注浆分析报告

麦垛山煤矿副、回风立井工作面注浆堵水

施工过程分析及改进措施

一、总体概况：

我单位施工的麦垛山煤矿副、回风立井井筒采用普通凿井法施工，其中直罗组下段含水层组堵水方案采用地面预注浆法施工。为了加快矿建进度，缩短建井工期采取注浆与井筒施工平行作业的办法。

回风立井地面预注浆于2008年6月3日开钻，于2008年9月10日竣工。井筒于2008年6月26日开挖，目前成井271.5m，工作面深度为273m。在10月20号伞钻凿岩时，先利用伞钻超前探水，探水孔4个。在探孔深4.7m开始涌水，继续向下钻进水量不断增大，孔深9.5m涌水量达到22m3/h。

副立井地面预注浆于2008年5月26日开钻，于2008年10月2日竣工。井筒于2008年6月26日开挖，目前成井251m，工作面深度为253m，在10月24日伞钻凿岩时，先利用伞钻超前探水，探水孔4个。在孔深4.5m开始涌水，继续向下钻进水量不断增大，孔深9m工作面涌水量达到21m3/h。

两个井筒均在同一层位出水且水量相似，据分析该段地层是以孔隙水为主，孔隙直径小于粘土水泥浆的粒径，此类浆液对该段孔隙水封堵效果较差。根据资料预计，下部大的裂隙等过水通道已封堵，对高角度微细裂隙水、孔隙水封堵效果较差。

二、方案初设：

根据10月26日会议要求，两井筒停止掘砌，堵水方案采取工作面预注浆方法。我们编制了工作面预注浆施工组织设计，采取先探后注的办法。探水孔设计深度为100m，利用一个止浆垫分两段探水，先行3个钻孔深度为50m，找出出水层位。探水过程中若水量超过10m3/h便进行注浆，待50m以上地层注浆合格后，再探50m～100m段，待100m 以上地层注浆合格后，井筒方可继续向下掘进。

三、注浆前的准备工作及注浆施工工艺

㈠、造孔、注浆设备选型

1、钻机选型

选用ZDY650(MK-3)型煤矿用全液压坑道钻机。一次推进行程 1.5m，适用钻孔深度

150m，最大给进速度可达0.43m/min，最大给进力25KN，最大起拔力36KN。钻杆直径Φ50，1.5m/根。

2、注浆泵选型

选用日本大和钻探公司生产的HFV-C型液压驱动注浆泵，注浆压力最高达13Mpa，流量为0～200L/min。

㈡、注浆施工工艺流程

㈢、注浆站的建设及输浆管路

注浆站设在井口搅拌站旁，选用JW-1000强制式搅拌机作为第一次搅拌，水泥选用“赛马牌”P0.42.5R散水泥直接输入搅拌机内，加入适量的清水搅拌好后，放入砌好的浆液池中，池中始终用扫眼器吹动搅拌，以免水泥浆沉淀。站内布置2台HFV-C型液压驱动注浆泵，注浆机吸浆管放入浆液池中。注浆管采用井内固定的Ф57×7.0mm无缝钢管（供水管）井上、下分别通过高压快速接头和φ25高压软管连接，井下注浆软管通过三通与孔口管上高压球阀（180kg/cm2）连接。

注水泥、水玻璃双液浆时，在工作面搭设的操作台设置一台2TGZ-60/210型注浆泵，放炮电缆作为动力电缆，安装注浆管，进行注浆。用氧气乙炔割四个废油桶作为拌浆桶及储浆桶、清水桶，并设在吸浆管路一侧，清水从地面由吊桶下放至工作盘储水桶。剩下的一个油桶盛水玻璃，并放置在靠近储浆桶侧。水玻璃用25L塑料桶从地面下放到操作台。

㈣、搭设钻机平台

为便于钻机找正定位与搬迁，保证钻孔的质量，为在钻进过程中，井筒正常排水与捞岩粉，要求在止浆垫2m以上位置，搭设工作平台。材料选用￠159管子和50mm厚木板搭设。

四、工作面注浆施工过程简述：

㈠、止浆垫施工及加固

根据现场情况两井筒均是在有涌水情况下浇筑止浆垫，所以在施工止浆垫前铺设800mm厚的滤水层并在井筒工作面中心布置一根φ325无缝钢管，其上口超过止浆垫表面300mm。在浇筑砼时，将电泵放置在φ325无缝钢管内控制水面不超过滤水层。止浆垫厚度是根据注浆终压和井筒净断面不同计算出副立井止浆垫浇筑厚度为 4.0m；回风井为3.0m,均采用C40混凝土。两井筒均采用φ108孔口管同心圆布置并根据井筒荒净计算副立井设计为14根，回风井设计为10根，孔口管上端焊接160kg/m2的法兰盘。回风立井于10月31日浇筑完止浆垫，副立井于11月5日浇筑完止浆垫。（止浆垫的结构见附图：）㈡、造孔与注浆

从开始至11月21日副井完成注浆孔数为10次，造孔次数为10次，注入量为129.1m3。回风立井完成注浆孔数8次，造孔次数为9次，注入量为56.2m3。（见注浆成果汇总表及进度图）

五、注浆成果与分析

1、地面预注浆情况回顾及效果简析：

⑴、根据整个井筒每个注浆段的注浆量分别统计，通过公式R=SQRT（Qm/A∏Hnβ）计算，得出各段的注浆半径。将注浆半径减去注浆圈径，得出该段的单孔浆液扩散半径，，注浆帷幕厚度完全达到设计和施工的技术要求。

⑵、注浆压力是评价注浆质量的重要指标。它是浆液克服阻力，在裂隙中运移、扩散、充填的动力，决定浆液充填是否饱满，注浆固结硬化强度的主要因素。它与岩性，裂隙开度等特征和浆液类型、浆液浓度注浆时间有密切关系。

麦垛山煤矿立井井筒地面预注浆终压值依据井筒水文地质条件，综合了我国煤炭系统多个井筒地面预注浆成功的数值而确定的。岩帽段为静水压力的2.5倍，注浆段为静水压力的3.0倍。完全满足注浆堵水的需要。

⑶、注浆量是评价注浆质量重要参数，充足的浆液注入量，在持续高压作用下，压密脱水，固结形成稳固注浆帷幕体，切断裂隙涌水通道，堵死地下水补给来源，以实现打干井。

回风立井浆液总注浆量7652m3，原设计注入量6140m3，超过原设计1512m3，井筒平

。副立井浆液总注浆量9144m3，原设计注入量7580m3，超均每米注入量高达42.51m3/m

井

过原设计1564m3，井筒平均每米注入量高达51.66m3/m

。注浆量超出设计的主要原因为：

井

为保证工程质量，每次注浆合格标准严格按照设计要求的终压、终量、稳定时间、注浆量的参数标准四项全部合格方能结束注浆。由于注浆量合格时其他三项技术参数未必全部合格，故只能继续注浆至所有技术参数均达到设计要求。造成每个注浆段注浆量都略多于设计量。充足的注浆量使注后井筒地层水文地质条件明显改善，岩体强度提高，将给凿井创造优越条件。

⑷、为了求得水文地质参数，计算注浆后井筒剩余水量，评价注浆效果。由最后一个注浆孔待所有注浆孔全部完成注浆任务做注浆质量检查孔进行压水试验。

压水试验设备为 BQ-350型注浆泵，路管用Φ50mm输浆管，用麻缠、拧紧，防止滴漏，孔口安装逆止阀。选用量程0-16.0MPa压力表。

压水试验采用流量法计量，秒表计时，用流量控制稳定压力；采取分段压水，每段分3个压程，分别采用93L/min、126L/min、169L/min三种流量进行试验。

麦垛山煤矿立井注浆质量检查采用压水试验，注浆孔压水深度与注浆段一致，说明井筒注浆后，含水层的裂隙绝大部分被封堵，水流通道被切断，水文地质条件大大改善。通过压水试验计算注浆后累计井筒剩余水量仅1.461m3/h和0.562m3/h证明注浆各技术参数均达到设计要求。见表6-1

地面预注浆质量检查孔压水试验计算表表6-1