混凝土帷幕法在刘园子煤矿副井井筒防治水的应用

混凝土帷幕法在刘园子煤矿副井井筒防治水中的应用
一、工程概况
刘园子煤矿副井井筒设计直径6.5米，深度471米。

井筒标高＋1476.9米，基岩段支护形式为素混凝土支护，添加防水剂10%，井筒标高设为±0。

副井井筒掘进－120米开始进入白垩系风化带含水层。

初始单层涌水量4.2m3/h，随着井筒的不断延伸及穿越多层砂岩含水层，井筒涌水量不断增加。

－179米段涌水量猛增到42m3/h，严重影响井壁质量。

08年11月3日开始进行壁后注浆，注浆起止深度为103～219米，注浆段高116米，注浆材料采用水泥－水玻璃双液浆为主，抗渗、抗裂防水剂为辅。

注浆时遵循“先外后内、先稀后浓”的原则，注浆段上下层选择隔水层，各设4
米壁后隔水段，防止水上下穿。

注浆孔三花布置，深浅钻孔交叉布置。

171米、211米处分别设截水槽，进行卸压，注浆从上往下注。

09年1月12日注浆工作结束。

壁厚注浆结束时，井壁淋水量5m3/h。

工作面涌水量超过
15m3/h，预先配备的排水设备排水能力满足不了现实涌水量排水，给正常施工带来了很大的影响。

为保证井筒施工安全和井壁质量，上报建设单位、监理公司拟定于华美注浆队合作进行工作面预注浆工作。

09年1月13日开
始做工作面预注浆准备工作：预埋3.5米长Ø108钢管14根，施工滤水层，加工虑水桶，用C35混凝土浇注工作面预注浆止浆垫5.0米厚C35混凝土，加工安设工作台。

工作面排水采取井壁集中卸压排水、井壁注浆综合治水，给工作面预注浆创造条件。

2009年2月9日德美注浆队进场，工作面井壁周边14根注浆孔口管改为集中布置8根注浆孔口管，通过加1孔和检查孔确认工作面预注浆失败。

主井工作面预注浆由华美矿建施工，注浆材料为脲醛树脂和草酸为主的双浆液，注浆孔设计直孔，补打检查孔发现注浆扩散半径打不到设计要求。

二、副井井筒地质水文情况
根据井筒地质检查孔提供的资料，该井筒凿井施工期内先后揭露的地层包括第四系（Q4）地层28米，中生代白垩系志丹群第二段（K1Zh2）243.32米，中生代白垩系志丹群第一段（K1Zh1）76.36米，中生代三叠系延长群地层64米。

其中第四系地层为风成黄土，中生代白垩系志丹群第二段109米以上段以粉砂岩、细砂岩组成，该区静水位109米，白垩系志丹群第二段109－274.2米段由35个含水层组成，含水层岩性为细砂岩、中砂岩、粉砂
岩和砾岩组成，泥质胶结，孔隙、裂隙发育成度较好，做为一个综合含水层总厚度79.8米。

白垩系志丹群第一段厚度76.36米，主要以砾岩为主，杂色、块状，由石英、长石砾石、岩质砾石组成，泥质胶结，砾石直径5
－8mm，较坚硬，中部破碎，岩石整体性差，属软岩。

根据勘探资料，揭露该含水段时井筒正常涌水量3.3m3/h，最大涌水量67.83.3m3/h。

中生代三叠系延长群地层（164.15m）由25个含水层组成，含水层岩性为细砂岩、含砾粗砂岩为主，单层厚度1.15－15.25（真厚），含水层总厚度122.1米，泥质胶结、锸使交接，胶结较好，孔隙、裂隙发育程度差。

根据抽水试验结果，为富水性极弱含水层，预计井筒最大涌水量为0.79m3/h，施工中可强行通过。

根据以上水文地质资料分析，白垩系志丹群第二段、白垩系志丹群第一段为地层构成该井筒工期内主要含水层，中生代地层（尤其是侏罗系和白垩系地层）的共同特点，是其处于半成岩状态，孔隙式胶结，地下水的主要储存空内为岩石孔隙，且岩石孔隙直径小。

三、施工方案
为了缩短施工工期，保证井壁质量，－223米以下实施工作面预注浆，针对白垩系志丹群第一段主要含水层－234米段含砾中砾岩、粗砾岩含水
层，－246.708米粗砾岩含水层外圈形成混凝土帷幕，防止井筒外水进入井筒内影响正常施工。

四、施工方法
1、工作面注浆设备：选用G－200A钻机，XPB－90E注浆泵。

2、注浆孔布置：注浆钻孔均采用5o斜孔，钻孔中心距内井壁0.5米，离井壁0.5米的圆圈上布置28个注浆孔，中间布置3个检查孔。

3、钻孔设计：钻孔设计深度28米，斜长28.11米，先打28米斜孔勘探－234米富水性，如果该含水层富水性强、涌水量大，则补打α=10.2o 斜长14.22米注浆孔。

4、注浆材料：水泥单液浆，水灰比1：1，水泥＋XPM双液浆，比例1：0.1（重量比），水泥水玻璃双液浆比例1：0.6（重量比），加10%防水剂，扩散半径大于0.5米。

5、注浆：为保证注浆扩散半径达到预期目的，每一钻孔分段钻进、分段注浆，每一分段为5米。

按顺序打前三个孔，回头对中间孔进行注浆，用临近孔检查注浆扩散半径。

6、注浆压力：为达到井壁外形成混凝土帷幕，封堵井壁外水进入井
筒内，防止扩大围岩的裂隙和缝隙，注浆压力控制在5—10MPa。

7施工中存在问题：。