千米立井地面預注漿堵水及馬頭門加固技術

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1、第３２卷第４期建井技術Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．４２０１１年８月ＭＩＮＥＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡｕｇ．２０１１·工程技術·千米立井地面預注漿堵水及馬頭門加固技術王從平（淮北礦業(yè)（集團）有限責任公司，安徽淮北，２３５０００）摘要：針對信湖煤礦主井井筒深度大、地壓大、地質條件復雜、巖層抗壓強度低的特點，提出了在井筒地面預注漿堵水的同時，利用現(xiàn)有注漿孔和定向分叉孔，對馬頭門附近巖層進行注漿加固，以提高圍巖承載力，防止馬頭門變形破壞。方案實施后，收到了預期效果。關鍵詞：千米立井；地面預注漿；馬頭門；分叉孔；定向鉆進中圖分類號：ＴＤ２６５．４＋７文獻標識碼：Ｂ文章

2、編號：１００２－６０２９（２０１１）０４－０００４－０３安徽省亳州煤業(yè)有限公司信湖煤礦主井井筒１０．５ｍ。注漿設計參數(shù)如下：采用鉆注平行作業(yè)技術施工，上部沖積層和基巖井筒設計深度１００９．５ｍ風化帶采用鉆井法施工，下部基巖含水層采用地井筒凈直徑６．０ｍ面預注漿法施工，注漿深度達到１０２０ｍ。隨著井沖積層厚度４２１．７５ｍ筒深度的加大，地壓增大，馬頭門等硐室受力復雜直孔注漿固管段深度４８４ｍ部位容易產生變形破壞。特別是在淮北礦區(qū)，煤直孔注漿起止深度４８４～６４８ｍ系地層較軟弱，變形破壞更易發(fā)生。為此，信湖煤直孔距鉆井荒徑距離３．０ｍ礦主井井筒地面預注漿設計時，除考慮封堵

3、含水Ｓ孔注漿固管段深度６３８ｍ巖層涌水外，還利用現(xiàn)有的地面預注漿鉆孔，采用Ｓ孔注漿起止深度６３８～１０２０ｍ定向分叉孔鉆進技術，對馬頭門部位巖層進行注Ｓ孔落點圈徑１１．０ｍ漿加固，以增強馬頭門圍巖整體強度，防止變形破分叉孔數(shù)４個壞。分叉起止深度７４９．５～１００９．５ｍ１注漿設計分叉孔注漿起止深度９６４．５～１００９．５ｍ１．１注漿參數(shù)１．２注漿鉆孔布置為保證鉆井施工安全，滿足注漿定向鉆孔技在主井井筒周圍地面均勻布置８個豎直注漿術要求，地面預注漿采用直孔＋Ｓ孔的注漿方式?？祝ǎ冢薄冢福贾萌剑保担埃?；６個Ｓ孔（Ｓ１～根據(jù)主井井筒直徑及地層特點，直孔段設計８個Ｓ

4、６），落點（靶域）圈徑１１．０ｍ，分兩序施工。另設注漿鉆孔，在地面均勻布置；Ｓ孔段設計６個注漿計布置４個分叉孔，用于加固馬頭門巷道。注漿鉆孔。根據(jù)立井鉆井機場地布置情況，Ｓ孔與龍孔平面布置如圖１所示。門吊軌道安全距離確定為３ｍ，在鉆機兩側插空布１．３注漿段高的劃分及注漿壓力置，采用定向鉆進技術施工，確保鉆孔落點進入注注漿段高的劃分取決于含水層位置、厚度，止?jié){靶域設計范圍。另設計４個分叉孔，對雙側馬漿層位，漿液性能以及注漿泵的性能。堵水注漿頭門巷道進行注漿加固。井筒注漿起始深度與鉆選用粘土水泥漿液，加固注漿選用單液水泥漿。井段重合１８ｍ，注漿終止深度超過井筒設計深度注漿

5、段高劃分見表１。收稿日期：２０１１－０６－１０第４期王從平：千米立井地面預注漿堵水及馬頭門加固技術５圖１井筒注漿孔平面布置１—龍門吊軌道；２—直孔布置圈徑，１５．０ｍ；３—Ｓ孔落點（靶域）圈徑，１１．０ｍ；４—馬頭門巷道；Ｓ１′、Ｓ２′、Ｓ４′、Ｓ５′分別為Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５孔的分叉孔表１主井井筒注漿段高劃分及注漿終壓２馬頭門注漿加固起止深度段長注漿終壓注漿段／ｍ／ｍ／ＭＰａ立井井筒馬頭門位置受力復雜，國內已有許多立井井筒在馬頭門位置產生變形破壞，嚴重影直孔巖帽４８４～５０５２１７．６～１０．１直孔１５０５～５７６７１１１．５～１４．４響井筒安全使用。信湖煤礦主井

6、井筒深度超過直孔２５７６～６４８７２１３．０～１６．２１０００ｍ，圍巖強度不高，因此，在井筒地面預注漿Ｓ孔巖帽６３８～６４８１０９．７～１３．０設計時，考慮利用地面預注漿鉆孔對馬頭門圍巖Ｓ孔１６４８～７０５５７１４．１～１７．６進行注漿加固，增強圍巖強度，防止變形破壞。與Ｓ孔２７０５～７７９７４１５．６～１９．５工作面預注漿等其他加固方法相比，地面預注漿Ｓ孔３７７９～８４８６９１７．０～２１．２加固圍巖具有以下優(yōu)勢：一是可采用較高的注漿Ｓ孔４８４８～９０５５７１８．１～２２．６壓力，增大漿液擴散距離，使較大范圍內的圍巖得Ｓ孔５９０５～９６５６０１９．３～２４．１到加固

7、；二是在井下巷道掘進之前加固，可避免巷Ｓ孔６９６５～１０２０５５２０．４～２５．５道跑漿和對巷道的破壞；三是不占用掘進工作面分叉孔９６４．５～１００９．５４５２０．１９時間，縮短建井工期。１．４注漿鉆孔偏斜要求２．１馬頭門加固范圍直孔固管段鉆孔偏斜率小于３‰，直孔注漿在馬頭門位置，與井筒貫通的巷道和硐室較段鉆孔偏斜率小于５‰。Ｓ孔套管段進入設計落多，主井一般有裝載硐室、清理撒煤斜巷等。這些點圈徑５‰的靶域范圍，注漿各孔段鉆孔偏斜率硐室施工后，該部位井筒圍巖受力狀態(tài)復雜，易產小于５‰；注漿段孔位落點要在井筒周圍大體均生應力集中，導致井筒破壞。在注漿加固