖段支護厚度為400mm,混凝土強度等級為C30。
(二) 井筒所穿地層的地質情況
根據地質報告,主井基巖段地質資料為:
1粉砂巖:紫紅色,粉砂質結構,性脆,局部夾細砂巖薄層裂隙較發育。
2砂質泥巖:紫紅色,砂泥質結構,致密,性脆,參差狀斷口,具裂隙。本段主要漏水為地表水和斷層裂隙水。
(三) 井筒水文和目前漏水情況
本段處為二疊系上、下石盒子組碎屑巖類裂隙含水層,含水層巖性為中、粗粉砂巖。
目前本段總漏水量22.8~25 m3/h。
二 注漿方案:
(一) 注漿目的:
以封堵集中出水點為主。考慮到現工作面浮渣較深,井壁砼下口不能有效封堵漿液。因此,在注漿前工作面澆筑500mm厚C30砼止水墊。
(二) 注漿范圍:
已施工的+883.5m~+867.5m本段井壁。
(三) 注漿順序:
先由上向下封堵大的集中出水點,逐層布孔注漿處理小出水點和大面積滲水,最后由下向上檢查復注。在其上下界面處先注漿封隔水源。
(四) 布孔方式:
1集中出水點(水眼而不是蜂窩)對點頂水布孔。
2施工縫、收縮逢、蜂窩等井壁強度薄弱漏水處在其下0.5~1.0m或1m以上布孔,孔距1~2m。
3當有成片漏水、滲水時,均勻密布孔,孔距0.5~1.5m,三花或五花排列。
4含水層上、下界面處各增加一排孔,每排5個孔。
布孔以漿液有效擴散交圈且導出水或找到水源為原則,否則為廢孔。
(五) 注漿材料:
正常情況下采用水泥漿,當吃漿量過大或跑漿嚴重時使用CS漿液。
水泥:新鮮P·O 42.5R硅酸鹽水泥;水玻璃:濃度38~42Be′,糊縫濃度51 Be′。
(六) 注漿質量標準:
無0.5 m3/h集中出水,總漏量不超過1.0 m3/h。
三 注漿參數:
1. 注漿孔深度:鉆孔深度進入巖層0.5~1.0m。
2. 注漿壓力: P終=P靜+(0.5~1.0)Mpa
井壁強度檢驗值:3.2Mpa
漿液濃度:
水泥漿:一般用稀漿液,水灰比為2∶1~1∶1,首先采用2∶1漿液,20min壓力不升時,再逐級加濃,最后用濃漿封孔。
CS漿:水泥漿為1∶1漿液,水玻璃為35~40Be′,C∶S=1∶(0.3~0.4);當封堵跑漿時,水泥漿為0.75∶1,水玻璃為38~42 Be′,C∶S=1∶(0.6~0.8)。
3. 注漿量:不限制,根據壓力波動情況,調整濃度,達到終壓為止。
四 注漿工藝:
(一) 注漿設備
選用KBY-80/120型雙液注漿泵。
(二) 工作地點
井口附近做為注漿工作臺和漿液攪拌站,布置一臺注漿機,用水箱做臨時水泥漿池,準備一個水玻璃漿池和一個清水池。
為了安全起見,組裝雙層吊盤,待注漿結束后再進行拆除。
(三) 鉆孔和安設注漿管
1. 孔徑為Φ43mm(比注漿管大3~5mm)。使用7655風錘和Φ42鉆頭鉆孔。鉆孔方向垂直井壁,并適當上挑,便于安裝注漿管和導水。
2. 注漿管用Φ40mm厚皮4mm以上焊管,并有馬牙口,焊接扣頭,長度為380mm,安裝深度為350mm。
3. 鉆好孔后,先觀察出水來源,如是孔壁出水,注漿管150mm深以外需割成花孔管。
4. 把注漿管塞入孔內,測量間隙,用浸透水的麻,一層壓一層密實地纏成錐型,直徑比孔徑大6~10mm。
5. 套上絲扣防護套,用大錘將注漿管打入孔內,外露長度為40~60mm,孔周圍用鐵楔子(或道釘)背緊。若大錘敲打力量不大,說明纏麻不合格,注漿管不能使用,應用管鉗倒出,重新安裝。
6. 當出水量較大且沖擊壓力高時,距其0.5~1m打孔下管泄水降壓,直到沖擊壓力降到能操作為止。
7. 當出現漿液串通范圍超過布孔距離時,注漿后養護4h方可再布孔打眼。
(四) 漿液制作
井上人工攪拌制作,由地面通管子輸到井下。注單液漿時,兩個池子交替攪漿。
(五) 注漿操作
1. 注漿管安裝好后,擰上孔口閥,關閉孔口閥觀察注漿管四周及井壁,是否漏水、是否增加新的出水點、與其它注漿管連通、井壁是否