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技术与经济<内蒙古煤炭经济》2008年第6期浅谈立井井筒工作面竖向裂隙封底打车占注浆施工工艺高阳平(神华乌海煤焦化有限责任公司骆驼山煤矿，内蒙古乌海016000)摘要：骆驼山煤矿隶属神华矿业集团有限责任公司，回风立井施工至219m处发生涌水，涌水量为62m3／h，导致工作面被淹，严重影响了正常施工，通过地质钻探等综合预测手段并结合涌出物分析，决定采用全断面预注浆技术进行封堵，有效地堵住了地下水，并对围岩进行了加固，恢复了正常施工。
关键词：立井；竖向裂隙涌水；全断面注浆中图分类号：TD262文献标志码：A文章编号：1008—0155(2008)06—0067—02A b st r a ct：T he Luot uo coal m i ne s ubor d i nat es t he Shenhua m i ni ng i ndu st r y gr ou p L i m i t ed ha bi ht y co m pan y，ooc ul甚t he r et ur n ai r vert i cal s haf t const r uct i on t O一219m pl ac e w el l s u p t he w at er，t he w el l i n g u p w at er vo l um e i s62m’／h，c．ause s t he w o r l d ng s u r—f ace t o f l o od，the s er ious i nf l uenc e no r m a l cons t r uct i on，t hr oul gh s ynt hes i s f or ecas t m et ho ds and SO o n geol o gi cal dr il l ing a nd uni f i e d gus hes ou t t he analys i s．d eci ded t hat us ed t he ent ir e cr o髓sect i on pr e-not e t hi c k l iquid t e chnol ogy t o car r y o n t he t r ap，has st op ped up t he gr ound w at er ef fect i vel y．and hasc耐ed o n t he r e i nf o r ce m ent t o t he adj acent form at i on，re sum e d t he nor m al c on s t r u c t i on．K e y w or d：ve r t i cal s haf t dri l le d a f r act ur e d w at er gu sh i ng ful l—‘f ac e gr ou t i ng一、工程概况神华集团骆驼山煤矿回风立井井筒全深410n。
立井井筒工作面预注浆1 适用条件及工艺特征立井通过含水岩层厚度不大、埋藏较深；或含水层之间相距较远、中间有良好隔水层等。
井筒掘进至含水层以上10m左右停止掘进，钻超前钻孔探明水压、涌水量及含水层准确位置。
按设计要求预留止浆岩帽或浇筑混凝土止浆垫，然后从工作面钻孔注浆，形成帷幕，涌水治理后，再进行井筒掘进2 工作面预注浆工程设计2.1 方案选择依据2.1.1工程、水文孔提供的工程和水文地质资料及矿井技术特征资料工程地质：井筒检查孔岩性综合柱状图（标明井筒穿过岩层名称、岩性、层位及起止深度、分层厚度及累计厚度）；工程地质说明书（描述裂隙、断裂等的走向、倾向、倾角、裂隙密度、宽度、裂隙充填等情况）；地质勘查报告（岩层走向、倾向、倾角及各岩层硬度等）；检查孔岩心实地调查。
水文地质：工程水文孔简易水文资料（说明各含水层的起止深度、厚度，各隔水层的起止深度和厚度，各含水层间水力联系情况）；水文地质报告及计算书（工程水文孔的冲洗液漏失量，各含水层的水位标高，地下水的流向、流速等）；水文分析资料（地下水水温、化学成分及侵蚀性，渗透系数，钻孔单位涌水量，井筒排水时可能的影响半径及井筒的预计涌水量）。
矿井技术特征资料：矿井设计及图纸，施工组织设计等。
2.1.2 可供选择的施工设备情况。
2.2 方案选比2.2.1 一段注浆：多个含水层段一次注浆完成。
要求多个含水层段层间距较小，或无良好的隔水层。
需用较大能力钻机。
2.2.2 分段注浆：井筒分多段注浆完成，注一段掘一段，然后再注一段掘一段，循环。
可用一般轻便型小钻机。
2.3 布孔方式、注浆段高确定布孔方式、注浆段高见下表。
布孔方式类型布孔简图适用条件优缺点注浆段高直孔裂隙发育、连通性好；水平或缓倾斜裂隙；孔壁稳定性较好；可用较大型钻机，加大孔径。
布孔、钻孔方便；钻孔工作量小；利于孔壁维护；按钻机钻孔能力确定；段高大于70米时，钻具应变径一次。
径向斜孔裂隙发育及连通性一般；径向垂直裂隙发育较差；可用轻型钻具；注浆孔穿过裂隙多，利于提高注浆效果；钻孔工作量大；孔口管与钻机安装复杂；孔壁维护不利注浆段高30-50m ；一般常用此法径向、切向斜孔裂隙发育不均、连通性差，有径向垂直裂隙；孔壁稳定、有适合钻机；提高注浆质量；钻孔工作量大；工艺复杂；注浆段高30-50m 2.4 注浆参数选择参照下表选择：名称公 式符号意义影响因素注浆泵压P HP H =（2~2.5）P 静水压P 静水压=H/100 H—静水位高度m经验：H---P H 100m—2~3MPa 200m—4~5 MPa 300m---5-7 MPa 400m---7-8 MPa 500m---8-10 MPa注浆终压 P 0P 0=P H + P 静浆液压P 浆液压=浆液高度*浆液密度/100注浆孔数NN=π*(D-2A)/L 布孔圈周长/孔距水泥类浆液孔数一般取4-12个D--井筒净径L--注浆孔间距=(1.3-1.5)RA--布孔圈至井筒壁距离 取0.6m 钻机尽量靠近井壁，TXU-75/200型—A=0.5-0.6m KD100型—A=0.7-0.8m R—浆液扩散半径浆液扩散半径RR=2---10m与裂隙宽度有关0.3~2mm----2~4m渗透系数、裂隙宽度、注浆压力、注2.5 止浆岩帽设计为保证浆液在压力作用下沿裂隙有效扩散，并防止从工作面跑浆，采用工作面预留止浆岩帽方法。
环球市场信息导报044水文地质条件主立井井筒所穿越含水层根据含水性可分为三层。
第四系松散岩类孔隙潜水含水层，为①含水层，厚1.2m。
下白垩统六盘山群第一段砂岩、砾岩承压含水层，为②含水层。
岩性以砾岩为主，受胶结程度控制的混合含水层，厚154.93m。
为井筒中遇到的主要承压含水层。
侏罗系＋三叠系砂岩复合承压含水层，为③含水层。
是由多个厚度不等的含水层组成的主要受岩性控制的层状混合含水层，厚161.3m。
为井筒中遇到的主要含水层。
水下混凝土止浆垫施工施工方案。
根据现场情况，采用C50混凝土施工厚度7m 的止浆垫，为防止混凝土离析，C50混凝土中除了掺加UWB-Ⅱ早强型水下不分散絮凝剂（用量为水泥用量的3~3.5%左右）剂，利用特制的底卸式吊罐运送混凝土。
按照一定速度下放吊桶，保证浇筑混凝土止浆垫的施工质量。
止浆垫施工完毕水下养护20天后开始排水，排水时水位每下降20m 停止抽水，进行水位观察2h，若水位变化，表明止浆垫失效，进行止浆垫补强措施；若无变化，则继续进行排水，水排至井筒210m 位置时（止浆垫上面），分段注浆加固井壁，井壁加固完毕后。
再排水露出井底。
然后清除止浆垫上面已离析而未凝固的水泥浆。
若止浆垫有漏水现象，采用注浆加固堵漏措施，后打钻注浆加固混凝土止浆垫及埋设孔口管注浆堵水。
止浆垫设计参数。
止浆垫选择以近平底型为原则，其计算公式为：B=P0r/σ＇+0.3r。
P0—最大注浆压力，Mp；r—井筒的掘进半径，m；σ＇—混凝土的允许抗压强度，Mpa；σ＇=σ/k —σ为20天时混凝土的极限抗压强度，k 为安全系数，取3；五举煤矿主立井井筒水下混凝土止浆垫施工技术平凉天元煤电化有限公司五举煤矿设计生产能力2.4Mt/a，采用立井-暗斜井开拓方式，井筒净断面直径6m，掘进断面直径7.2m。
2013年1月井筒正式掘砌施工，于2013年6月施工至井深225.7m 时发生裂隙断层突水，最大涌水量达到360m 3/h，超过现场强排能力，造成淹井事故，最深淹井达131.5m，最终采用静水压下混凝土封底堵水成功，排干积水，再通过深孔注浆的方案成功穿越该承压含水层。
立井井筒施工作业规程第一章概况第一节概述一、巷道名称及施工目的1.巷道名称：三河矿业天井井筒与井底车场连接处工程2.工程范围：立井井筒设计图纸内的全部施工工程3.施工目的：解决采煤工作面通风提升运输问题4.巷道用途:用于采区工作面通风、提升、运输，质量要求必须严格、切实按照“安全生产、质量第一”的思想教育每一个职工。
二、井口位置：如巷道平面布置图所示。
第二节立井井筒特征为了提高矿井生产力，现对五矿矿井井筒400m，直径6m，浇筑墙壁厚度0。
5m，的井筒施工,施工用IV型井架,JT-2。
5m绞车，提升3m³吊桶，进行人员下放与排矸，浇注混凝土用1。
6m³底卸式吊桶输送砼，浇注高4m的无缝液压整体模板，钻眼用YT-28风钻,出矸采用HZ-6型中心回转式抓岩机。
第三节施工的工作量临时施工项目包括：井架施工,排水设施，锁口，封口，临时支护系统施工，供风设施，供电设施，安全梯等施工项目。
主要施工项目包括：井筒开挖,排矸石和混凝土注浆，第四节编写依据本规程编写过程中用到以下主要依据：1.《煤矿安全规程》及阳煤集团工种操作规程及各项补充规定。
2.根据井筒施工图及《矿山井巷工程施工及验收规范》进行编制.第二章地面相对位置及水文地质概况第一节通讯系统本次施工井筒所采用的主要通讯设备为手机以。
第二节泥浆系统本次施工所用泥浆主要是井筒开挖以后用泥浆充填井壁。
第三节供电系统本次施工绞车所需电压为660/380v，用1680Kva变压器接线，第四节通风系统本次施工用一个局扇通风,但是需要备用一个第五节供水系统为满足本次施工用水,采用3DZ-SZ75/50水泵,每隔5—10米焊接50mm闸阀一个.第六节废物，矸石处理灌注混凝土以及其他施工废弃物运送至山顶进行处理或者掩埋，证将污染降到最小。
第七节瓦斯情况及水文地质井筒在岩层中掘进无瓦斯，井筒无涌水量。
裂隙含水性微弱,松散层沉积厚度偏小，含水条件较差，并依据邻近已贯通巷道的地次水文资料得出含水对本巷道无影响.故在掘进中应遵循“有疑必探，先探后掘"的原则.第八节地质构造根据工程勘察设计及相邻巷道提供的地质资料，在施工期间无断层、褶曲、陷落柱等地质构造。
注浆施工技术安全措施
一、概况
沙吉海煤矿立风井已于2010年11月25日平安顺当的施工结束。
为提前进行风井临时改绞需要，未对当时30m3/s 的涌水进行注浆。
现考虑二期工程施工平安性及确保后期井壁砼及壁后充填质量，依据甲方和监理要求，打算在临时改绞期间同时进行对井筒出水处进行注浆充填的工作。
由于在改绞期间设备安装及排水的需要，总体上实行从上到下的注浆方式。
为了确保注浆顺当、平安、有效地进行，特编制本措施，望参加施工人员遵照执行。
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梁宝寺矿井副井井筒壁后、夹层注浆施工技术安全措施项目经理：措施编制：白易编制单位：中煤五公司三处第五项目部编制时间：二00三年九月二十九日梁宝寺矿井副井井筒壁后、夹层注浆施工技术安全措施一、工程概况：梁宝寺矿井副井井筒井筒净直径Φ6.5m，净断面：33.18m2，井口设计标高+40.5m，井筒全深776m，冻结段深度453m；基岩段深度323m，其中井底水窝部分27.5m，冻结段井壁结构为双层、三层钢筋混凝土结构，冻结段内壁厚度：700mm、1000mm、1300mm，外壁厚度：650mm、900mm、1300mm；混凝土强度等级：C30、C40、C50、C55。
基岩段井壁结构为素混凝土结构，井壁厚度500mm，混凝土强度等级C30，基岩段施工中掺加PNC-7防水剂。
井筒冻结段于2003年2月14日施工结束，2月18日转入付井井筒基岩段掘砌施工。
2003年9月2日井筒掘砌到776m，付井矿建一期工程全部结束，冻结站于2003年2月8日停机，到目前为止有近7个月时间，冻结段完全解冻，从井壁观察来看，冻结表土段基本无水，井筒淋水主要分布在冻结基岩段和普通基岩段，为此，冻结段采用壁内注浆方式以充填夹层为主，并封堵部分淋水基岩段，采用壁后注浆方式封堵井筒大部分淋水，注浆结束标准井筒总漏水量小于6m3/h，井壁不得有0.5m3/h以上的集中漏水孔，达到井筒竣工移交要求。
为保证副井井筒注浆堵水工作顺利进行，特编制本措施，以便指导施工。
二、井筒地质及水文地质概况：1、井筒地质概况由于表土段采用壁内注浆，第四系、第三系地层在此不再赘述。
根据井筒揭露的岩性资料：二迭系、上石盒子组（P2SS）深度：372.6～643.95m，厚271.35m。
上部为一层较厚的细粒及中、粗粒砂岩，夹薄层紫斑状泥岩，风化、裂隙发育。
中部以紫斑泥岩为主，次为灰绿色粉砂岩及砂岩；下部为灰色，局部为紫斑杂色泥岩及灰白色砂岩、粉砂岩交替互层。
麦地掌煤矿回风立井井筒
壁后注浆施工措施
一、工程概况
梗阳集团麦地掌煤矿回风立井井筒净直径为7.0m，净断面为38.47m2，井口标高+1408.0m，井深448.5m。
井筒采用普通法施工，表土及风化基岩段59.0m,双层钢筋混凝土支护，壁厚700mm,，基岩段389.5m，素混凝土支护，壁厚500mm, 混凝土强度等级C30。
掘进至12米进入风化基岩段，在表土层与风化基岩层接茬处出现一个出水点，经过现场实测后该出水点的涌水量为5.7m³/h，为了安全快速施工，减少排水影响，确保混凝土浇注质量，改善施工环境，决定对本段进行壁后注浆处理。
二、注浆方案
1、注浆目的和范围：
以封出水点为主，考虑到现工作面有浮渣，井壁砼下口不能有效封堵浆液，因此决定在11-16米段井筒壁后注浆，长度已出水点为中左右2米。
2、注浆顺序：
先由上向下封堵大的集中出水点，逐层布孔注浆处理小出水点和大面积渗水，最后由下向上检查复注。
在其上下界面处先注浆封隔水源。
3、布孔方式：
集中出水点对点布孔，钻孔间排距距2.0m，三花排列。
施工
缝、收缩逢、蜂窝等井壁强度薄弱漏水处在其上或下0.5-1m处布孔；当有成片漏水、渗水时，均匀密布孔。
布孔以浆液有效扩散圈且找到水源为原则，否则为废孔。
4、注浆材料：
正常情况下采用水泥浆，当吃浆量过大或跑浆严重时使用CS 浆液。
水泥使用新鲜P〃O 42.5R硅酸盐水泥；水玻璃：浓度
38-42Be′，糊缝浓度51 Be′。
5、注浆质量标准：
无0.5 m3/h集中出水，总漏量不超过1.0 m3/h。
三、注浆参数
1、注浆孔深度：钻孔深度进入岩层不小于1.0m，设计深度为2m。
2、注浆压力： P终＝P静＋（0.5-1.0）Mpa
井壁强度检验值：3.2Mpa ，根据现场涌水量和以往的施工经验注浆压力不小于1.2Mpa，注浆终压为3.2Mpa.
3、浆液浓度：
水泥浆：一般用稀浆液，水灰比为2∶1-1∶1，首先采用2∶1浆液，10min后压力不升时，再逐级加浓，最后用浓浆封孔。
CS浆：水泥浆为1∶1浆液，水玻璃为35-40Be′，C∶S=1∶（0.3-0.4）；当封堵跑浆时，水泥浆为0.75∶1，水玻璃为38-42 Be′，C∶S=1∶（0.6-0.8）。
4、注浆量：不限制，根据压力波动情况，调整浓度，达到终压为止。
四、注浆工艺：
（一）注浆设备
选用2ZBQ-30/3型注浆泵,具体参数如下：
工作压力：0-6MPa 排量：0-75L/min
往复次数：0-60次/min 供气压力：0.2-0.7MPa
耗气量：≤0.7 m3/min 重量：75Kg
外形尺寸：1040*420*780mm
（二）工作地点
二层吊盘近做为注浆工作台和浆液搅拌站，布臵一台注浆机，用水箱做临时水泥浆池，准备一个水玻璃浆池和一个清水池。
（三）钻孔和安设注浆管
1.孔径为Φ42mm（比注浆管大3-5mm）。
使用YT-28风钻和Φ42一
字合金钻头钻孔。
钻孔方向垂直井壁，并适当上挑，便于安装注浆管和导水。
2.钻好孔后，先观察出水来源，如是孔壁出水，注浆管150mm深
以外需割成花孔管。
3.注浆管用Φ40mm厚皮4mm以上焊管，并有马牙口，焊接扣头，
长度为380mm，安装深度为350mm。
4.当出水量较大且冲击压力高时，距其0.5-1m打孔下管泄水降压，
直到冲击压力降到能操作为止。
5.当出现浆液串通范围超过布孔距离时，注浆后养护4h方可再布
孔打眼。
（四）浆液制作
在二层吊盘上人工搅拌制作，由管子输到井下。
注单液浆时，两个池子交替搅浆。
（五）注浆操作
1.注浆管安装好后，拧上孔口阀，关闭孔口阀观察注浆管四周及
井壁，是否漏水、是否增加新的出水点、与其它注浆管连通、井壁是否安全。
若漏水量超过注浆机泵量的1/3，必须先堵漏水，否则不许注浆。
2.注水试压，检查注浆泵能力，管路连接是否正确、牢固、严密。
3.注水试验，向孔内注入清水，观察井壁是否跑水，注浆通道是
否通畅，记录注水压力，确定浆液起始浓度。
注水时泵量由小→大→最大泵量。
4.先注单液浆，当跑浆严重或吃浆量过大，加浓浆液，间歇注浆
无效时，采用CS浆。
5.按确定的浓度，搅拌好浆液，备一定量的水泥，即可开机注浆。
6.注浆过程中，班组长把注浆机司机、搅浆人员、观察井壁人员、
操作放浆阀人员，分工明确，各司其职，相对固定，以便熟悉操作。
7.搅浆人员要不停地搅动浆液，防止沉淀；同时负责看管吸浆笼
头，防止糊堵。
8.要注意观察注浆孔附近井壁跑浆和井壁安全情况。
9.接近终压时，注浆机司机和操作放浆阀人员，眼要盯住压力表，
手不得离开按钮和操作手把。
严禁压力超过井壁强度验算值。
10.注浆结束标准：终量不超过30L/min，达到设计终压，并稳定
15min。
11.一般情况下，一层孔同时打出，如均为干孔用水泥封堵即可，
如有一孔出水，均安装注浆管，防止串浆。
五、安全技术措施：
1.吊盘上的所有孔口用木板盖严。
2.乘座吊桶必须佩带保险带。
起降吊盘时，盘上所有人员必须佩
带保险带，并且栓在可靠的地方。
3.起降吊盘后，要通知绞车司机，做好标记，防止墩桶。
4.注浆前要规定注浆使用工具的专用通讯信号。
5.井口管理与防坠、提升运输、悬吊系统、通讯、打眼等参照《回
风立井施工作业规程》执行。
6.注浆工具、小材料要备齐，吊盘照明符合要求，并备矿灯用于
观察注浆孔出水情况和吊盘以上、下井壁情况。
7.吊盘上注浆使用工具要放入专用箱内，小件设备要栓在立柱上。
8.注浆作业人员，配戴防护眼镜和手套，做好个体防护。
9.注浆泵及管路系统下井前，必须在地面试运转，并进行注水耐
压试验，其压力必须达到3.2 P终。
吸水玻璃管要安装阀门，以便调整CS浆液配比。
10.启动注浆泵要检查转向，必须与油泵指示转向箭头一致。
11.焊制注浆管，要保护好丝扣，防止粘有焊渣。
焊缝高度不得低
于5mm，严防出现砂眼。
12.钻注浆孔时，要垂直井壁，防止偏角过大造成不能安装孔口阀。
13.钻注浆孔时，使用新Φ42mm钻头。
开孔时，转速要慢，保护好
孔口；孔口要圆，孔要直。
14.每一注浆孔分三次钻进，及时检查孔壁质量和孔深。
钻50-100mm
深停钻，观察孔口是否完好；透内壁前停钻观察一次孔壁混凝土质量；出水后，停钻观察出水部位；如果出水量不大，应钻到设计深度。
15.报废钻孔或干孔要及时用水玻璃胶泥封堵填实。
16.注浆管必须固定牢固，各连接头必须加设防脱保护。
17.不符合技术要求的注浆材料不得使用，水泥搅拌前存放必须有
防水措施。
18.为防止浆液中混有水泥块等杂物，在搅拌桶口设臵过滤网。
吸
浆笼头的网眼为5×5mm。
19.每一深度测一次静水压，每注一孔做一次压水试验。
20.每次注浆前检查压力表蛇形管通堵情况，每次要加油。
21.每一孔或每次注浆结束，都应立即将吸浆笼头放入清水桶中，
打开放浆阀，冲洗泵和管路3min，直到排出水变清为止。
22.放浆阀手把必须可靠，有问题及时更换。
长时间注浆，待一段
时间，放浆阀试通一次，防止堵死。
23.每次注浆结束后，注浆三通及放浆阀拆掉清洗加油。
24.注水泥浆达到终压后，用浓浆停停注注把注浆管堵实。
25.跑浆处理；A浆液方面：提高浆液浓度、间歇注浆、双液注浆（凝
胶时间控制在1min之内）。
B跑浆点处理：小水眼，小缝隙跑浆时，用水玻璃浸泡过的棉丝和木（竹）楔子塞堵；大裂缝或蜂窝孔洞跑浆时，挖补导水用水泥-水玻璃胶泥糊堵，养护24h后在附近打眼再注。
26.由单液改为CS浆时，必须冲洗注浆机及注浆管路。
27.注浆过程中，密切注意压力变化，压力突升突降要查找原因；
发现压力表失灵，井壁掉渣、开裂，异常响声等异常情况立即停注。
28.注浆废料装入吊桶排出井外，不许扔入井下。
29.注浆结束3h后，拆去孔口阀，清理加油，重复使用，拆除孔口
阀时，拆除人员不得面对孔口阀，以防喷浆伤人。
没有注满或仍有少量水的，应重新注浆处理。
未尽事宜按照《回风立井施工作业规程》及有关规范、规定执行。
