井筒注浆

井筒注浆 东荣二矿南翼风井井筒注浆作业规程 一、 工程概况 东荣二矿南翼风井设计深度325.383m，井口标高+68.0m，净直径5.0m，净断面积19.63?，井底水平标高-257.383m。 表土段井壁结构为夹塑料板的双层钢筋混凝土复合井壁，内层井壁壁厚650mm;0m~-101.79m外层井壁壁厚为400mm;-101.79m~-226.79m外层井壁壁厚为600mm;-226.79m~-241.79m为壁座壁厚为1250mm;基岩段76.54m，壁基岩段为单层钢筋混凝土井壁，壁厚400mm，150mm厚喷射混凝土临时支护。井底与车场连接处7.05m，单层混凝土井壁，壁厚400mm，150mm厚喷射混凝土临时支护。具体设计参数见表。 井筒穿过169.4m的第四系冲积层，6.0m第三系泥岩和基岩破碎带33.60m，其中强化带22.60m，弱风化带11m。第四系冲积层由粗中砂、细砂、砾砂、粘土层组成。含水丰富，透水系数大。第三系地层由半胶结的砂岩组成。(地层见图) 井筒采用冻结法施工，一次冻全深，差异冻结。冻结深度240/336m。(冻结参数见表) 冻结于2008年8月29日开机，2008年11月1日试挖， 1 2009年5月12日停机。 南翼风井井筒技术特征表 序号 名 称 单 位 数 量 备 注 径 距 m 44460640 1 井口坐标 纬 距 m 5191600 标 高 m +68.0 222 井筒掘进断面 m 29.21,45.34 净断面19.63m 3 井筒全深 m 325.336 4 冻结终深 m 336 5 井筒净径 m φ=5.0 6 井 壁 结 构 形 式: 内、外 层 钢 筋 砼 复 合 井 壁 壁 厚(mm) 钢筋规格 砼强度等级 段号 起止标高 段高 内外壁间为聚乙烯塑 (相对)m (m) 料板δ=1.5mm×2 内壁(外壁) 内壁(外壁) 内壁(外壁) 环筋 外壁铺设泡塑板 φ22(φ22) ? 0,-101.79 101.79 650 (400) C40 δ=50mm 竖筋 φ20(φ20) 环筋 外壁铺设泡塑板 φ22(φ20) ? -101.79,-226.79 125 650 (600) C50 δ=50mm 竖筋 φ20(φ20) 环筋 φ22(φ22) ? -226.79,-241.79 15 650 (600) C50 竖筋 φ20(φ20) 环筋φ18 网喷作为临时支护 ? -241.79,-318.33 76.543 400(150) C35 竖筋φ20 喷厚δ=150mm -318.33,网喷作为临时支护 ? 7.05 400(150) C35 -325.383 喷厚δ=150mm 2 3 4 5 南翼风井井筒冻结参数表 冻结方案 差异冻结 5.5 井筒净径(M) 700 内层井壁 井壁厚度(MM) 500~750 外层井壁 8.0(0,171.05);87.5(171.05,351.05); 掘进直径(M) 7.9(351.05~366.05)6.4(366.05,388.00) 180.70 第四系地层 冲积层厚度(M) 139.25 第三系地层 388 井筒深度(M) 412/325 冻结深度(M) 长腿/短腿 11.6/12.4 布置圈径(M) 冻结孔 2.014/2.153 开孔间距(M) 18 18 深孔数 浅孔数 测温孔(M/个) 412/1，325/1 水文孔(M/个) 62/1， 99/1 设计盐水温度 去路 ,28? 回路 ,25? 130 积极冻结期(d) 203 维护冻结期(d) 80 冻结至试挖时间(d) 25 试挖时间(d) 333 冻结总工期(d) 6 井筒施工表土段外层井壁采用短段掘砌混合作业，基岩段采用长段单行作业，锚喷临时支护，井筒施工到底后，采用液压滑升式模板由下向上顺序施工井筒与井底车场连接处、基岩段、壁座和表土段内层井壁。 井筒于2008年11月1日试挖，2009年1月17日施工完第四系砂层，3月15日外壁施工结束，4月28日井筒到底组装滑模机具，4月30日四点班开始滑模，6月9日结束。 2010年8月28日18:00发现井筒出现涌水。经测定为189m?/h，采用浮漂法，连续观测20h稳定。 2010年8月30日，经现场勘察，在井深152.5m向下发现井壁出现环向裂隙，由裂隙向外喷水。 2010年9月5日，经东荣二矿测定涌水量为320m?/h。 2010年8月31日，集团公司确定对东荣二矿南翼风井进行注浆，注浆方案为复合井壁壁间注浆，基岩段采用壁后注浆。 二、注浆方案的确定 依据地质和水文地质条件的分析，随着井壁解冻时间的增长，存在松散层水通过夹层向井筒涌水增大的可能性，为确保矿井的安全，确定复合井壁段采用壁间注浆方式注浆，基岩段采用壁后注浆方式。 三、施工工序安排 根据现场条件及井筒的具体情况、施工条件，本着技术可行、经济合理、安全可靠、质量保证的施工原则，进行如 7 下施工安排: 1、施工准备。 2、操作平台搭制安装。 3、造孔。 4、壁间注浆。 5、验收与收尾。 四、施工准备 1、在地面安装两台JZ-10/800型稳车进行吊盘悬吊。 2、井内设置一套钢结构吊盘，吊盘根据东荣二矿南二风井设备布置进行设计。、 3、地面安装一台8A-132A型螺杆式压风机作为井筒钻孔用风。风管采用1吋高压胶管，沿吊盘钢丝绳向下布设。 4、通讯、信号、照明、动力电缆沿吊盘绳布置。 5、地面安装一座临时井架，井口将防爆门拆除，安装一个临时封口盘。 6、提升选用一台1.6米绞车提升，采用18×7-21.0-170 不旋转钢丝绳，采用1m?吊桶，进行下料和人员升降。 7、为预防水量增加，在东荣二矿南翼风井井底安设深井潜水泵，由井筒装备管路将水排出，安装两台，使用一台，备用一台。地面排一趟管路进行排水。 8、供电由临时变电所增设1台变压器进行供电。 五、注浆技术要求及参数 复合井壁壁间注浆和基岩段壁后注浆，要分别根据不同 8 层段，渗漏水特征来选择注浆孔的孔数，布置方式、孔的深度和方向等，选用不同类型的材料及制成的浆液，以期达到最佳效果。 注浆范围分成两部分。 第一部分:复合井壁段 0m~-225m，共225m，壁间注浆。 第三系地层和基岩破碎带。 此段地层为第四系地层、 第二部分:基岩段-245m~-318m，共73m，壁后注浆。此段地层为煤系地层。 重点注浆部位为-130m~-190m，共60m。 首先对-130m~-190m段高进行注浆，封堵大的出水裂隙。 注浆顺序方式为先下行注浆，采用水泥-水玻璃浆进行封水注浆，再上行采用水泥单液浆复注。直到达到标准要求。 壁间注浆施工总体采用下行式的方法，分水平作业。个别出现涌水部位必须增加孔数或缩短水平间距，壁后注浆上行式。 注浆材料:以水泥单液浆为主，水泥—水玻璃浆为辅的注浆方式。 设计原则:20m一个分段水平，共分10个分段水平，每个水平设5层注浆孔。 注浆孔布置为梅花布置，层间距为4m，孔距为3.14m，每圈5个孔，孔深650mm。复合井壁段共225m，共44层，220个孔。 基岩段注浆73m，共18层，孔间距3.14m，每圈5个孔， 9 孔深1500mm。15米一个分段水平，5个水平，共90个孔。 复合井壁有裂隙部位，要在其上、下等距离布置泄水孔兼作注浆孔。 注浆压力 1、注浆初始压力 Pa=Po+0.1 压力，H/100，Mpa Po—注浆点静水 正常注浆压力Pb Pb=Po+0.3 注浆终压Pc Pc=Po+0.5 Mpa 取注浆终压Pc为注浆点静水压力的2倍。 2、井壁强度校验 22P=K(E+2RE)/2(R+E) 00 =25Mpa(0.65?+2×2.75×0.65)/2(2.75+0.65)? =4.32 Mpa,2 ×1.7Mpa K=R/n=25 Mpa 井壁强度满足要求。 五、造孔 1、造孔深度、孔口管选择 壁间注浆 井筒为双层钢筋混凝土结构，中间设塑料板，内层井壁厚650mm，外层井壁为400mm、600mm。本次造孔深度要 10 求为650mm。穿过内层井壁，接触到塑料板即可。 孔口管采用Φ42×4.5mm无缝钢管，长600mm，一端车60mm丝扣，能与变头相连接，另一端150mm~300mm段加工成马牙扣。 壁后注浆 井筒为单层钢筋混凝土结构，壁厚550mm。本次造孔深度要求为1500mm。 4.5mm无缝钢管，长1000mm，一端孔口管采用Φ42× 车60mm丝扣，能与变头相连接，另一端150mm~300mm段加工成马牙扣。 2、造孔步骤、孔口管安装 壁间注浆 造孔选用YT-28A型风动凿岩机，用Φ42铸齿钎头钻进(与孔口管相匹配)。钻进400mm安装Φ42×4.5mm孔口管。安装时，在孔口管马牙扣部位缠上生麻后，丝扣部位垫上木板砸入孔口，安装孔口管要求及时牢靠，安装防喷装置，再采用延深钻进，直到塑料板。 确保安全，若在基岩风化带与第四系松散层，接触面附近，特别是在第四系砂层造孔，不能穿透外壁。 壁后注浆 造孔选用YT-28A型风动凿岩机，用Φ42铸齿钎头钻进。钻进1500mm，安装Φ42×4.5mm孔口管，安装时，在孔口管马牙扣部位缠上生麻后，丝扣部位垫上木板砸入孔口，安 11 装孔口管要求及时牢靠。 六、注浆材料，浆液种类及配比 本次注浆施工，壁间为加固注浆，以单液水泥浆为主，双液浆为辅。壁后注浆为封水注浆。 具体使用:双液浆的配合比要根据施工进展及涌漏水情况确定，本次注浆材料选用普通硅酸盐水泥P.O.42.5，模数2.8~3.2、40~45波美度的水玻璃。浓度要根据进浆状况，调整清水试压结果而定，原则上要求浓度1:1。 七、注浆工艺 造孔——安装孔口管——安装防喷装置——延深造——试压——浆液制作——注浆 八、注浆施工工艺 ?、 本次注浆泵选用2TGZ-60/210型高压双液注浆泵一台， 立式搅拌机一台，存放清水，水玻璃桶各一个。 ?、 为准确控制注浆压力，机具设备布置在吊盘的下层盘 上。 ?、 浆液搅拌设在地面，采用两趟Φ25mm高压胶管沿吊盘 绳布置，向井下输送浆液。 九、注浆作业及劳动组织 (一)、注浆作业 1、管路和混合器安装 准备注浆孔，安装阀门，安装混合器，并连接输浆管路系统，安装时防止连错。 12 2、清水试压 管路连接好后，要关闭进浆阀门，打开个管路阀门，开泵用清水试压。标准为注浆终压的1.5倍，持续10~15min，无漏水为合格。 3、测定静水压力 用压力表测定注浆孔出水压力，根据测定的水压力确定注浆压力。 4、染色水试验 将配制好的颜色水，用注浆泵压入注浆孔，用秒表记下后注入至流出时间，确定凝胶时间，浆液搅拌量和堵漏措施。 5、注浆操作要求 ?、注浆前按选定的配比配制浆液。 ?、注浆前对管路系统连接及通讯系统检查，管路连接准确，通讯通畅。 ?、水泥—水玻璃双液浆，注浆时，先开水玻璃泵，后开水泥浆泵，停泵时则相反，以防止管路堵塞。 ?、经常观测进浆量，防止管路堵塞。注浆时设专人观察压力变化和检查管路是否堵塞，如发现堵塞应停泵处理。 ?、注浆时由专人记录浆液消耗量，注浆时间及注浆压力等数据。 ?、注浆过程中设专人严密监测井壁状况，发现异常立即停止注浆，果断处理并及时汇报。 ?、正常注浆施工过程，工作面作业人员要经常打开泄 13 浆阀，观察进浆情况，严防进浆阀堵塞，避免压力达到设计要求后，不能及时泄压。 ?、注浆结束后及时清洗注浆管路。 ?、封孔采用双液浆，切实做到填满捣实绝不留后患，对裂缝出水，采用棉纱，用1:1~1:0.5的水泥—水玻璃胶泥填实压实。 ?、处理大的出水裂隙时，先在井壁上打四个锚杆，采用装有阀门的12mm厚钢板进行安装，并把四周封严，关小阀门，注浆，待浆液扩散至出水点，关闭阀门，继续注浆，至达到要求。 对个别出水大的裂隙上下，采用,20b井圈加固后，进行注浆。 (二)、注浆结束标准 1、注浆终压达到设计要求。 2、注浆量达到充填帷幕的要求。(因为所注孔裂隙不同，单孔注浆量不同) (三)劳动组织 劳动组织采用“三、八”作业制，劳动配备见表。 劳动力配备表 项目 工种 小班人数 圆班人数 备注 2 6 打眼工 打 眼 2 6 注浆工 14 1 3 注 司泵工 浆 4 12 制浆工 2 6 运输工 1 3 维修工 2 6 信号工 1 3 绞车司机 1 电工 1 技术员 2 队长 15 49 合计 (四)、注浆工期 ?、施工准备 20天 ?、注浆(壁间注浆)30天 ?、基岩注浆 15天 ?、注浆收尾 10天 总工期 75天 十、提绞设备选型 提升绞车选用1.6米绞车一台，作为提升人员和升降物 料。 提升钢丝绳选用18×7—21.0—170特型不选旋转钢丝 绳。 提一个1m?吊桶。 选用两台JZ—10/800型稳车提放吊盘。钢丝绳为6×19 15 —31.0—155—I型。 十一、注浆施工质量及安全技术措施 1、造浆前，对于注浆材料的凝胶时间要进行测定，不符合技术要求的材料不准使用。 2、使用水泥——水玻璃双液浆时，每更换一级浆液浓度，必须测定凝胶时间。 3、为防止浆液中混入纸片及水泥硬块等杂物而堵塞管路,在搅拌机倒灰口和出口处设置过滤网。 4、水泥浆搅拌均匀后，方许放入吸浆池，吸浆池内设二次搅拌，以防水泥沉淀。 5、注浆过程中，必须注意观测注浆压力(泵压及孔口压力表)和吸浆量的变化情况。当注浆泵压发生突降，吸浆量迅速减少或不吸浆时，一般是泵的吸水笼头或泵吸浆口球阀(低压阀)堵塞;若泵压突增，而注浆口压力上升很慢或不升压，一般是输浆管路堵塞，当泵压及孔口压力均出现突然上升，而吸浆能力下降或不吸浆，多为混合器或钻孔发生堵塞，要及时处理。 6、注浆中注浆压力突然下降，增大流量仍不回升，属跑浆或超扩散，采用缩短凝胶时间，增大浆液浓度或低压、间歇注浆的方法来解决。 7、注浆是隐蔽性的工程，为保证注浆质量，获得良好的堵水效果，从开始施工到注浆结束，对全过程的每个环节都必须进行质量的检查和鉴定。本设计确定采用注浆孔兼作注浆质量检查孔，不另打检查孔。 16 8、注浆工作开工前，技术人员组织作业人员认真学习安全措施和注意事项。 9、注浆工作开工前，项目部经理、机电车间、安检人员对现场施工设备和施工设施、施工现场进行全面安全检查，发现问题及时处理。 10、施工人员严禁酒后入井，施工人员入井前，必须佩戴安全带、矿灯由安检人员负责监督检查。在吊盘上作业时，安全带必须挂在牢固的结构件上。 11、每次提放吊盘时，要由段长和机电车间主任共同进行，同时对管线进行提放，设专人统一指挥，吊盘上留吊盘信号和当班段长发送信号。吊盘与地面信号与通讯必须保持畅通。提放吊盘及在吊盘上作业人员必须用安全带生根固定。每次吊盘落到注浆位置时，调整好吊盘后，及时将吊盘固定，并进行吊桶空载运行一次，确认无误后，方可进行作业。吊盘上作业人员必须生根固定在吊盘的结构体上，安全带不生根栓牢，不得从事施工作业。吊盘固定后，吊盘与井壁空隙铺装皮带溜子。 12、入井的工器具及材料搬动，使用前，必须拴好，防止坠落。施工生产的杂物不得扫入井底，废料必须及时装袋升井，不得散放在吊盘上。 13、如井人员要落实安全第一的思想，杜绝“三违”做好自主防范，并防止被他人误伤。 14、由吊桶上吊盘和由吊盘上吊桶时，必须把吊桶停稳，并由吊盘工把好吊桶，协助上、下吊桶人员上下吊盘。确保 17 安全。 15、在吊盘上装卸物料时，必须将吊桶稳好，一人在吊桶内，两人在吊盘进行传接确保物料不坠落。 16、吊盘信号工要认真观察吊桶的运行情况，目接目送到责任区，发现吊桶运行异常及时发送停止信号。及时清理吊桶底部杂物。 17、注浆施工时，确保通风、水、电、通讯信号畅通，不畅通不生产，机电维修人员加强维护及时处理问题，确保设备完好，线路畅通。 18、打眼时打眼工必须站在风钻一侧，推移加压时防止断钎伤人。凿岩机入井前，必须经维修试验，确认正常完好正常工作，方可入井，打眼前检查，凿岩机工作是否正常，风、水管路连接是否牢固。凿岩机工作时由于吊盘上工作空间狭小，凿岩机必须用钢丝绳做保险绳，生根防止坠落。 19、壁间注浆打眼时，作业时作业人员必须注意打到塑料板位置即停止。 20、注浆人员在注浆时不需要正面对着注浆管防止拔管伤人，开闭阀门、拆卸注浆管路及附件时，作业人员要避开正面作业且要缓慢卸压。 21、运输机械设备时注意防止损坏设备或碰伤他人，设备到位后，必须固定牢固，操平找正，防止设备工作时发生跳动现象，碰伤腿脚。 22、注浆施工人员必须熟练掌握各种闸门的操作顺序及开关时间，以防误操作而损坏设备和伤人。 18 23、注浆压力要控制在设计范围内，不许超过设计规定。 24、认真做好注浆观测与记录，记录要真实可靠，以便真实地反映注浆成果。 25、设专人开注浆泵，专人看吸浆管龙头，做到及时注浆或停泵，控制好注浆压力。 26、注浆时注浆工要严密注意注浆动态，观察井壁及跑浆、注浆压力情况，及时汇报，果断处理。 27、注浆人员要做好个人防护，佩戴防风眼镜、防尘口罩、橡胶手套。 28、注浆结束时，要及时清洗注浆泵、搅拌机及管路，并将废浆装入吊桶升井。 29、封口盘和翻矸平台上作业时，井盖门和各种管线门必须关严，防止物体坠落。 30、提放管线时，工具和物料必须生根固定。零件装入工具箱中。 31、建立岗位责任制和工程质量责任制。实行班组自检、互检、交接检。 32、认真执行国家现行颁布实施的《煤矿井巷工程质量检验评定标准》，严格按施工规范进行施工。 33、认真组织全体施工人员认真学习《施工安全技术措施》，全面掌握施工技术要求。 34、梯子间处作业时，必须搭设牢固作业平台，与吊盘的下层盘固定牢固，作业人员安全带生根固定，进行作业。 19 施工设备一览表 序号 项目名称 数量 1 临时井架 1座 2 1.6米绞车 1台 3 吊桶1m? 1个 4 钩头5T 1个 5 JZ—10/800型凿井绞车 2台 6 压风机 1台 7 天轮Φ0.6 2个 8 天轮Φ1.5 1个 9 2TGZ-60/210型高压双液注浆泵 2台 10 立式搅拌机 1台 11 吊盘(双层) 1座 12 封口盘 1座 13 7吨钩头 1套 20 注浆材料 序号 项目名称 型号 单位 数量 1 P.O.42.5 T 800 水泥 2 T 200 水玻璃 38波美度 3 kg 2000 无缝钢管 Φ42×4.5mm 4 麻 5 100 白钢球阀 Φ25 个 6 5 三通 个 7 直通 8 铁线 9 尖锹 10 450 钢丝绳 18×7-31 米 11 900 钢丝绳 6×19-31 米 12 1000 1吋高压胶管 米 21