潞安五里堠煤业副斜井2665m396m之间出水孔壁后注浆施工安全技术措施.docx
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潞安五里堠煤业副斜井2665m396m之间出水孔壁后注浆施工安全技术措施
措施报审表
工程名称：
潞安五里堠煤业副斜井361m—377m段壁后注浆施工安全技术措施
致：
山西煤炭建设监理公司（监理单位）
我单位已完成了潞安五里堠煤业副斜井361m—377m段壁后注浆施工安全技术措施的编制，并经我单位上级相关负责人审查批准，请予以审查。
附：
潞安五里堠煤业副斜井361m—377m段壁后注浆施工安全技术措施
承包单位（章）
项目经理
日期
专业监理工程师审查意见：
专业监理工程师
日期
总监理工程师审核意见：
项目监理机构
总监理工程师
日期
潞安五里堠煤业副斜井
358.5m-378.5m段壁后注浆
施
工
安
全
技
术
措
施
中煤三建（集团）有限责任公司二十九工程处
二Ｏ一二年七月二十日
潞安五里堠煤业副斜井361m—377m段壁后注浆施工安全技术措施
编审单位
签名
日期
编制
单位
编写
审核
审
批
人
员
技术股
安调站
施工队
机电队
运输队
技术经理
安全经理
生产经理
机电经理
批准人
项目经理
会
审
意
见
潞安五里堠煤业副斜井361m—377m段
壁后注浆施工安全技术措施
一、工程概况
潞安五里堠煤业副斜井井筒起点标高+1181.6，井筒落平标高+950.0，坡度为-22°；井筒基岩段3—3断面设计净宽5.4m，净高4.2m，支护形式为U29型钢架+槽钢卡扣+钢筋拉杆+喷射混凝土，壁厚150mm，设计混凝土强度为C20。
副斜井在施工过程中，其中361m—377m段穿过K2、K3石灰岩含水层，经过简单处理后，仍然有大量水涌出，矿方决定对此段进行全断面帷幕注浆。
二、水文地质
石炭系太原组碎屑岩、碳酸盐岩类裂隙岩溶含水层组
太原组K5砂岩含水层以及K4、K3、K2灰岩含水层即属该类含水层。
K5砂岩含水层，在井田连续性较好，岩性多为中粒长石、石英砂岩，局部相变为砂质泥岩，在区内最大厚度5.69m，最小厚度2.18m，平均3.73m。
富水性较弱。
K4、K3、K2三层灰岩裂隙岩溶含水层。
在勘探区内，这三层灰岩连续性均好，K4、K3灰岩在局部稍有变化为泥灰岩。
K4灰岩最大厚度8.92m，最小厚度0.1m，平均3.26m；K3灰岩区内最大厚度4.20m，最小厚度0.19m，平均2.24m；K2灰岩区内最大厚度8.99m，最小厚度0.85m，平均6.42m。
K4、K3灰岩岩溶裂隙稍发育，多以方解石脉或黄铁矿薄膜充填，富水性较差，K2灰岩岩溶裂隙发育程度不同，局部漏水严重（五—3、五—4孔处泥浆消耗量较大）。
由于K2灰岩在各处厚度不一，在东北部厚度大，6.84～8.99m，在中西部厚度小，0.85～5.94m，且岩溶裂隙连通性较差，故富水性也较差。
据五—2孔抽水资料，K2、K3、K4、K5平均渗透系数K=0.000616m／d，单位涌水量0.0002225L/s·m，平均水位H=1189.42m，水质类型为HC03-·Cl—K+·Na+。
三、出水点分布
根据副斜井的出水及揭露的岩石情况，副斜井在361m处开始出水。
此段为Ｋ２石灰岩、细粒砂岩，灰白色，有大量裂隙，含水比较丰富。
第一个出水点距井口310米处右邦底部，第二个出水点距井口361.1m处的左邦顶部（第1根导水管处），第三个出水点距井口368.6m处的巷道顶部，第四个出水点包含两个出水点，距离井口369.4m处的左邦底部、顶部第2根导水管处，第五个出水口距井口370.3m处的右邦底部，第六个出水点距井口375.2m处的右邦底部，第七个出水点距井口376.5m处的顶部（也就是第3根导水管处）。
其中空间比较大经过塞道木处理的位置分别是：
第4、5两个出水孔处的左邦大部分，就是第一根导水管至第三根导水管的整个巷道顶部。
四、本施工安全技术措施编制依据：
1、《副斜井作业规程》
2、《煤矿安全规程》
3、《山西潞安集团左权五里堠煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》
4、《副斜井井筒检查钻孔综合柱状图》
5、《矿山井巷工程施工及验收规范》
6、《简明建井工程手册》
五、注浆方案
1、充填顶板、左邦冒落区
（1）、由于左帮、顶板有部分冒顶，为了便于打钻注浆。
所以必须先用充填材料充填冒顶区域，采用浅孔注浆，注浆孔深度根据打钻情况确定。
2、从上端向下端逐步断面注浆
采用两种类型的钻孔——先对有空间的区域施工比较浅的钻孔注浆，注天固充填或天固加固材料以充填或加固围岩，然后再施工孔深不超过6m的钻孔注浆，注天固堵水或天固加固材料保证堵水效果。
断面与断面的间距为2.5m。
钻孔位置尽量做到平均分布，遇到明显出水眼位置是避开出水眼打孔，每一步注浆都在同一断面上进行，完成一个断面后，再向前推进。
第一个断面和最后一个断面应该距离最外层出水点3m以上。
设计每个断面钻7个深6m的钻孔，（浅钻孔根据充填质量，现场调整），整个出水段预计有9个断面，所以一共有63个深钻孔，打完三个孔注一次浆。
注浆时，隔孔注浆。
注完所有钻孔预计需要10天左右的时间。
3、对于第一个出水孔的处理，采用从出水孔侧面打孔的方式注浆，孔深6m,注浆以后如果水从其他地方出来，再打孔再注浆，直到水被堵住为止。
4、全断面注浆完成以后，如果全断面上不出水而底板出水，则采用全底板面布孔的方式注浆。
如果没有出水，则省去此步。
5、井筒水害治理工程在完成后的安全保证——采用检查孔保证。
检查孔施工于注浆孔的孔与孔中间，深度要大于注浆孔，但不要超过8m。
如果检查孔无水，则证明注浆效果良好，否则在检查孔内补注浆。
检查孔的数量不应少于注浆孔的20%。
6、注浆材料的选择
注浆材料选用：
采用天固注浆材料。
六、注浆终压
（1）注浆压力的确定：
井壁的计算的抗压强度等于0.73MPa。
含水层的静水压力为0.08MPa。
确定的注浆压力就是大于静水压力的2~3倍也不会对井壁造成破坏。
注浆设备的额定注浆压力为10Mp，开始注浆时压力小于0.73Mp,压力慢慢上升至静水压力的三倍，保持注浆十分钟以上就算是达到注浆要求。
（2）井壁强度
计算公式：
P=K（E2+2R0E）/2（R0+E）2
P—注浆部位井壁能承受的压力，MPa
E—井壁厚度，0.15m
R0—井筒的净半径，2.4m
K—井壁材料的允许抗压强度，10MPa
K=R/n
R—井壁材料极限抗压强度，20MPa
n—安全系数，n=2
P=10（0.0225+0.072）/13.005=0.73MPa
七、浆液扩散半径
1、化学浆液凝固的强度
（1）、充填材料：
膨胀倍数3~40倍
最高反应温度≤95度
闭孔率%≥95
10%变形时的抗压强度（kPa）≥10
30%变形时的抗压强度（kPa）≥10
70%变形时的抗压强度（kPa）≥30
（2）、堵水材料：
膨胀倍数≥1.0倍
最高反应温度≤140度
抗压强度：
≥50MPa
（3）、以上数据是经过反复实验得出的典型的实验数据，具体的施工数据可能因环境跳进略有差别。
（4）、现场的实际数据不会小于实验数据的20%。
（5）、经过压力压入裂隙反应后的强度还可能大于这个实验数据。
2、材料的扩散半径是注浆效果好与坏的一个重要的数据，扩散半径与很多因素有关：
（1）、工程地质条件：
直接影响浆液扩散半径的主要有岩层的产状、地质构造、裂隙性质及其发育程度。
（2）、材料的反应速度：
材料的反应速度调节应按照从慢到快的方法反应慢的材料能够在没有反应之前到达注浆计算出来的半径之内，如果太快，材料还未到达半径之内，则不能形成一个交叉的结构，注浆效果达不到要求。
（3）、注浆压力的大小：
注浆压力是给予浆液扩散充填、压实的能量。
保证注浆质量的前提下，压力大，扩散的距离大，有助于提高土体强度;但当压力超过受注土层的自重和强度时，可能导致上部构造物的破坏。
所以在施工中，一般都以不使井壁破坏或仅发生局部和少量破坏作为确定容许注浆压力的基本原则。
（4）、注浆压力值与地层的结构、初始注浆的位置和注浆序次、方式等因素有关，有些因素较难准确地获取，在注浆处理前应通过现场注浆试验来确定，以取得施工所需参数。
（5）、扩散半径的计算：
浆液扩散半径按下式计算：
R=0.71L
L=巷道半径+注浆孔深度
R=0.71×（2.4+6）=5.964m
为了保证注浆效果。
注浆完成以后必须打不少于20%的注浆孔的检测孔。
八、注浆设备及设施
（天固系列的注浆施工需要使用专用的气动注浆泵，其具体施工过程如下：
打眼→连接注浆管和注射枪→用高压胶管连接注射枪和注浆泵→将两根吸管分别插入装有天固材料A液和B液的桶内→开泵注浆→冲洗机具→停泵→拆卸注射枪。
图3注浆过程
表1注浆设备材料一览
序号
设备及材料名称
规格型号
数量
产品来源
备注
1
气动注浆泵
ZBQ-14.5/10
2台
重庆煤科院
2
注射枪
1把
重庆煤科院
使液体混合均匀
3
高压胶管
重庆煤科院
与注浆泵配套
4
天固加固材料
重庆煤科院
起加固作用
5
天固充填材料
重庆煤科院
起充填作用
6
天固堵水材料
重庆煤科院
起堵水作用
5
注浆铁管
长1.5m、6m
80根
矿方
管径与注浆泵配套，建议用4分铁管
6
棉纱
若干
矿方
清洗和封孔
7
机油
25kg
矿方
清洗
9
短接头
10#快插直通
若干
矿方
连接注射枪、铁管和封孔器等
10
锚杆机
2台
矿方
打钻孔
七、注浆作业
1.注浆孔施工及注浆管安装
注浆孔按照要求，对井筒出水孔周边进行打眼，打眼时必须保证搭设的脚手架工作台牢固可靠，并且在工作台上施工人员必须佩戴安全绳，保证安全施工。
根据每班注浆情况，确定本班打孔数量，原则上观察孔外必须保证打一个眼注一个眼，以防止浆液串口，影响注浆速度。
安设注浆管时，注浆管必须用破布塞实，孔口处必须用道钉塞实，保证注浆质量。
2．注浆工艺流程
（1）注浆前的准备工作
1有技术上提供注浆材料及标件加工图，保证施工进度。
2为了保证注浆人员施工安全，工作台必须用厚度不小于70mm的木板进行封闭，且将木板采用扒钉连成一个整体。
并且在工作台上施工的人员必须系安全绳，否则不准施工。
（2）注浆作业
1工作台搭设好后，从井筒出水开始的位置按照顺序注浆。
2注浆前必须将插管用麻丝缠好，用道钉固定牢固可靠，并上好闸门后方可进行注浆作业。
（3）注浆系统试运转
注浆系统形成后必须进行以下适运转检查工作。
①笼头吸浆是否正常。
②注浆泵运转是否正常。
③各部件连接是否牢固。
④压力表是否灵敏及同步。
⑤注浆管是否漏水，埋设是否牢固。
⑥每次注浆前，必须做压水试验，以便检查止浆管的止浆效果及浆孔周围砼壁的裂隙出水情况，若发现出水，为防止跑浆，可事先用麻丝与道钉进行封堵，堵好之后再进行注浆。
（4）注浆
1按规定的注浆工艺流程和注浆参数进行正式注浆。
2停注时先关闭孔口阀，再打开泄压阀，开注浆泵，用清水冲洗注浆管路。
3在注浆过程中每班必须派专人负责严密检测砼壁状况，发现异常情况，立即停止注浆并采取措施。
（5）常见事故及特殊情况处理
1注浆中发现压力突降而吸浆量突然增大，或已注入一定量的浆液而注浆压力仍然不见回升时，说明浆液进入空隙或裂隙泄露，此时应查明原因，可采取加大水泥浆浓度，缩短凝固时间等方法处理。
2注浆中发现泵骤增，可能是注浆管路堵塞，应立即停泵检查，找出原因及时处理，保证注浆工作顺利进行。
3如砼壁发现异常，有裂隙或掉块立即停止注浆工作。
八、施工质量及安全技术措施
1、参加副斜井井筒注浆的所有井上，下人员，都必须认真学习注浆施工措施，掌握注浆方案、施工工艺、施工顺序，严格按措施施工，保证注浆质量，确保施工安全。
2、注浆泵及注浆工具特别是工作台上必须栓牢绑好。
3、注浆工作台要保持清洁无杂物，工作台上所有的孔洞必须用厚度不小于70mm的木板封堵严密并采用扒丁固定牢靠。
4、待工作台上经检查确认无安全隐患后，方可进行注浆工作，另外造孔的机头、钎子要平放在工作台上不影响工作的地方，不得竖直靠在硐室壁上，防止歪倒、掉下伤人。
5、对检修注浆泵用的工具一定放在专用的小桶内，并放在较为安全的地点，注浆插管、道钉、破布也要放在比较安全的地方，防止坠落，活动扳手、大锤、小锤必须生根牢靠。
6、所有参加注浆人员必须佩戴防护眼罩、防尘口罩及胶质手套。
7、在造孔完成后将注浆插管用破布缠紧，塞入孔内，并用大锤将四周道钉固紧，待检查确认无安全隐患后方可进行注浆工作。
8、为防止因孔内压力过大将注浆插管顶出伤人，注浆过程中注浆插管后方严禁站人或干其他工作；在注浆施工过程中必须使用P.O42.5普通硅酸盐水泥，不得使用其它标号或型号的水泥及变质水泥，以防造成注浆效果不佳或材料的浪费。
9、造孔选用YT-28型钻机。
注浆工作面照明必须充分，通风保持良好。
10、注浆工作中要由跟班负责人做好原始记录，要认真仔细填写表格中的每一项内容。
11、注浆完成后或注浆过程中若有其它问题待处理时，必须将注浆泵及管路用清水冲洗干净，以免浆液凝固堵塞注浆泵及管路。
12、对于注浆泵高压出浆管使用前必须认真检查，对于不合格的出浆管不得使用。
13、注浆过程中，若跑浆时，可提高浆液浓度或采用间歇注浆、双液注浆法进行处理。
14、注浆过程中必须注意观察注浆压力（注浆压力表或孔口压力表）和进浆量的变化情况。
当注浆压力发生突降，吸浆量迅速减少或不吸浆时，一般是注浆泵的吸浆龙头或吸浆球阀（低压阀）堵塞；当泵压突增而注浆孔口压力上升很慢或不升压时，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。
以上情况的发生都要认真进行检查后方可进行正常操作。
15、注浆材料的质量性能必须满足设计要求和规范要求，要有出厂合格证，化验单和实验报告，不合格者禁用。
16、注浆过程中，可根据实际情况，适当调整浆液配比，是配比更加合理，确保注浆效果。
注浆压力和浆液配比有跟班负责人确定，其他人员不得随意改变。
17、吸浆龙头应加过滤网，以免龙头堵塞，注浆时要密切注意吸浆情况，发现异常，及时处理。
18、注浆时，井下人员要注意观察硐室砼壁，发现异常情况立即停止注浆并上报项目部。
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