金堂煤礦副斜井注漿施工組織

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1、宜賓天池金堂煤業(yè)主副斜井注漿堵水施工方案原煤炭科學(xué)研究總院北京建井研究所注漿研究室教高楊春來二0一二年二月十五日第一章工程概況宜賓天池金堂煤業(yè)有限公司金堂煤礦（以下簡稱金堂煤礦）位于四川珙縣底洞鎮(zhèn)境內(nèi)，設(shè)計年產(chǎn)0.6Mt,該礦屬四川德陽市天池集團地震災(zāi)后異地重建重點項目。該礦設(shè)計為斜井開拓方式，設(shè)計有主斜井、副斜井、行人斜井、排矸斜井和東回風(fēng)斜井五個斜井井筒。其中副斜井凈高3.38m、凈寬3.40m、凈斷面10.2m2,傾角25度。支護形式為厚度為100mm的錨噴支護。當副斜井掘砌到斜長158m時，工作面出現(xiàn)涌水，開始為80m3/h,隨后

2、逐漸變小，目前為20m3/h。根據(jù)綜合柱狀圖地質(zhì)資料分析；目前斜井已經(jīng)揭露了三疊系嘉陵江組一段和二段含水層。繼續(xù)掘砌困難，已停止掘進準備進行工作面預(yù)注漿。由于主副井井筒檢查孔沒有施工，所以缺乏主副井井筒施工所需的地質(zhì)資料和水文資料，下一步注漿和崛砌施工缺乏可靠的依據(jù)。對注漿和崛砌施工將遇到的困難估計不足。第二章注漿方案根據(jù)副斜井的設(shè)計方案以及目前所掌握的地質(zhì)及水文資料，副斜井的注漿方案，選用多段井筒工作面預(yù)注漿方法。本次工作面注漿將遇到的困難是：副斜井設(shè)計總長度826m，已掘砌158m,還有668m沒有掘，余下的668m含水層分布不清，需

3、要注漿的長度也不確定，在下步的掘砌過程中，需要邊探邊掘。注漿段可能多，按一般注30m掘20m或者注40m掘30m計算，總注漿段要超過十段，工期長、造價高。第三章注漿工藝設(shè)計第一節(jié)注漿段長的確定在工作面注漿施工的第一、二段，由于工人技術(shù)不熟練，設(shè)備也在磨合階段注漿段長為30m,待到工人逐漸熟練，設(shè)備也磨合好后，注漿段長可加長到40m，掘砌30m。第二節(jié)止?jié){墻根據(jù)工作面的圍巖狀況，如果巖層不能夠作巖帽，且有涌水。就要砌止?jié){墻，第一注漿段，涌水量不大，在距迎頭0.3~0.5m的位置，砌一道370mm的止?jié){磚墻，墻下部預(yù)埋一根Φ75~Φ108mm

4、的導(dǎo)水管，導(dǎo)水管外焊法蘭盤。導(dǎo)水管把工作面的涌水全部導(dǎo)出，。墻中部和上部預(yù)埋3~5根Φ38mm的注漿管，加固止?jié){墻注漿時使用。止?jié){墻養(yǎng)護2天后，把注漿系統(tǒng)接在導(dǎo)水管上進行注漿，預(yù)埋的Φ38mm的注漿管，全部裝上閥門并打開，待到有濃漿流出時，關(guān)閉閥門。待到頂部的閥門出濃漿關(guān)閉后，加壓到0.1Mpa時注漿結(jié)束。第三節(jié)布孔方式與參數(shù)一、布孔方式工作面預(yù)注漿的注漿孔均勻布置在主斜井荒徑內(nèi)，所有注漿孔都是帶有5-6度徑向角的輻射孔，這樣布孔有助于揭露更多的巖層裂隙，并保證漿液有一定的擴散范圍。二、布孔參數(shù)注漿孔數(shù)取決于含水層裂隙發(fā)育程度、漿液的性質(zhì)

5、、擴散半徑大小、井筒荒斷面和注漿泵能力大小等等，由于影響因素多，注漿孔數(shù)和孔距，只能憑經(jīng)驗來確定。全斷面布置注漿孔16個，孔間距1.0m左右。荒斷面底部寬3.6m，均勻布置注漿孔5個，鉆孔方向和井筒軸線下扎6度角。碹墻高1.9m，布置注漿孔3個，鉆孔向外扎角為6度，拱頂部均布注漿孔5個，方向為沿法線外孔5度（詳見圖1）。圖一、注漿鉆孔布置圖第四節(jié)注漿方式與段高一、注漿方式主斜井工作面預(yù)注漿采用分段下行式注漿方式。分段下行注漿方式是根據(jù)鉆孔的長度和鉆孔涌水量的大小從上往下一段一段地鉆注至終深。在工作面布置二臺鉆機，一臺先開鉆，另一臺鉆機在第

6、一臺等干時開鉆，兩臺鉆機交替打鉆注漿。在注漿的前6-8個孔注完后，可采用鉆孔和注漿平行作業(yè)，這樣可提高速度，縮短工期。二、注漿段高注漿段高暫定為10m一段，或是鉆孔涌水量大于3m3/h時，停鉆注漿。反復(fù)掃孔，反復(fù)注漿。根據(jù)第一段注漿摸索的經(jīng)驗，再進行注漿段高的調(diào)整。第五節(jié)注漿參數(shù)一、注漿壓力本方案給出的注漿壓力是根據(jù)經(jīng)驗來確定的。其經(jīng)驗公式如下：P終=(2.0-2.5)P0式中P終—注漿終壓（MPa）,P0——受注點的靜水壓力（MPa）。根據(jù)圍巖情況，裂隙發(fā)育情況，漿液的擴散情況，特別是否有跑漿現(xiàn)象，來調(diào)整注漿終壓。最高注漿終壓嶄定為10

7、MPa。二、注漿泵量注漿開始時，注漿泵應(yīng)開到最大量，隨著注漿壓力的升高，逐漸減小注漿泵量，至至終壓終量。注漿終量；單液水泥漿應(yīng)控制在20-30升/分。水泥一水玻璃雙液漿控制在40-60升/分。三、漿液注入量漿液在注漿壓力的推動下，在巖層裂隙內(nèi)形成一定厚度的隔水帷幕，計算漿液的注入量公式如下：Q=λπR2擴Hηβ/m式中的R2擴（漿液擴散半徑）很維確定，所以計算出的結(jié)果可能和實際偏差很大，為了使該項結(jié)果比較接近實際值，建議根據(jù)國內(nèi)其它井筒的實際注入量來估算。估計注漿段水泥注入量為4-6t/m。第四章注漿材料本次注漿選擇單液水泥漿和水泥—水玻

8、璃雙液漿。第一節(jié)：注漿材料選擇一、水泥：P.042.5普通硅酸鹽水泥；二、水玻璃：摸數(shù)M=2.8-3.1，濃度45Bｅ’左右的液體水玻璃；三、水泥單液漿添加劑；三乙醇胺：工業(yè)級工業(yè)食鹽四、粉煤