青云煤業(yè)主井井筒工作面打鉆注漿施工安全技術(shù)措施
一、工程概況
主立井井筒設(shè)計(jì)凈直徑Φ5.5m,井筒工程量為695.8m,基巖段為素砼支護(hù),支護(hù)厚度為400mm,砼強(qiáng)度C30;
主立井井筒現(xiàn)成井133m。2012年2月12日6點(diǎn)10分傘鉆打眼,共打三個(gè)鉆孔,在鉆孔4m左右都出水,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)感覺涌水量大,項(xiàng)目部派技術(shù)人員下井觀察實(shí)際情況,6點(diǎn)30向青云煤業(yè)項(xiàng)目部、監(jiān)理部匯報(bào)有關(guān)情況。然后將傘鉆提到井口,7點(diǎn)30分施工、建設(shè)、監(jiān)理三方共同下井實(shí)測(cè)涌水量,經(jīng)實(shí)測(cè)涌水量為每小時(shí)40.144m3?,F(xiàn)共有三個(gè)鉆孔出水,出水工作面標(biāo)高+855.5m。
二、方案的確定
首先對(duì)現(xiàn)出水的3個(gè)鉆孔進(jìn)行注漿,然后利用潛孔鉆機(jī)打鉆檢驗(yàn)水漿效果,如出水繼續(xù)進(jìn)行注漿,打鉆深度46m。
三、設(shè)備選型
1、鉆機(jī)
DZ100型潛孔鉆機(jī)2臺(tái),鉆注工具一套,倒鏈一套。
2、注漿泵
YSB-250/120一臺(tái),KBY-50/120一臺(tái),攪拌機(jī)一臺(tái),儲(chǔ)漿池兩個(gè),清水罐一個(gè),水玻璃罐一個(gè)。
四、探水工作
探水工作使用DZ100型潛孔鉆機(jī)鉆孔,首先要搭設(shè)工作平臺(tái),將潛孔鉆機(jī)用扒鋸固定在工作平臺(tái)上,然后按下列參數(shù)進(jìn)行探水工作。
1、工作平臺(tái)
木結(jié)構(gòu), 150×150mm×3m方木。搭設(shè)工作平臺(tái)時(shí),應(yīng)先對(duì)探孔編號(hào),以合理布置平臺(tái),布置原則以不影響施工探孔。
2、探水參數(shù)
?、偬窖蹅€(gè)數(shù)
4個(gè)(1#、3#、5#、7#),1#孔布置在巖石傾斜上方,其他孔按順時(shí)針方向布置。
?、谔窖凵疃?/p>
46m
?、鄄佳鄯绞?/p>
同心圓徑向斜孔,角度α=3o
?、荛_口圓徑和間距
D=5m,L=3.92m
?、菰?個(gè)探孔鉆探深度到預(yù)定深度的過程中,若單孔涌水量小于5m3/h,可繼續(xù)鉆探,等探到預(yù)定深度后,再進(jìn)行工作面預(yù)注漿;如果單孔涌水量超過5m3/h,應(yīng)立即停鉆,采用工作面預(yù)注漿封水。
五、工作面預(yù)注漿
本次工作面預(yù)注漿采取預(yù)留巖帽作為止?jié){墊,要固定好鉆孔孔口管,鉆孔注漿前首先加固止?jié){墊。工作面預(yù)注漿采用單、雙液結(jié)合方式,即:先注單液水泥漿,當(dāng)注漿量過大時(shí),如仍不顯示壓力,即改用水泥—水玻璃漿液??蓪⒆{站設(shè)在地面井口附近。
1、布孔參數(shù)
?、僮{段高
46m
?、诳讛?shù)
8個(gè)
③布孔方式
同心圓徑向斜孔,角度α=3o
④開口圈徑向斜孔
D=5 m,L=1.96 m
⑤在工作面預(yù)注漿時(shí),由于角度α與開口圓徑與探水時(shí)相符,所以可利用探水時(shí)的探孔,根據(jù)間距,正好在1#、3#孔間布2#孔;3#、5#孔間布4#孔;在5#、7#孔間布6#孔,于7#、1#孔間布8#孔。
2、止?jié){巖帽
?、僦?jié){巖帽厚度
B=Po·D/4[τ]
式中:
B—止?jié){巖帽厚度,(5.5m)。
Po—注漿終壓,取靜水壓的3倍;取2.4Mpa
D—井筒凈直徑,5.5m。
[τ]—巖石抗剪強(qiáng)度,層狀砂巖,取1.2Mpa。
?、谥?jié){巖帽的強(qiáng)度要求
搭好工作平臺(tái)后,打開口鉆采用φ130mm鉆頭鉆進(jìn)2.0m,然后采用φ108mm無(wú)縫鋼管作為孔口管,孔口管外壁焊接幾圈φ6㎜盤條,孔口管帶高壓閥門,采用雙液固定;待凝固后鉆眼至2.5m—7.5m,然后注單液水泥漿加固止?jié){巖帽,打一個(gè)孔注一個(gè)孔,全部注完后并養(yǎng)護(hù)至少24小時(shí),止?jié){巖帽即可以承受注漿壓力。
3.注漿參數(shù)
?、僭O(shè)計(jì)終壓
Po=3Hr/10
式中:
Po—注漿終壓,2.4Mpa。
H—注漿工作面至靜止水位的水柱高度80m。
R—水的比重,取1。
?、谧⑷肓?以10米為單位,視實(shí)際注漿段高乘以一定系數(shù)而定)
Q=π(r+H/2tgα+R)2×H×N×λ×η/M
式中:
Q—預(yù)注水泥漿用量。
r—井筒荒徑,取3.2m。
H—注漿段高,10m。
α—傾斜角度,α=3°。
R—漿液擴(kuò)散半徑,6m。
N—巖石裂隙率,取3%。
λ—漿液損失系數(shù),取1.3。
η—裂隙充填率,取95%。
M—漿液結(jié)石率,取0.9。
?、圩{分段高
原則上一次鉆注全深,但當(dāng)鉆孔有裂隙卡鉆或者巖蕊破碎塌孔時(shí),或者鉆孔單孔出水量達(dá)到5m3/h,應(yīng)立即注漿,注漿后掃孔繼續(xù)鉆進(jìn)。
?、茔@注順序
單孔段交替鉆注。分單號(hào)組與雙號(hào)組,先施工單號(hào)孔組,再施工雙號(hào)孔組,利用后施工鉆孔檢查前期施工鉆孔的鉆注效果,最后一個(gè)孔全孔掃孔,并加深2米作為全注段的檢查孔。
⑤漿液材料及濃度配合比
a、注漿材料