安里煤矿副井井筒注浆加固方案

安里煤矿
副井井筒注浆加固方案
河南天中煤业有限公司
二0一四年六月三十日
目录
一、工程概况 (1)
二、地质、水文地质概况 (1)
三、注浆加固方案 (1)
1. 钻孔布置方案 (2)
2. 浆液性质、注浆材料 (2)
3. 注浆参数 (3)
四、注浆工期预计 (3)
五、注浆作业 (4)
六、注浆工艺 (5)
1. 注浆工艺流程 (5)
2. 注浆前的准备工作 (5)
3. 注浆作业 (5)
4. 注浆结束标准 (6)
七、联络通讯 (7)
八、施工安全技术措施 (7)
1.管理制度及人员配备要求 (7)
2.施工人员保险带的配戴和生根 (7)
3.注浆操作平台安全措施 (7)
4.提升信号管理措施 (7)
5.上、下井口警戒和管理 (8)
6.井口管理制度 (8)
7.副井注浆期间绞车司机操作规定 (9)
8.保证施工人员及设备的安全措施 (9)
9.上下井工具物品清点制度 (9)
10.注浆操作注意事项 (10)
11.注浆期间吊盘保护安全注意事项 (11)
12.注浆期间漏浆控制措施 (11)
13.注浆期间保证井壁安全措施 (11)
14.文明施工及废弃物处理措施 (11)
九.常见事故及特殊情况应急措施 (11)
十、其它 (12)
十一、矿井防排水 (12)
十二、避灾路线 (12)
附表1：注浆设备、注浆主意材料一览表 (13)
附表2：副井施工期间注浆情况汇总表 (14)
附表3：副井井筒冻结段出水点壁间补充注浆工程量表 (14)
安里煤矿副井井筒注浆加固方案
一、工程概况
安里煤矿副井井口设计标高+66m，井筒设计净直径为Φ5.5m，施工总深度为568.8m。

井筒上部466m段采用冻结法施工，下部80.8m段为基岩段，采用普通凿井法施工，于2013年6月完成施工、验收移交，目前正处于装备阶段。

在副井井筒落底后，自上而下进行过冻结段夹层充填封水注浆和基岩段壁后注浆。

随着冻结段逐步解冻，副井井筒局部出现渗漏水现象，副井井筒总漏水量保持在6.0m³/h左右，主要集中在冻结段的100～200m段，出水形式以渗流为主，其中100～200m冻结段有4个集中出水点，呈喷射状涌水，水清、不含砂，各出水点出水量均＜0.5m³/h。

集中出水点经过补充注浆封堵后，目前副井井筒总涌水量＜2.0m³/h。

2014年6月19日～22日，按技术服务合同约定由焦作市安诚水文地质工程有限公司负责对副井井筒累深90米至450米段井壁作了物探探测，探测结果详见《河南天中煤业有限公司副井井筒无损探测报告》。

二、地质、水文地质概况
副井井筒施工第四系、新近系地层，岩性主要由粘土层、砂质粘土层、泥质灰岩层、细砂层及粘土砾石层组成，据《安里煤矿井筒检查孔报告》所述，其中泥质灰岩、细砂层和粘土砾石层等含水层含水丰富。

三、注浆加固方案
依据《矿山井巷工程施工及验收规范》GBJ213-90 “第4.1.3条：采用特殊法施工的井筒段，除执行本规范第三章立井井筒的工程验收及有关规定外，其用水量应符合下列规定：
（1）冻结法、钻井法施工的井筒段，漏水量不得大于0.5m³/h；
（2）帷幕法、沉井法施工的井筒段，漏水量不得大于0.5m³/h；
（3）不得有集中喷水和含砂的水孔。

原冻结段充填注浆时，夹层可能存在结冰现象，致使注浆不够理想而导致夹层与外壁冻胀裂隙导通，形成导水通道及富水区，并随着井筒深度的增加，水压
逐渐加大。

为降低施工风险，保证井筒运营期间的质量，特编制《安里煤矿副井井筒注浆加固方案》。

1. 钻孔布置方案
（1）冻结段：自上而下每90m为一段，每段再以15m为一注浆段高自下而上注浆。

最后由下而上进行检查注浆，即有水必注，无水封孔。

布孔间距：每排沿井壁均匀布孔6个（见图1）。

图1 内外井壁厚0.5m段和0.7m段加固注浆孔布置示意图布孔方式：上、下段注浆孔采用三花式布孔。

根据《河南天中煤业有限公司副井井筒无损探测报告》，钻孔布置应绕开井壁疑似破坏区域和流砂层段。

特殊区域必须在注浆施工图上标注清楚，并相应调整注浆段高。

（2）基岩段壁后注浆：由下而上检查注浆，布孔间距，根据实际出水情况而定。

2. 浆液性质、注浆材料
浆液性质：对井筒冻结段夹层注浆选择单液水泥浆液，当冻结段注浆孔内注浆终压达到设计终压进行封孔时，注浆浆液选择水泥—水玻璃双液浆液；对基岩段井壁漏水点注浆选择水泥—水玻璃双液浆。

注浆材料：水泥选择P.O42.5新鲜普通硅酸盐水泥；水玻璃：45Be m=2.4～
3.2。

3. 注浆参数
（1）浆液的配比：依据井筒东阶段、基岩段结构及漏水概况情况，单液浆液水灰比原则上选用2：1，水泥—水玻璃浆液体积比为1:0.4，在注浆中可依据井壁质量及加固目的和要求，浆液浓度进行适当调整。

副井结构及注浆施工参数表表1
（2）注浆压力：依据井深结构、井壁耐压强度与静水压力情况，确定注浆压力在静水压力和井壁耐压强度之间，一般选用静水压力的1.2～1.3倍作为注浆终压，在井壁耐压强度范围内（见表2）。

（3）浆液注入量：以实际注入量为准，届时以建设单位、监理单位及施工单位现场监督人员的记录为准。

（4）注浆孔深：依据《规程》有关规定，冻结段井筒夹层注浆孔打透井筒内层井壁进入外层井壁不超过100mm（见表2）
基岩段注浆依据井筒施工实测岩性，结合井筒基岩段漏水概况采用中深孔即造孔孔深为2.5m为宜。

四、注浆工期预计
由于井筒已进行过基岩段壁后封水及冻结段壁间封水注浆，本次注浆主要以补充加固注浆，预计本次注浆施工工期为15天。

五、注浆作业
1.设备的选型：注浆泵选用2TGZ-60/210双液高压注浆泵；注浆孔造孔选用YT-28型气腿式凿岩机。

2.注浆作业设备：利用井筒安装吊盘进行井筒注浆。

3.注浆孔结构及埋设
因井筒冻结段含水层埋深深度大，水头压力高，孔口管设计为φ40×4mm无缝钢管加工，一端制作成马牙扣，一端车丝，根据井筒深度和井壁结构，孔口管长度分别为0.7m（冻结段和基岩段）和1.0m（壁座和加强段）。

为保证冻结段井筒井壁夹层注浆安全，在冻结段井壁夹层注浆造孔采用两级造孔法，具体如下。

（1）在井深8～300m段设计孔深0.6m，采用YT-28风钻，Φ42mm“一“字型合金钻头，Φ22×1000mm中空六角钢钎打眼造孔，先施工300mm深的孔口管孔，在0.7m的孔口管丝口端安设废旧高压球阀，将麻丝缠绕在孔口管上并浸上水玻璃后，用大锤将孔口管撞入孔内，外露长度400mm，用道钉等加固，确保固定牢靠后，再采用Φ26mm钻头钻进至600mm，卸掉旧阀换上完好的高压球阀，连接注浆装置注浆。

（2）在井深300～451m段设计孔深0.8m，同样先施工500mm深的孔口管孔，在0.7m的孔口管丝口端安设废旧高压球阀，将麻丝缠绕在孔口管上并浸上水玻璃后，用大锤将孔口管撞入孔内，外露长度200mm，用道钉等加固，确保固定牢靠后，再采用Φ26mm钻头钻进至800mm，卸掉旧阀换上完好的高压球阀，连接注浆装置注浆。

（3）壁座和加强段（451～477m）的基岩段设计钻孔深2.5m，采用YT-28风钻，Φ42mm“一“字型合金钻头，Φ22×1000mm中空六角钢钎打眼造孔，先施工600m深的孔口管孔，在0.7m的孔口管丝口端安设废旧高压球阀，将麻丝缠绕在孔口管上并浸上水玻璃后，用大锤将孔口管撞入孔内，外露长度200mm，用道钉等加固，确保固定牢靠后，再采用Φ26mm钻头钻进至2.5m，卸掉旧阀换上完好的高压球阀，连接注浆装置注浆。

（4）基岩段（477～544m）基岩段设计钻孔深2.5m，用YT-28风钻，Φ42mm “一“字型合金钻头，Φ22×1000mm中空六角钢钎打眼造孔，先施工300mm深的孔口管孔，在0.7m的孔口管丝口端安设废旧高压球阀，将麻丝缠绕在孔口管上并
浸上水玻璃后，用大锤将孔口管撞入孔内，外露长度400mm，用道钉等加固，确保固定牢靠后，再采用Φ26mm钻头钻进至600mm，卸掉旧阀换上完好的高压球阀，连接注浆装置注浆。

（5）如钻透井壁后，孔内出水较大时，应立即抽出钎子，及时在孔口安装高压球阀进行止水。

（6）为控制孔深，施工前必须在钻杆上设置孔深限位装置。

六、注浆工艺
1. 注浆工艺流程
本次注浆采用吊桶运送注浆材料，注浆工作盘上人工搅拌（或气动搅拌）的方法，然后由注浆泵吸入泵内压到被施注的井壁夹层及井壁壁后围岩。

2. 注浆前的准备工作
（1）备好施工材料（水泥、水玻璃、棉纱、麻丝等）和注浆泵、输浆管路、注浆管、大锤、牙钳等，并加工好非标准件（注浆管、混合器、浆液桶等），配备应急材料（短钢钎、道钉、预制好的尖木楔）等。

（2）编制施工措施，施工队伍培训。

（3）注浆前，要随时观察井筒出水点及涌水量变化情况，发现异常，及时汇报。

（4）由测量给出一个标准基准点，以此点悬挂测绳，以便准确控制井筒注浆深度，确定注浆孔深及注浆终压。

（5）为保证注浆人员安全，将工作盘上所有的孔洞必须用不小于70mm厚的木板进行封盖且将木板或扒钉固定连成一个整体。

（6）在吊盘一周焊接注浆安全护栏，护栏高度不得小于1.2m，人员除胳膊外不得探出吊盘作业，所有人员必须拴带保险绳。

（7）吊盘承载能力满足人员施工、水泥、水玻璃以及其他设备工具重载的要求，并有30%赋予能力；设备、物资摆放应协调平衡。

（8）制定水泥单液浆水灰混比的表格及水泥浆和玻璃水双液浆配比凝结时间表格放在井下，便于操作。

3. 注浆作业
（1）按设计注浆段高，将吊盘调试到适当位置，对井壁均匀布孔，应将本
段各注浆套管孔凿出、固管、安装高压阀门后方可定量实施注浆。

若注浆时其他插管跑浆，即可关闭阀门。

但所有的孔均应用水泥-水玻璃双液浆液封孔。

（2）注浆孔凿孔应均匀布孔，造孔深度穿透内层井壁进入外层井壁最大深度不得超过100mm。

（3）因内层井壁厚度在不同井深井壁厚度不同，为此，井筒冻结段井壁间夹层注浆时，必须用钢尺（测绳）严格控制井筒注浆深度，保证井筒冻结段夹层注浆的施工安全。

（4）注浆套管加工必须为倒式马牙扣，安装注浆套管钢筋焊接必须牢固。

（5）注浆孔开孔前，必须检查注浆套管丝纹与注浆阀门螺纹螺距相同，注浆套管螺纹是否与注浆阀门螺纹直径大小配套等，进行检查后的注浆套管方可使用。

（6）具备对上述经过检查的注浆套管准备好后，按设计孔深方可进行注浆孔的开孔工作。

注浆孔完成后，将准备好的注浆套管插入注浆孔内，用大锤将专用道钉将注浆套管固定好后，再用Φ26mm钻进至设计深度，卸掉旧阀换上完好的高压球阀，并检查确保注浆阀门与注浆套管上紧，方可进行注浆作业。

（7）注浆套管倒马牙应朝闸阀开口，每阶段使用前必须进行随机拉拔力试验，并换算耐压强度是否符合要求。

（8）注浆浆液级配总的原则为：稀浆-浓浆-双液浆（封孔）。

（9）注浆时，操作人员应密切注视压力表变化情况及井壁异常变化，防止压力突然增大而造成注破井壁现象。

（10）结束注浆：结束注浆后或中途停止注浆及中途处理注浆设备或管路设备故障时，都要将注浆泵内、管内冲洗干净，预防浆液沉淀凝固堵塞出浆管或注浆泵。

将剩余的浆液不得倒入井下，需要小桶倒入罐内提升进口外进行处理。

每孔注浆结束后应冲洗注浆泵。

4. 注浆结束标准
井筒冻结段井壁夹层注浆、井筒基岩段壁后注浆结束标准均以表1（副井结构及注浆施工参数表）所列不同段高对应终压参数执行。

判定依据如下：
（1）注浆压力逐步升高到设计终压；
（2）注浆结束时的进浆量小于20L/h，并在该数值上稳定10min以上。

（3）井筒验收注浆标准：井筒总涌水量＜6.0m³/h，且冻结段井壁无明显出水点及水流。

七、联络通讯
本次施工，吊盘工作面与井口信号房通过对讲机保持通讯联络。

通信设备要用软连接系在人员身上，以免掉落。

八、施工安全技术措施
1.管理制度及人员配备要求
（1）建立健全各工种及技术人员的岗位责任制，施工前对所有施工人员学习本措施并签字、贯彻后严格执行，做好自保和互保工作。

（2）严格贯彻执行田兴铁矿安全生产管理的各项规章制度和岗位责任制，以确保钻注施工的安全、快速、优质。

（3）为确保钻注施工的安全、快速、优质，各班组均配备有经验的钻注技术工人。

2.施工人员保险带的配戴和生根
保险带的生根部位应是牢靠之处，使用专门钢丝绳圈生根于提升绳上作为保险带生根用。

3.注浆操作平台安全措施
（1）提、落吊盘及注浆过程中，上井口必须有专人看护，上井口及一层台严禁其它作业。

（2）利用吊桶下料、下设备时，捆绑一定要牢固，确保无坠落危险，派专人检查落实。

（3）信号工要严格执行岗位责任制，一定要看准、听准、发准以免发生误操作。

（4）单件零散工具应放在工具箱内，吊盘外使用时要用绳与吊盘连接。

4.提升信号管理措施
（1）严格执行《煤矿安全规程》中的有关规定。

（2）绞车司机必须持证上岗，绞车司机设两人，一人操作、一人监护。

（3）井筒注浆时，井筒内设置专职信号工，井筒信号工、把钩工及井口信
号工、井口房信号工、绞车司机必须参加措施学习，对井筒内的注浆施工位置做到心中有数。

必须熟悉提升设备和信号设施等情况。

（4）接班后井口信号工应首先与井口房信号工联系，井口房信号工与绞车司机联系好，仔细检查试验有关信号设备、设施是否正常，待一切安全可靠后方可正式操作。

（5）交接班时，井口信号工应首先与井口房信号工联系，井口房信号工与绞车房联系，把吊盘位置调整好，待施工设备和人员都进入吊桶顶并拴好保险带后，首先电话告知绞车房本班作业深度，然后打点走钩。

（6）无论是短距离运行，还是交接班绞车运行，井下与井口、井口与井口房，井口房与绞车司机，均必须先用电话联系好运行距离或停车位置后，再发送信号走钩。

（7）井口信号工与把钩工必须密切配合，当把钩工向井口信号工发出发送信号指令后，要监视乘人和吊桶等情况，在确认一切正常后方可发送信号。

（8）信号发出后，井口信号工不得离开信号室，并应密切监视提升容器、钢丝绳、钩头及信号显示系统的情况如发现异常现象，应立即发出停车信号，查明原因处理后，方可重新发送信号。

对于事故隐患，必须随即上报调度室。

5.上、下井口警戒和管理
（1）上井口的材料、工具要放置整齐，其放置的地点不影响井口工作且不会发生滚动。

（2）上、下井口通道口设置警戒线，警戒线距井口不得小于10m。

上井口警戒由把钩工负责专门看守，非工程施工人员严禁进入警戒线内。

（3）上井口出入口处夜间应设有不少于2盏以上照明灯。

6.井口管理制度
（1）井筒注浆施工期间，所有施工人员服从把钩人员的指挥。

（2）上井口周边应严防重物滚落井下。

（3）每班井壁注浆施工结束后，交由机电队负责检查提升绳悬挂装置等，无异常情况可试钩。

（4）交接班期间，班与班之间除了应相互交接清楚临时工作盘、施工设备、材料机具、工具等，还应交接清楚注浆层位、孔位、各孔进浆量等数据，单孔注
浆未结束不得交接班。

7.副井注浆期间绞车司机操作规定
（1）为确保副井井筒及注浆施工人员提升安全，当班司机必须加强安全工作责任心，服从施工负责人的指挥，严格按信号开车。

（2）操作时精力要集中，听准信号，起钩要慢，运行要稳，发现异常情况及时停车。

在排除异常情况后必须与现场负责人联系好后，方可开车。

绞车发生故障，应安排专人及时检修。

8.保证施工人员及设备的安全措施
（1）施工前必须将本施工措施贯彻至每一个参与施工的人员。

（2）当班人员严禁班前或班中喝酒，班前饮酒者严禁进入井口。

（3）应保证通讯工具通讯正常，电话和对讲机作为罐笼运行期间的联系工具。

（4）所有井筒施工人员都必须配戴安全帽、系安全带、并将安全带系在吊盘上牢固可靠的地方，安全带的长度应适中。

所有入井的风锤、工具、大板等材料，在工作平台上必须系留绳，所有的零星材料必须放在桶里并安放稳固，使用的工具应妥善放置，手头工具应系留绳。

每次入井前均应检查安全带、留绳的完好情况，确认完好方可使用。

（5）人员乘吊桶上、下井时，头手不得伸出吊桶外，以免伤人。

（6）浆时，注浆施工人员必须佩戴防护眼镜、防护口罩及防护手套等劳保用品，并严防浆液飞溅到眼中。

（7）人员上身除胳膊外不得探出吊盘作业。

（8）对井下停、送风、水、电，必须先取得联系并得到回音后方可进入下一步的操作。

（9）所有机电设备均需完好。

（10）开好班前及班后会，布置和总结生产及安全情况，发现不安全因素，及时汇报并积极处理。

施工中作好施工原始记录。

9.上下井工具物品清点制度
（1）为了防止上、下井物品掉入井筒，确保井筒内装备的安全，特制订上、下井物品清点制度。

施工队长和信号工为上、下井工具物品清点责任人。

（2）下井物品应事先统一放在指定地点，由井口信号工做好记录。

（3）上井后所有物品必须清点核对，如发现缺少工具物品，应查明原因并追究责任人的责任。

10.注浆操作注意事项
（1）注浆前，首先用水冲洗管路及钻孔，做耐压试验(考虑井筒深度，本次注浆管路耐压试验压力取净水压力的1.5倍)，检查注浆孔是否畅通，有无堵塞现象。

（2）压水结束后，如压水情况符合要求，可根据单位吸水量选择合适的浆液开始注浆。

注浆过程中要观察井壁是否跑浆，其它钻孔是否异常，有无窜浆现象。

（3）要根据注浆中的情况，随时调整浆液配比及注浆延续时间。

（4）如钻孔出现连续升压，则应连续注浆，直到达到结束标准。

（5）注浆人员要随时注意：当设备运转出现异常时，如压力突然增大、注浆管跳动剧烈等，要立即停机，进行检查处理。

（6）注浆期间要设专人观察注浆管、井壁周围等处是否有跑浆现象，发现问题及时通知有关人员进行处理。

（7）在井壁上打注浆孔时，风钻一定要控制好，先慢后快，一定扶好风钻及钻杆，以防断钻杆、风钻倾斜发生意外伤人。

（8）打眼时，施工人员让开钻孔正面，应站在风锤侧面；安装注浆管时，工具要拴好，不得扒在孔口查看孔内情况；注浆时，人员要避开注浆管正面位置，以防注浆管被压力拔出伤人。

（9）注浆人员严格执行注浆泵操作规程，佩带防护眼镜、乳胶手套，谨防浆液对人造成伤害；注浆管路要牢靠，各螺丝扣的连接必须拧紧，以防脱出伤人；放浆时要注意安全，人员避开放浆阀门，防止高压浆液、高压水、砂等突然喷出伤人，时刻注意压力表变化情况，发现异常情况及时处理。

（10）记录员跟班检查井壁情况，井下所有工作人员时刻观察井壁情况，发现问题应立即停止注浆或打开放浆阀泄压，并向技术人员汇报。

每班班前会必须明确注浆层位，并贯彻到每位施工人员。

11.注浆期间吊盘保护安全注意事项
（1）注浆打孔需调整吊盘时，吊盘人员应停止其他工作，并派专人看扶吊盘上下各个管路口及吊盘周围，防止卡盘，如发生倾斜，调平后再进行升降。

（2）工作前要将吊盘上的浮矸、杂物清净，工具摆放整齐，小型工具、材料放入桶内且将小桶绑固在罐笼上，吊盘工作人员所携带的工具系留绳、小型材料一定要拴好、拿好，以防坠入井底。

（3）吊盘上所有工作人员必须系好保险带，并生根牢固。

（4）风锤的摆放要平稳牢靠，以防发生倾斜伤人。

（5）使用后的注浆管不应超出井壁50mm，以防落盘时挂碰。

12.注浆期间漏浆控制措施
漏浆主要是加压后，浆液通过裂隙在井壁渗出，为控制漏浆要求：
（1）初漏浆时，使用道钉、棉纱进行封堵。

（2）若发现漏浆较多时，经处理无效可封孔处理，处理妥当后再换孔注浆，并对漏浆形成的结块及时清理。

13.注浆期间保证井壁安全措施
（1）注浆施工时严格控制注浆压力，确保注浆压力严格控制在井壁能够承受的范围以内。

（2）注浆期间井筒注浆操作平台应设专人进行井壁情况观察，发现异常，应及时停泵处理。

14.文明施工及废弃物处理措施
（1）工作平台上的材料工具堆放整齐，施工设备整洁完好；对管、线、缆、钢丝绳受粘污的应进行清理。

（2）注浆期间，尽最大努力减少废浆排放，减少跑浆量。

九.常见事故及特殊情况应急措施
1．注浆中发现压力突降而吸浆量突然增大，或已注入一定量的浆液而注浆压力仍不见回升时，说明浆液进入孔隙或裂隙泄漏。

此时应查明原因，可采取加大水泥浆浓度，缩短凝固时间等方法处理。

2．注浆中发现泵压骤升，可能是注浆管路堵塞，应立即停泵检查，找出原因，及时处理，以保证注浆工作顺利进行。

3．注浆孔单孔水压很大，注浆困难时，要采取在出水孔附近打1～2孔进行分流，减少水压，然后采用双浆液进行顶水注浆。

4．如井壁发现异常，有裂隙或掉块应立即停止注浆工作，对井壁进行补强。

十、其它
（1）采用对讲机作为通讯工具时，对讲机必须及时充电，并留有一套作为备用。

（2）为防止锤腿滑动，必须提前在盘面上不规则焊接Φ18mm的螺纹钢筋数根，做为打眼时锤腿的生根点。

（3）混合器上设放浆阀，用以超压放浆、冲洗管路。

井下注浆工紧盯压力表，超压或井壁异常时，立即打开放浆阀泄压。

（4）各管口的压力表必须经常检查、校核，损坏的仪表必须及时更换。

（5）成立专项工作领导小组，负责、协调本次施工，确保施工安全达标。

（6）未尽事宜，严格按《煤矿安全规程》执行。

十一、矿井防排水
排水设备：表2
排水管路：219mm管路2路，临时水仓→主副井联巷→主井→地面
排水路线：副井→临时水仓→主副井联巷→主井→地面
十二、避灾路线
副井施工吊盘→吊桶→地面
附表1：注浆设备、注浆主意材料一览表
附表2：副井施工期间注浆情况汇总表
附表3：副井井筒冻结段出水点壁间补充注浆工程量表
附件：《安里煤矿副井井筒无损测试探测报告》
附表1：注浆设备、注浆主意材料一览表
编制/李邵卫附表2：副井施工期间注浆情况汇总表
附表3：副井井筒冻结段出水点壁间补充注浆工程量表
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