工作面注浆措施

神华杭锦能源有限责任公司

塔然高勒煤矿

井筒工作面注浆施工安全技术措施

施工单位：中煤三建二十九工程处

单位负责人：陈志文

技术负责人：韩旺海

编制人：孙斌

编制日期：2007年09月25日

审批记录主持人：

一、工程概况：

神华集团塔然高勒煤矿主井井筒全深643.53m，井口绝对标高+1492.0m，（钢筋）砼支护，素混凝土段井筒荒径φ9.4mm，净径φ8200mm，掘进断面69.4m2，净断面52.8m2，支护厚度600mm，混凝土强度C50。截止到2007年9月22日井筒累深246.75m，该段为粉细砂层其中夹有砾石。根据地质勘探资料提供及风井井筒实际揭露层位地质情况；在井筒累深251.3m处，揭露一层细砂层，灰绿色，松散极易风化坍塌，251.3m~253.8m处底板工作面发现有涌水、涌砂现象，其涌水量20m3/h。危及井筒质量安全施工，因此我单位根据这一实际地质情况，经建设单位、监理单位会议一致决定，对井筒进行工作面注浆，以使井底工作面、壁后形成水泥-水玻璃胶结圈，使流砂固结，形成与上部岩层的隔水层，给以后井筒掘砌创造有利条件。

二、注浆方案

根据井筒地质资料及风井井筒实际揭露情况分析，涌水及涌砂层在井筒累深248m~249m以下，其注浆方案具体如下：本次工作面注浆是以封堵流砂及流砂层水为目的，采用人工浇筑砼止浆垫，预埋Φ108mm*6mm钢管,上焊高压法兰，做打钻注浆孔口管。

三、注浆工程设计

本措施针对实际揭露的井筒流砂层，所穿通的流砂层含水层的相应位置，进行的工作面注浆。

注浆起止深度及注浆方式

根据封井井筒已揭露地质条件，确定探流砂水注浆起始深度（见下表），注浆方式为压入式注浆。

附：注浆起、止深度表

（1）注浆孔的布置

根据实际揭露水文地质条件、井筒特征、类似工程的施工经验计算出注浆孔数为12个，钻孔距井壁为500mm，钻孔面向井壁的径向倾角为5O~70。

（2）注浆孔施工顺序

注浆孔12个，按顺时针布置，1#孔布置井筒西正北方向，钻注顺序为对称开孔注浆，探水孔4个兼做注浆孔,分别在布置在东南西北方向距井中2000mm。孔间距均匀布置，在井中布置一个滤水桶，钻孔编号见钻孔平面布置图。

（3）注浆压力

注浆压力是驱动浆液在裂隙中流动、扩散、充塞压实的能量，是控制浆液距离的重要因素之一。注浆压力定为4. 0~5.0Mpa，前期封堵水及软砂注浆取低值，后期针对流砂注浆取高值，注浆终压取5.0Mpa。

（4）注浆材料及浆液注入量

A、注浆材料

本次注浆选用单液及双液注浆，水泥采用新鲜的P.O42.5R硅酸盐水泥，水玻璃选用Be′=30~40，模数2-3的新鲜水玻璃，水灰比由1:1来调配（水泥浆液配制如下表）；浆液使用原则为先稀后浓，先单液后双液，水泥浆与水玻璃浆比C:S=1：0.6，由单液变双液注浆标准为单孔注浆压力接近或等于注浆终压，泵量<30升/分，稳定20～30分钟，即可结束注浆。

水泥浆液现场配制表

B、注入量

利用公式粗略计算如下：

Q=λπR2Hηβ/m

=1.3×3.14×9×8×0.03×0.8/0.67

=10.5m3;

式中：Q--注入量 m3;

R--浆液扩散半径 R=3m

H--注浆段高 H=8m

η--岩层裂隙率% η=3%

β--注浆有效充填系数β=80%

m--结石率 m=0.67

λ--注液损失系数λ=1.3

平均按水灰比1：1折算，本次注浆段水泥用量约为95吨。（5）复合型止浆垫

砼止浆垫为单级平底型，砼设计标号为C50。配合比为水泥：水：砂子：石子：外加剂1：外加剂 2 =1：0.38：1.53：2.20：0.25：0.10（水泥选用P.O42.5R普通硅酸盐水泥）。止浆垫厚度2.0m,碎石垫层厚度为0.5m，养护期3天。

为防止止浆垫与井壁间漏水漏浆，要求止浆垫层与井壁重叠500mm，且在重叠段将井壁周圈用风镐刷出一道槽，槽深300mm，槽高350mm。砼浇筑，采用井筒施工的地面砼配制，经底卸式吊桶下料浇注。浇注要连续施工，加强震捣。

四、注浆孔施工

注浆钻孔采用1台SGZ-ⅢA型液压钻机，配Ф50mm钻杆，钻

头采用Ф73mm、Ф65mmPDC复合片系列钻头施工，用清水作循环液。在打钻前，要在Ф108mm孔口管上安设Ф108mm高压闸阀，以防钻进时含水层突水造成突水事故。

打钻施工是在工作面上进行的，钻进过程中，钻孔涌水量超过10m3/h，或因岩石破碎塌孔难以钻进时，停钻注浆，正常情况下钻进至设计深度。终孔时要核实钻具长度，确保钻孔深度符合设计要求。

五、孔口管埋设

先施工砼止浆垫而后埋设16个孔口管，将钻机按设计的方位、孔径固定在打钻平台上，预埋孔口管时，钻孔的方位角要由专业技术人员进行操作，预埋过程中要及时准确校对。

六、注浆作业

1、注浆站及输浆管路

地面配制单液水泥浆利用简易搅拌机作为一级搅拌池，采用输浆管路到工作面，上料利用人工上料。

2、注浆设备试运转

注浆设备及管路安装完毕后，必须进行试运转，注浆系统要满足最大注浆压力和流量的要求。经试运转及耐压试验，设备应无异常响声。具体作业程序如下：

(1)全面检查注浆、搅拌系统及管路联接处等。

(2)注浆系统进行无负荷试运转。

(3)全系统联合试运转。

(4)处理存在问题，并再次进行试运转，直至符合要求。

3、注浆作业

(1)注浆作业流程：

浆液经搅拌系统搅拌后经注浆泵、注浆管进入受注岩层。(2)作业程序：