超千米立井井筒壁后注浆工艺

超千米立井井筒壁后注浆工艺

欧涛1，许喜雷2

（1．皖北煤电集团通防地测部，宿州234000；2．皖北煤电集团朱集西煤矿，淮南232000）

摘要该文以朱集西煤矿管子道、梯子间及其周围井壁为例，分析论述了围岩破坏的原因及注浆法加固巷道围岩的机理，介绍了注浆法加固围岩的施工工艺。

关键词超千米立井注浆加固围岩

中图分类号TD266文献标识码B

1矿井概况

朱集西煤矿是皖北煤电集团有限责任公司重要的接替矿井之一，矿井地质储量85578万t，可采储量43164．6万t。区内可采煤层12层，矿井设计生产能力400万t/a，设计服务年限77．1a，目前，主井、副井、风井、矸石井均已施工到底，进入井底车场施工阶段。

2注浆原因

副井井筒井深1015．2m，井筒直径净径8．0m。由于管子道及梯子间拱顶段主要以泥岩为主，中间夹有少量砂岩，岩层松散，围岩稳定性差，同时地压大，岩层松软，井帮围岩稳定性差，造成管子道与马头门之间的井壁出现不同程度开裂现象，为确保硐室及周围井壁混凝土质量，需要对对管子道顶板2m至马头门顶板向上1m段（－966m －978．5m）井壁、管子道和梯子间进行注浆充填加固。

3注浆工艺

3．1注浆具体要求

（1）注浆管采用Φ22mm无缝钢管，安装前将注浆管从端部开始用废纱布裹实，放进注浆孔，再在注浆管与注浆孔间隙内对称楔人道钉3 4根，用铁锤打实，安上高压阀门，将两根高压软管在阀门上连接固定牢

*收稿日期：2011－08－16

作者简介：欧涛（1984－），男，安徽宿州人，2006年毕业于安徽理工大学，助理工程师，现在皖北煤电集团通防地测部从事地质技术工作。靠后再与注浆机相连。

（2）井壁注浆时按设计孔排距，将一排孔全部打出后逐个埋设注浆插管，逐孔进行注浆，一排孔注浆完成后，再打下一排孔、注浆，依此类推完成全段注浆工作。

（3）本次注浆采用深浅孔注浆相结合的方式，先注浅孔后注深孔。

管子道和梯子间第一排注浆孔均为浅孔且均布置在打灰段，注浆压力为3MPa，其余孔压力均为2MPa；浆液材料采用单液浆为主，双液浆进行封孔。水泥选用PO．42．5普通硅酸盐水泥，水灰比为1：0．8 1：1，双液浆C：S=1：0．8。水玻璃选用液体硅酸钠型、浓度为38 40玻美度、模数为2．8的水玻璃。工艺流程见图1。

（4）浅孔注浆时若有漏浆现象，改注水泥、水玻璃双液浆，注浆压力打灰段控制在3MPa，喷浆段控制在2MPa。在完成浅孔注浆且水泥浆凝固产生强度后，进行深孔注浆。在不漏浆的情况下，注单液水泥浆，若有漏浆现象，改注水泥、水玻璃双液浆，注浆压力控制在2MPa

。

图1C－S双液浆工艺流程图

3．2施工过程

（1）井壁注浆加固：马头门南翼掘进结束后，将吊盘下落至马头门顶板位置，将主提喇叭口用木板或槽钢封严，在上吊盘进行打眼，下吊盘注浆，打眼排距为2．0m 2．5m，此次注浆共布置6排，每排在井壁均匀

一次使用。通过实践采用大倾角上运皮带机运输原生矸石，比采用绞车提升矸石可以减少运输环节，提高提升能力，节省人员的投入，降低运输费用。参考文献：

［1］于岩，李维坚．运输机械设计［M］．北京：中国矿业大学出版社，1998，4 47．

［2］中国矿业学院．矿山运输机械［M］．北京：煤炭工业出版社，1980，89 137．

布置8个注浆孔（见图2），共计布置45个孔

。

图2井壁注浆孔布置图

造孔结束后，采用一台2TGZ－60/210电动注浆泵进行注浆加固井壁，注浆时以单液浆为主，水泥浆液利用地面搅拌机搅拌配制后利用副提吊桶下放至下吊盘，玻璃水用容器下放到下吊盘，根据注浆情况现场调整配比。副井井壁加固注浆最大压力取3．0MPa。

待注浆封堵加固结束后，根据现场情况用风镐先将裂开部分井壁凿除，然后利用喷浆机对开裂的井壁处进行喷浆，然后进行打锚杆、挂网，网片规格Φ6ˑ2000ˑ1000mm，网格50ˑ50mm，树脂锚杆规格Φ22ˑ2500mm。

（2）梯子间自拨门施工6m，打灰段为3m，梯子间内施工两排注浆孔，第一排距梯子间拨门1．5m开始施工，所施工孔为浅孔，孔深2m；第二排距拨门4．5m处施工，所施工孔为深孔，孔深3m；注浆孔间距2m。

管子道自拨门施工7m，打灰段为2m，施工三排注浆孔，第一排距管子道拨门1．5m开始施工，所施工孔为浅孔，孔深2m；第二排距拨门4m处施工，所施工孔为深孔，孔深4m；第三排距拨门6．5m施工注浆孔，所施工孔为浅孔，孔深为2m；注浆孔间距为2m，排距为2．5m。

梯子间施工注浆孔2排，每排4个孔，管子道施工注浆孔3排，每排9个孔，本次注浆共施工注浆孔35个。见图3、图4

。

图3梯子间注浆布置图

4注浆分析

4．1井壁注浆分析

本次注浆共施工注浆孔45个，注浆共注入185袋水泥（9t）。

部分注浆孔在注浆过程中，井壁浇筑缝隙出现跑浆现象，

分析认为这是由于壁后缝隙过大或者浆液浓

图4管子道注浆布置图

度不够大造成的，在注浆过程中对此种情况及时调整了浆液浓度，同时对跑浆位置采用棉纱堵塞或者采取间歇式注浆的方式对其进行处理。

4．2管子道与梯子间注浆分析

本次注浆共施工注浆孔35个，其中梯子间共计注浆55袋水泥（2．75t），管子道注浆共计174袋水泥（8．7t）。本次注浆共注入229袋水泥（11．45t）。

注浆过程中梯子间和管子道的拱部和墙部注浆孔的注浆量比较少，而底板孔注入量较大，通过分析认为是由于梯子间和管子道的拱部和墙部处于泥岩中，裂隙不发育导致；而底板处于K3砂岩中，K3砂岩裂隙较为发育，同时由于底板受地应力破坏导致砂岩受力破坏形成较多裂隙，因此在进行底板注浆时注入量较大。

在打灰段及邻近打灰段有个别注浆孔仅注入1袋水泥压力就达到终压要求（最大可达到4MPa），分析认为是由于井壁在前期已经进行过注浆施工，同时其位置处于泥岩中导致。

在本次注浆过程中，有多个孔出现跑浆现象，其原因主要是注浆范围大部分为喷浆段，其所能承受的压力较小；在遇到此种情况时，一般采用两种方式进行处理，即对跑浆位置采用棉纱堵塞或者采取间歇式注浆的方式对其进行处理。

5注浆效果

（1）本次注浆有效的加固管子道和梯子间，使管子道和梯子间的围岩趋于稳定，后期将继续进行观测，验证此次注浆效果。

（2）通过后期观察，经过注浆，有效的阻隔了与K3砂岩含水层的联系，副井南北马头门拱部淋水现象有了较好的改善。

参考文献：

［1］崔云龙．简明建井工程手册［M］．北京：煤炭工业出版社，2003。