夏店矿回风井井筒过刘家沟组砂岩工作面预注浆措施

夏店矿回风井井筒过刘家沟组砂岩工作面预注浆施工安全技术措施

编制单位：夏店矿项目部审批单位：平煤建工集团一处项目经理：工程科：

项目副经理：机电科：

技术负责人：通防科:

编制：检查科：

矿建副总：

机电副总：

通安副总：

总工程师：

夏店矿回风井井筒过刘家沟组砂岩工作面预注浆施工安全技术措施

一、工程概况

夏店井田位于汝州煤田东部，汝州市西北，东临庇山矿区，其中心距离汝州市约15km。夏店矿回风井井口设计标高+307.8m，井筒中心坐标为X=3792897.000，Y=.000，井底标高-560.0m，井深876.8m（含井底水窝9m），净直径6.0m。

回风井表土深度33m，表土及风化基岩段支护段长42m,支护形式：采用[16a槽钢井圈背网+双层钢筋砼支护，支护厚度520mm。正常表土段30m，砼强度为C40。基岩段834.8m，砼强度为C40。

截止2010年7月25日该井筒已施工33m，根据施工组织设计的要求以及回风井揭露的情况，三叠系下统刘家沟组（T￤）下部富水性强，涌水量大，需采取超前探测，预留岩帽再进行工作面的方式通过该层含水层。

二、水文地质

根据井检孔水文地质资料，井筒上部为第四系表土，第四系表土层埋深为0～33m，其中0～13.2m段为卵石层，13.2m厚，13.2～21.8m为粘土层，8.6m 厚，21.8～33m段为砾石层，硬粘土填充，第四系表土层涌水量约为17m3/h。

三叠系刘家沟组（T￤）埋深为33～129.8m，层厚96.8m，上部18m为风化基岩，下部83.8m为正常基岩，金斗山砂岩岩性为浅黄～浅褐色长石石英砂岩，巨厚层状，硅质胶结，次圆～次棱角状，分选性中等～差，垂直裂隙发育，含水层为动储量，受大气降水影响较大。该含水层性质为裂隙承压含水层，涌水量约160～220 m3/h，自然水位标高+282.960～+281.603m。金斗山砂岩为刘家沟组的主要含水段。

该区域岩层倾向北东，倾角约15。左右。

据夏店矿井检孔报告可知，三叠系下统金斗山砂岩垂直裂隙发育，含水层为动储量，受大气降水影响较大，为裂隙承压含水层。

三、施工方案

根据刘家沟组砂岩段水文地质情况，我项目部决定遵循“有疑必探，先探后掘”的防治水原则，采用超前探测，预留岩帽进行工作面预注浆的施工方案。

将刘家沟组砂岩段含水层做为注浆段，在井深32m位置即进入刘家沟组砂岩风化段上面时开始超前探水，预留10m预注浆岩帽，用DQ-50型潜孔钻机造孔，孔深25m，高、低帮各布置一个。如果探测没水，风化基岩段则允许施工18m，超前距不小于7m，正常基岩段则允许施工20m，超前距不小于5m；探测有水则对探水孔安设注浆管进行注浆，然后再采用预埋孔口管的方法进行工作面预注浆及检查注浆情况，孔眼布置49个，孔深25m，其中注浆孔24个，检查孔兼注浆孔25个，布置在注浆孔之间及井筒中心，以验证注浆效果。布置孔眼数量根据检查孔检测注浆效果可酌情增加。

每个注浆循环完毕后，向下掘进时允许进尺20m,并预留不小于5m的超前

距（风化基岩段不小于7m），然后再按上述方案继续注浆，直至该层含水层施工完毕。注浆完毕掘进时，每炮必须用伞钻在高、低帮及两帮布孔探水，眼深7m。无水则掘进，有水则继续注浆。

附图：注浆孔及检查孔布置平面图

注浆孔及检查孔布置1-1剖面图

四、施工方法

鉴于当前工作面砂岩风化程度高，且每循环注浆钻孔及掘进爆破对工作面底板围岩的破坏，不利于潜孔钻机在其上布孔，钻孔前在工作面上施工不低于1m的混凝土垫层，待混凝土垫层养护期到后再在其上采用预埋孔口管的方法布孔注浆。

1、注浆前的准备工作

①、注浆前要认真贯彻措施并群签。

②、注浆前技术人员要对照进尺和层位，超前探水，保证注浆岩帽风化基岩段不小于7m，正常基岩不小于5m。

③、地面及吊盘，工作面声光信号及电话要安好，并做好风、水、电供给工作。

④、安装好注浆机、钻机、搅拌机并进行试运转。

⑤、做好材料购置及其它准备工作。

2、施工方法

①、孔口管的选择、安设及试压

根据以往注浆经验，使用长度为3.2m，孔径为108mm的铁管，上端焊接带一寸阀门的法兰盘作为注浆用孔口管。安装孔口管时，先用3.5m的长钎子按照注浆孔参数对埋孔位置进行短探，在没有涌水的情况下用直径130mm的钻头开孔，孔深3.2m，之后将孔口管下到孔内，孔外预留0.2m，压上压盖后用注浆机注浆充实，直至周围的浆液饱满溢出为止。浆液水灰比为：水泥:水=1:1，水泥浆:水玻璃=1:0.5。待浆液凝固24h，扫孔大于3.5m深用注浆机压水试压，

压力不小于7.5 MPa（5MPa注浆压力的1.5倍）。

②、深孔注浆

在井口使用JL-200型搅拌机拌制浆液，在井筒工作面搭设一个1.5m高工作台，放置注浆泵及操作开关。另存放4个0.5m3的铁桶，两个存放水泥浆液，一个存放清水，一个存放水玻璃。工作面的供风、信号、动力电缆、照明电缆利用原有的设施。供水和水泥浆利用溜灰管供给，潜孔钻机打眼造孔。

按注浆方案中的布孔要求预埋孔口管并在孔口管内套孔注浆。孔口管先施工外圈后施工内圈，外圈孔口管圈径5.5m，孔深25m，倾角84°, 孔底超过荒断面周边2m以上，Φ90mm钻头凿孔，周边布12个孔做为注浆孔。注浆采用下行式，既孔内涌水超过5m3/h时停止打孔进行注浆，然后扫孔再注浆，直至孔深达到设计要求。注完浆后再在以上12个孔之间间隔打检查孔，检查孔同样下套管，如果无水则注入水泥、水玻璃双液浆封孔，有水则重新注浆，直至达到终孔要求。

外圈施工完毕后再在内圈以圈径3m布置6个注浆孔，注浆孔倾角87°，孔深25m，无水则封孔掘进，有水则注浆完毕后在6个孔间隔和井筒中心打检查孔重新注浆，直至达到终孔要求。

以上所注浆孔和检查孔施工完毕，检查无水后，再以圈径4m均匀布置12个倾角74°孔深12m的注浆孔，对注浆段5～12m注浆控制范围做小段补充注浆。

按1.5m的扩散半径布置，注浆孔30个，检查孔兼注浆孔19个，合计49个。检查达到注浆止水设计要求后则开始掘进，检查孔仍有涌水则酌情加孔继续注浆，直至达到掘进条件。

3、注浆设备、材料及相关参数选择

根据主井注浆情况，回风井过刘家沟组砂岩含水层工作面预注浆以水泥浆为主，改性脲醛树脂化学浆为辅。单孔涌水量大于5m3/h时采用水泥浆，单孔涌水量小于5m3/h且水泥浆注入困难时采用改性脲醛树脂化学