金堂煤礦副斜井注漿施工組織設(shè)計(jì)

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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(lái)二0一二年二月十五日17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(jiǎn)稱金堂煤礦）位于四川珙縣底洞鎮(zhèn)境內(nèi)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)0.6Mt,該礦屬四川德陽(yáng)市天池集團(tuán)地震災(zāi)后異地重建重點(diǎn)項(xiàng)目。該礦設(shè)計(jì)為斜井開(kāi)拓方式，設(shè)計(jì)有主斜井、副斜井、行人斜井、排矸斜井和東回風(fēng)斜井五個(gè)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(hù)形式為厚度為100mm的錨噴支護(hù)。當(dāng)副斜井掘砌到斜長(zhǎng)158m時(shí)

2、，工作面出現(xiàn)涌水，開(kāi)始為80m3/h,隨后逐漸變小，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(jìn)準(zhǔn)備進(jìn)行工作面預(yù)注漿。由于主副井井筒檢查孔沒(méi)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(duì)注漿和崛砌施工將遇到的困難估計(jì)不足。第二章注漿方案根據(jù)副斜井的設(shè)計(jì)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(jì)總長(zhǎng)

3、度826m，已掘砌158m,還有668m沒(méi)有掘，余下的668m含水層分布不清，需要注漿的長(zhǎng)度也不確定，在下步的掘砌過(guò)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(jì)算，總注漿段要超過(guò)十段，工期長(zhǎng)、造價(jià)高。17第三章注漿工藝設(shè)計(jì)第一節(jié)注漿段長(zhǎng)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(zhǎng)為30m,待到工人逐漸熟練，設(shè)備也磨合好后，注漿段長(zhǎng)可加長(zhǎng)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){

4、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(shí)使用。止?jié){墻養(yǎng)護(hù)2天后，把注漿系統(tǒng)接在導(dǎo)水管上進(jìn)行注漿，預(yù)埋的Φ38mm的注漿管，全部裝上閥門并打開(kāi)，待到有濃漿流出時(shí)，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(shí)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)，

5、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(kuò)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)、擴(kuò)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(yàn)來(lái)確定。全斷面布置注漿孔16個(gè)，孔間距1.0m左右?；臄嗝娴撞繉?.6m，均勻布置注漿孔5個(gè)，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(gè)，鉆孔向外扎角為6度，拱頂部均布注漿孔5個(gè)，方向?yàn)檠胤ň€外孔5度（詳見(jiàn)圖1）。17圖一、注漿鉆孔布置圖

6、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(zhǎng)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(tái)鉆機(jī)，一臺(tái)先開(kāi)鉆，另一臺(tái)鉆機(jī)在第一臺(tái)等干時(shí)開(kāi)鉆，兩臺(tái)鉆機(jī)交替打鉆注漿。在注漿的前6-8個(gè)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(shí)，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(yàn)，再進(jìn)行注漿段高的調(diào)整。第五節(jié)注漿參數(shù)17一、注漿壓力本方案給

7、出的注漿壓力是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定的。其經(jīng)驗(yàn)公式如下：P終=(2.0-2.5)P0式中P終—注漿終壓（MPa）,P0——受注點(diǎn)的靜水壓力（MPa）。根據(jù)圍巖情況，裂隙發(fā)育情況，漿液的擴(kuò)散情況，特別是否有跑漿現(xiàn)象，來(lái)調(diào)整注漿終壓。最高注漿終壓嶄定為10MPa。二、注漿泵量注漿開(kāi)始時(shí)，注漿泵應(yīng)開(kāi)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(dòng)下，在巖層裂隙內(nèi)形成一定厚度的隔水帷

8、幕，計(jì)算漿液的注入量公式如下：Q=λπR2擴(kuò)Hηβ/m式中的R2擴(kuò)（漿液擴(kuò)散半徑）很維確定，所以計(jì)算出的結(jié)果可能和實(shí)際偏差很大，為了使該項(xiàng)結(jié)果比較接近實(shí)際值，建議根據(jù)國(guó)內(nèi)其它井筒的實(shí)際注入量來(lái)估算。估計(jì)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；17三、水泥單液漿添加劑；三乙醇胺：工