竖井井筒预注浆方案

1.编制依据
（1） 《最新矿山井巷工程施工综合技术与标准规范使用手册》 （2） 《简明建井工程手册（下册）》 （3） 《煤矿井巷工程施工规范》 （4） 《煤矿安全规程》 （5） 2.工程概况
竖井相关地质资料 竖井深 611.8m ，净直径 5.5m ，井口高程 127.5m ，底高程-484.3m 。

高程 127.5m ～117m 段为钢筋混凝土，壁厚 1000mm ；高程 117m ～93m 、- 449.14m ～-484.3m 段为钢筋混凝土，壁厚 500mm ；高程 93m ～-449.14m 段为素 混凝土，壁厚 350mm 。

混凝土强度等级 C40，抗渗等级 S8。

截止到 2016 年 1 月 1 日，竖井井筒掘进至高程-117.5m ，掘进总高 245m ， 混凝土衬砌至高程-114m ，衬砌总高 241.5m 。

因竖井涌水较大，无法正常施工，为改善施工条件、确保施工安全、加快 施工进度、提高工程质量，决定对竖井井筒进行工作面预注浆，特编制本施工 技术方案。

3.地质概况
根据前期详勘报告及实际揭露地质情况，当前工作面至井筒 400 米之间发 育多条小的断层和挤压面，节理面张开，张开度 1～5mm ，裂隙为竖直贯通裂隙， 涌水量较大；400 米以下岩石比较致密，涌水量较小。

4.施工布置 4.1 供电布置
由地面两台 1000kw 、一台 1120kw 柴油发电机组发电，供地面大绞车、压
风机、制浆机等设备使用，并通过一条 75mm
的电缆供井下用电设备使用。

4.2 给、排水布置
给水：井下用水由地面提供，在井筒内单独铺设一条供水管，供水管由 2 吋无缝钢管两端焊接法兰盘连接而成。

排水：工作面使用两台功率 5.5kw 、流量 30m /h 、扬程 35m 的 BQS30-35-5.5 型矿用隔爆型排沙电泵+一台风泵将井壁淋水、钻孔涌水、打钻用水通过
2 3
Φ50mm高压软管抽至吊盘上水箱中；吊盘上水箱中的水使用功率200kw、流量3
80 m/h、扬程400m的BQS80-400/7-200/N型矿用隔爆型潜水排沙电泵通过沿井壁铺设的4吋钢管排至地面。

4.3供风系统
地面一台
3压风机将高压风通过井筒内铺设的风管送入井下，供钻机用。

40m
4.4通风系统
利用井架上2×30kw局扇通过800mm风筒将地面新鲜风送至井下工作面。

4.5通信系统
在工作面安装一部防爆电话及4部对讲机，保证与地面调度室、信号房、
绞车房等机构通信畅通、顺利。

4.6施工设备配备
（1）将工作面浮渣清理干净，用风镐将工作面凸起位置进行整平，以便钻机安装。

（2）安装一趟供水管，一趟输浆管，两趟管路全为2吋钢管两端焊接法兰并用螺栓连接，采用16T稳车、钢丝绳进行悬吊。

（3）将钻机及操作台等相关设备下井，安装并调试完成。

（4）按照设计孔号、孔位、角度进行钻孔，每孔钻进4m，提出钻具，插入加工好的孔口管。

（5）将孔口管固定牢固，在孔口管与钻孔孔壁缝隙中插入1吋钢管，孔口管周围缝隙用进行密封，孔口管安装法兰盖进行密封。

（6）通过安装在孔口管与钻孔孔壁缝隙间的1吋钢管向孔内注水泥-水
玻璃双液浆进行封孔固定孔口管。

（7）浆液凝固后用钻机在孔口管中按原有深度进行扫孔，对孔口管固结质量及岩帽进行压水检查，合格后进行下一步施工。

（8）按照预埋的孔口管进行钻孔，钻孔过程中如果孔内涌水量超过5m /h时就停钻，撤钻杆、钻头，注浆堵水，浆液凝固后继续钻孔，直至钻孔至设3
计深度，进行注浆、封孔。

（9）注浆孔全部注浆结束后，进行注浆效果检查。

不符合设计要求时，重新进行钻孔注浆，直至达到设计预注浆效果，则本次预注浆结束。

（10）拆除注浆设备、材料，转入正常掘进、支护。

向下施工8模，即
36m后停止掘进。

（11）利用剩余注浆岩层作为下次工作面预注浆岩帽使用，在竖井高程- 277.5m，即井深达400穿过裂隙带之前，工作面预注浆工作按本方案施工，具体可根据掘进情况，可适当调整注浆孔数量、位置，以达到最好的注浆效果。

6.设备安装
注浆站设在井口附近，包含注浆泵、水泥浆搅拌机、储浆桶、计量仪表、清水池和注浆材料存放处等。

本次工作面预注浆施工，需在井筒内铺设一条供水管路及一条输浆管路。

供水管、输浆管选用Φ50mm钢管，钢管间用法兰盘连接。

两条管路通过16T稳车缠绕的钢丝绳悬吊，下端用钢丝绳在工作面固定。

下放钻机、操作台、钻杆等设备、材料。

大型零部件、材料可用钢丝绳吊
挂在吊桶下方，其余部件、材料可直接放入吊桶，通过绞车提升送至井下工作
面，安排人员在井下将钻机安装并调试完成。

7.孔口管埋设
孔口管在钻进注浆孔时起导向作用及涌水量较大时控制水流作用，注浆时
用作联接孔口装置。

本次施工利用已有的注浆带作为止浆岩帽，采用后埋孔口
管的方法安装、固定孔口管。

注浆孔设计10个，后埋孔口管10根，工作面孔口管中心距井壁0.55m，
径向倾角7.5°，逆时针偏角2.5°，与井筒中心线夹角7.9°。

孔口管在地面按照设计要求进行加工。

孔口管选用4吋钢管，长度3.3m，
并在外露岩帽的一端焊接上法兰盘。

加工完成后并检验合格后对孔口管进行编
号，利用吊桶送至井下工作面。

采用一台MKQJ120/40型潜孔钻机进行钻孔，按照设计位置、角度安装、调
整钻机，安装、调整完成后开始钻孔，钻杆直径50mm，钻头直径133mm，钻孔
孔深4m，钻孔按注浆孔孔号顺序进行。

见图7-1孔口管埋设示意图。

一个钻孔施工结束后，按孔号顺序施工下一钻孔，并在已钻进完成钻孔安装、固定孔口管。

孔口管插入钻孔3m，外露0.3m，用木楔塞入孔口管与钻孔间缝隙
进行临时固定，并在缝隙中插入一根1吋钢管，钢管上安装1吋球阀，孔口管与
钻孔间缝隙用水泥-水玻璃双液浆进行封堵，孔口管安装法兰盖进行密封。

通过
预埋的1吋钢管向孔内注入双液浆对孔口管进行固结，注浆使整个孔内充满浆液，且注浆压力达到设计时即可结束。

待孔内浆液凝固后拆除法兰盖，在孔口管上安
装4吋高压阀门，准备进行后续施工工作。

孔口管共10根，每根3.3m，共消耗4吋钢管33m；1吋钢管10根，每根
0.4m，共4.8m；4吋法兰10个，4吋法兰盖10个，4吋高压阀门10个，1吋
球阀10个。

图7-1 孔口管埋设示意图
7
68
孔口管
5
4
N9
10 31
注：图中单位为mm
2
1-1
法兰▽-117.5m
1
孔口管
4吋钢管
8.竖井井筒壁后注浆
1
在浆液凝固期间，为减少井壁淋水对工作面施工的影响，对已衬砌井壁出水点进行壁后注浆。

壁后注浆相关参数及技术要求参见《竖井井筒壁后注浆措施》。

耐压试验
孔口管内浆液凝固后，用潜孔钻机对10个孔口管进行钻孔，孔深4m，既将埋设孔口管前的钻孔重新钻出，然后对孔口管做耐压试验，耐压试验用清水，
试验压力不低于注浆终压。

耐压试验即检验孔口管是否埋设牢固，又可检验止浆岩帽是否满足施工需要。

做耐压试验过程中如果孔口管出现松动，有被从钻孔中顶出的迹象时即停止耐压试验，对该孔口管重新固定、注浆，浆液凝固后再做耐压试验，直至孔口管固结牢靠。

同时，在做耐压试验时，如果工作面出现漏水现象，也要对该
孔进行注浆，封堵裂隙，防止注浆过程中出现跑浆现象。

经过耐压试验确保孔口管固结牢靠，且止浆岩帽无漏水现象时即可结束， 转入钻孔工作。

9.注浆孔施工
图 9-1 钻孔布置示意图
7
6
8
11
孔口管
5
4
N
9
10
井帮
3
1
注：图中单位为m m
2
2-2
2
2
注浆孔
预留注浆带
▽-157.12m
注浆孔设计 10 个，工作面孔口中心距井壁 0.4m ，径向倾角 7.5°，逆时针
▽-117.5m
孔孔39620
偏角 2.5°，与井筒中心线夹角 7.9°。

10 个注浆孔沿井壁四周均匀布置，钻 孔结束时孔底据井帮 4.8m ，孔深 40m 。

工作面面高程-117.5m ，注浆孔孔底高程 -157.12m ，垂深 39.62m 。

采用两台 MKQJ120/40 型潜孔钻机同时钻孔，钻进方法为无芯钻进，钻杆直 径 50mm ，钻头直径 90mm 。

将正北方注浆孔编为 1#孔，然后顺时针依次编号，各孔间夹角 30°。

钻孔顺序为 1（6）#→3（8）#→5（10）#→2（7）#→4（9）。

一台钻机按顺序施工 1#、3#、5#、2#、4#；另一台钻机按顺序施工 6#、8#、10#、7#、9#。

若从开钻后连续钻进至设计孔深无水涌出，则按顺序施工其余钻孔。

如果 所有孔施工完毕都无水涌出，则整个预注浆施工结束。

钻进下一孔的同时对上 一钻孔进行注浆，封堵裂隙。

若钻孔过程中，孔内涌水量超过 10m
/h ，则停止钻进，提出钻具，进行注 浆，注浆结束标准按设计结束标准。

将该出水孔钻孔孔深作为后续钻孔的钻孔 孔深，在该出水孔注浆时，挪移、调整钻机按照钻孔顺序钻进下一注浆孔，直 至所有钻孔钻至该深度并注浆结束，再按照设计顺序向下钻进。

既将该出水孔 深作为一个小的施工段，进行钻孔、注浆，将该孔深以上裂隙全部进行封闭堵 水。

当上一出水段内钻孔全部钻进并注浆结束，孔内浆液凝结达到可以托住钻 具的强度后，按设计顺序开始继续向下钻孔。

钻进已注浆的孔时要慢速钻进， 切勿给压，以免钻孔产生偏斜，钻进深度超过已注浆段深度后，再正常进行钻
进施工。

若某一孔内涌水量再次超过 10m
/h 时，则重复上述施工方法，直至达 到设计注浆孔孔深。

为防止孔内涌水量增大超出排水能力（>50m /h ），钻进时必须通过安装在 孔口管上的 4 吋高压阀门的阀腔内钻孔，当遇到该况时应迅速停钻，卸下钻杆， 关闭阀门。

进行下一个钻孔的施工，注浆工作。

钻进过程中，若因岩石破碎、塌孔等出现喷孔、抱钻等现象，造成无法钻 进时，则冲孔抽钻进行注浆。

每孔中孔停钻后，应加大水量冲孔 30min ，直到孔内岩粉基本排除为止。

3 3 3
钻孔过程中，在工作面安设两台BQS30-35-5.5型矿用隔爆型排沙电泵和一台风泵，用以排除钻孔的回水、涌水及井壁淋水，给工作面预注浆施工提供良好环境。

10.注浆施工
注浆时使用水泥单液浆，选用P.O 42.5R普通硅酸盐水泥，单液水泥浆使用水灰比为2：1、1.5：1、1.25：1、1：1、0.8：1、0.6：1六个等级。

封孔及封堵裂隙时采用水泥-水玻璃双液浆，水泥浆浓度1.25：1～0.6：1，水玻璃浓度为35～40泼美度，双液体积比为1：0.5～1：1。

双液浆在地面拌制，然后通过输浆管送至工作面进行注浆。

采用两台2TGZ—60/210型注浆泵进行注浆工作。

10.1钻孔水压与水量测定
注浆前，对已打好并冲净后的钻孔进行水压及水量的测定，在空口注浆管上连接测水的压力表及阀门装置，测出最大流量及静水压力。

10.2压水试验
向注浆孔中压清水，冲洗岩石裂隙中的泥浆及充填物，以提高浆液结石体与岩石裂隙面的粘结强度及抗渗能力，压水时间10～20min，复注压水时间
20～30min。

根据压水试验资料，利用下式计算单位钻孔吸水量，并据此决定注入单液浆的起始浓度：
q=Q/H（L/min•m）
式中Q——压水最大压力时的流量，L/min
H——注浆段高，m
压水方法：先用一台注浆泵压水，其流量由小逐渐增大，当钻孔耗水量大、泵的流量虽已全量，而压力仍然很低时，则可采用两台泵压水，使压力控制在
比注浆终压高0.5MPa左右。

每次压水试验应测定和记录注浆段高、压水流量，压水试验结束并符合要求后，立即注浆。

10.3注浆压力调整
由于注浆压力是随着水压的变化而变化，而水压是随着井筒深度的变化而变化。

所以，注浆压力和注浆终压必须根据实际测量的水压为依据，确定注浆压力和终压的大小。

当初始浓度确定之后，人为控制泵量、调整浆液浓度等使压力达到初压、正常和设计终压值。

当选定初始水泥浆液浓度后，计算该浓度水泥浆从地面到孔口产生的压力，若测定钻孔内水压比水泥浆在孔口产生的压力小0.5MPa以上，则
初始注浆时注浆泵不再另外给压；若测定钻孔内水压比水泥浆在孔口产生的压力小0.5MPa以内或大于水泥浆在孔口产生的压力，应利用注浆泵给压，使初始注
浆时孔口注浆压力比水压大0.5MPa以上。

注浆段水泥浆液的注浆终压值应为静
水压力的2～4倍。

根据压水试验得出的钻孔吸水量依据下表确定浆液起始浓度，每次注浆时，
水泥浆的浓度应先稀后浓逐级调节。

10.4浆液调配
在初期注浆压力条件下，吸浆量为吸水量的80%，可视为正常，否则调浓
或调稀一级。

注浆过程中，当注浆压力保持不变，吸浆量随注浆时间的延续注
浆减少，或当吸浆量不变而压力注浆升高时，也属于浓度适中，不需要改变浆
液浓度，一直注浆达到终压结束。

当连续注入某一浓度级20min后，注浆压力及吸浆量均无改变或改变不大时，可调浓一级。

当注浆过程中出现压力上升很快，吸浆量减少时可调稀一级。

每更换一次注浆浓度，一般持续20min。

10.5结束注浆
注浆终压及终量在正常条件下，每一次注浆中，注浆压力由小逐渐增大，
注浆流量由大逐渐减小，当注浆压力达到设计的终压，注浆终量为
30～40L/min时，稳定20～30min即可结束注浆。

在特殊条件下，在大裂隙岩层注浆，经过浆液浓度的变换，仍达不到终压
与终量的标准，但又接近设计的注入量时，应暂时停注，待养护24h后复注，
直至符合结束注浆标准。

对于细裂隙或孔隙地层，当注 2：1～1.5：1 稀浆，压
力仍上升很快而吸浆迅速减少时，可进行预处理，先压水 2m
左右，然后压注 1～2m 30～35 泼美度水玻璃，紧接着压注 1～2m
清水并注浆。

结束注浆前，压入足量（根据管路长短确定）的清水，关闭孔口阀门，卸 下孔口高压胶管。

压注清水时，应通知井下准备放浆，压水停泵后，将管内残 余浆液流放到吊桶内，提至地面排出。

每次注浆后对设备和管路都要进行检修、 清洗和试运转，为下一次注浆做好准备。

11.注浆效果检查
注浆堵水效果，通常用井筒剩余涌水量和堵水率来表示，选择注浆孔的放 水试验来检查注浆效果。

所有注浆孔钻进、注浆结束后，选择施工过程中出水量最大的注浆孔作为 检查孔。

重新钻孔至设计深度，打开放水阀门，看有无涌水。

如有涌水，待其 稳定后，测量涌水量，然后关闭阀门，测定静水压力。

检查孔内的涌水量不大 于 5m /h
时达到注浆效果；如果孔内涌水量大于 5m /h ，则达不到预期效果，
将该孔按设计标准进行注浆，同时增加第二个孔进行检查。

12.工期安排
根据设备的性能和工艺特点，结合以往施工经验及现场实际施工情况，预 计本段井筒工作面预注浆工期为 8 天。

如遇条件出现较大变化引起工程量变化， 应相应调整工期。

13.劳动组织
注浆采用三八制，每班人员配备见下表：
3 3 3 3 3
14.材料使用、消耗表
15.质量保证措施15.1管理措施
（1）（2）（3）加强质量管理基础工作，落实质量工作职责。

围绕总体质量目标，实行管理、技术、经济多轮驱动措施。

做好施工原材料的管理，所有施工用材料必须经过检验合格后方
可进场，严禁使用不合格的材料。

（4）加强现场质量监督检查力度，严格实行质量否决权。

15.2技术措施
（1）（2）严格按设计要求施工，未经批准任何人不得对设计进行变更。

加强施工过程中的技术基础管理工作，认真研究施工过程中钻孔
揭露的地质条件，为调整工艺技术参数提供资料。

（3）严格按照设计要求的浆液配比进行造浆，控制浆液的搅拌时间。

因设备故障等原因造成注浆中断，中断时间超过4小时，剩余的水泥浆必须遗弃。

（4）注浆压力是保障注浆效果的重要工艺参数，实际压力不得小于规定。

注浆过程控制必须符合规范要求。

16.安全保证措施
16.1钻探施工安全技术措施
（1）经检查钻机和注浆泵完好，方可正常使用。

（2）钻机底座要进行打锚杆固定，防止钻机在钻进期间底座松动倾倒伤人。

（3）开钻前，做好检查钻机稳固情况和水泵排水情况等工作，符合要求后，方可开钻。

（4）钻进前，先检查钻杆，保证不堵塞、不弯曲，让钻机先空转3-5分钟，确认无问题后，方可接上钻杆、钻头，必须打完一杆后方可接上第二杆，钻机转动部分两侧严禁站人。

（5）钻进中，施工人员要扎紧领口、袖口，佩戴好矿灯、安全帽，钻工要注意观察钻机运行情况，如有异常，要立即停机，查找原因，待故障排除后再工。

（6）钻孔孔口套管必须进行耐压试验，耐压试验的水压必须达到设计
要求，若钻孔漏水须重新注浆，复钻再进行试压，直到孔口管达到耐压要求。

（7）若钻孔水压较大，为确保施工人员的安全，必须使用防喷冒和孔
口钻杆卡持器等防喷反压装置，以免钻具被高压水顶出伤人。

（8）钻进时，压力不宜太大，要轻压慢进，待钻机工作平稳后，再逐
渐增大压力，钻探工要认真观察钻机运转情况，发现异常，立即停机查找原因，及时处理。

（9）项目部要加大监督检查力度，施工人员保证钻进质量，严格按设
计施工，每班至少向调度室汇报三次作业进度及存在问题。

16.2注浆施工安全技术措施
（1）（2）注浆前，认真贯彻注浆施工安全技术措施。

注浆前，应将注浆泵检修完好，并检查管路连接系统是否正确，
注浆孔口管是否埋设牢固。

（3）（4）井内的输浆管要连接紧密，吊挂可靠，防止跑浆和坠落。

注浆前，要对管路系统做耐压试验，检查管路上的所有接头、法
兰、阀门及管件的耐压能力，如有不符合要求的，及时更换。

（5）注浆期间，要设专人观察井壁、阀门、注浆管周围是否跑浆，发现跑浆，立即通知停止注浆，查明原因，及时处理。

（6）注浆钻孔孔口必须安装压力表，作好注浆压力记录，如出现压力骤升或骤降，应立即停止注浆查明原因后，及时处理，再重新开始注浆。

（7）（8）注浆泵运转前，要先吸清水，检查无问题后，方可吸浆液。

注浆时，浆液浓度调整后，压力表上升较快，应采取注注停停，
停停注注的办法，让浆液在岩层裂隙沉析、填充、凝固。

（9）注浆人员佩带防护眼镜、手套，防止浆液溅入眼内。

（10）每次注浆工作结束后，要把注浆泵清理干净，物料堆放整齐。

并清理管路，井下残浆严禁倒入井内，只准排入吊桶提至地面倒掉。

工具及生产工具要用尾绳固定在牢固可靠的地点，防止滚动坠落。

（11）注浆时，作业人员要远离注浆泵，防止被注浆泵的皮带轮缠着衣服，造成工伤。

（12）在注浆期间，人员严禁站在注浆管的正前方，严防注浆压力骤然升高导致注浆管破裂后反弹伤人情况发生。

施工人员应严格按照本方案进行施工，本方案未尽事宜参考相应施工规范及国家相关规定进行施工。