文家坡风井井筒注浆方案版.docx

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文家坡风井井筒注浆方案版

文家坡煤矿回风立井井筒注浆施工方案

一、工程概况：

文家坡矿回风立井井筒设计井深752.2m，净断面38.48m2，井筒净直径7.0m，采用普通法掘进施工。

从井口至一号壁座-296.5m为双层钢筋混凝土支护，支护厚度为890mm；一号壁座至二号壁座-715.2m为素混凝土支护，支护厚度为550mm；二号壁座以下为双层钢筋混凝土支护，支护厚度为550mm；砼强度等级为C40。

回风立井井筒于2010年12月23日落底。

由于地质情况复杂多变，井筒在施工过程中多次穿过含水层，井筒涌水量大，特别是洛河3/h。

115.44m虽然在施工过程组中粗砂砾岩含水层最大井筒涌水量为中多次对表土段及基岩段洛河组砂岩含水层进行壁后注浆堵水，但由于井筒涌水量远远大于钻孔预计涌水量，放炮后井帮围岩松动、岩块遇水急速崩解、泥化，导致井筒涌水量逐步增大，截止2014年3月3/h。

31日井筒实测涌水量为21.3m二、地质概况：

（一）地层岩性

根据井检2号孔资料，钻孔揭露地层由上至下依次为：

第四系及第三系（Q+N），白垩系下统洛河组（K）和宜君组（K）,侏罗系1y1l中统安定组（J）、直罗组（J）、延安组（J）及下统富县组（J），1f2z2y2a三叠系上统胡家村组（T）。

3h1/27

1.第四系及第三系（Q+N）

包括第四系中更新统离石黄土和上更新统马兰黄土。

马兰黄土以粉土为主，疏松、具大孔隙，垂直节理发育，透水性好。

离石黄土为亚粘土与古土壤互层，上部结构疏松，具孔隙，含不规则钙质结核；下部致密，孔隙少而小，夹多层钙质结核。

包括第三系红土及第四系下更新统午城黄土。

底部有大于10m厚的卵石层，分选一般，磨圆度中等，次圆状，成份以花岗岩、石英岩砾为主。

2.白垩系

（1）洛河组（K）：

岩性为紫红色、棕红色细～粗粒长石砂岩，1L中夹数层中厚层状杂色粗砾岩层及薄层棕色砂质泥岩，成份以石英、长石为主，含少量暗色矿物及云母。

孔隙式胶结，致密坚硬，为河流相沉积。

（2）宜君组（K）：

岩性为杂色巨厚层状粗砾岩。

砾石成分主要1y为石英岩块次为花岗岩、变质岩块。

砾径一般5～60mm，最大150mm以上，次棱角-次圆状，分选差，基底式或孔隙式胶结，致密坚硬。

与下侏罗统安定组假整合接触。

3.侏罗系

（1）安定组（J）：

为棕红色、紫红色砂质泥岩，夹数层薄层2a紫灰色、灰绿色细～中粒砂岩。

团块状，较致密，具滑面，砂岩层风化易碎。

本组地层以干旱

气侯平原洪积相沉积为主。

与中侏罗统直罗组假整合接触。

（2）直罗组（J）：

以灰绿色、灰白色、深灰色各粒径砂岩为2Z2/27

主，夹绿杂色泥岩，成份以石英、长石为主，次为岩屑及暗色矿物为主，分选性中等，次棱角状，泥质基底式胶结，钙质胶结，均匀层理，与下伏过渡接触；泥岩类块状，致密细腻，与下明显接触。

（3）延安组（J）：

以灰色、灰白色中粗粒砂岩为主，灰色、2y深灰色泥岩及砂质泥岩次之。

砂岩成份以石英、长石为主，含少量暗色矿物及云母，分选一般，次棱角状～次圆状，钙质胶结，均匀层理，与下伏地层冲刷接触；泥岩类致密细腻，风化易碎，含大量植物化石及黄铁矿结核，与下明显接触。

见5层煤，黑色，块状，由暗煤及少量亮煤组成，具黑色条痕，沥青光泽，阶梯状断口。

（4）富县组（J）：

岩性为灰—灰绿色、紫褐色铝质泥岩，呈1f团块状，松散易碎，含菱铁质鲕粒。

与下伏三叠系平行不整合接触。

4.三叠系

胡家村组（T）：

灰白色粗粒砂岩夹薄层灰绿色泥岩，砂岩成份3h以石英为主，长石次之，含少量暗色矿物，次棱角状，钙质胶结，均匀层理，与下伏地层冲刷接触，局部含细砾岩；泥岩块状，致密细腻，具滑面及垂直裂隙，与下伏地层明显接触。

（二）、含水层水文地质特征：

根据检2钻孔对松散层段（Q+N）、洛河组（K）、延安组（J）2y1L三个层段进行的抽水试验结果：

第四系及第三系含水层抽水试验涌水量Q为0.046（l/s），单位涌水量q为0.0011（l/s.m），渗透系数K为0.0005514（m/d），富水性极弱，矿化度0.235（g/l），水质类型HCO-Na·Mg型；洛河组砂砾岩含水层抽水试验涌水量Q为1.82833/27

（l/s），单位涌水量q为0.1260（l/s.m），渗透系数K为0.0439（m/d），富水性中等，矿化度0.57（g/l）,水质类型HCO·SO-Na型；延安43组砂岩含水层抽水试验涌水量Q为0.349（l/s），单位涌水量q为0.00331（l/s.m），渗透系数K为0.0023364（m/d），富水性极弱，矿化度6.58（g/l）,水质类型Cl-Na型。

参数成果表井检2号孔抽水试验

项

试验段深单位涌水渗透系影响半

m//

层位24.84Q+N

0.0005514282.74

0.001100～30.000.12765

0.0439

19.700.0406291.50Kl

～528.50

0.1271018.560.03340.12330

50.96

0.0023364

763.42

633.82Jy

～0.00331

2另据井检2号孔抽水试验资料，其他层位的水文地质特征为：

宜君组砾岩含水层单位涌水量q为0.0088～0.2206（l/s.m），渗透系数K为0.020～0.861（m/d），属富水性不均一的弱含水层，矿化度2.59～5.39（g/l），水质类型Cl·SO-Na型、SO-Na型；安定组44砂泥岩含水层单位涌水量q为0～0.000076（l/s.m），富水性极弱，为煤系与上覆白垩系含水层之间的稳定隔水层；直罗组砂泥岩含水层单位涌水量q为0.0026（l/s.m），渗透系数K为0.0165（m/d），富4/27

水性极弱含水层，水质类型SO-Na型。

4

2钻孔地质柱状图检

二、注浆方案：

5/27

三、注浆施工方案注浆浆利用下层吊盘作为注浆工作盘，根据井筒施工现状情况，下吊盘安设注浆使用钻机打眼预埋注浆管，液采用下吊盘现场搅拌，注浆方式先采用上行式壁后充填注浆，采,泵。

根据洛河组砂岩性质尿醛树脂及工业草酸溶液为主，水泥、水玻璃双液浆为辅进UF2O用即,行注浆。

上行式注浆结束后，再采用下行式针对个别出水点复注先由下而上后由上而下逐步推进的方案。

、注浆效果要求1根据井筒井壁涌水情况分析，采用全井筒壁后注浆堵水。

、注浆效果要求：

2

壁后渗漏水量得到）注浆段壁后的空隙空间得到密实充填，（1有效封堵；厚的封水帷幕，在实现注浆段～2m

（2）在注浆段壁后形成1壁后防渗效果的同时，兼顾对薄弱井壁的加固效果；3以内，注浆封水效果设定为控制井筒剩余涌水量在10m/h（3）3。

/h集中出水点不得大于0.5m。

壁后松动带井壁井壁壁后围岩壁后围岩注浆孔注浆孔

壁后帷幕

27/6

3.注浆孔布设

（1）布孔方案

纵向上每模段（5m）按下图所示方式布设注浆孔。

考虑到井壁模板接茬是渗漏相对集中的部位，因此，原则上要求排孔布设于井壁接茬下0.5~1m位置。

每排布孔12个，正常情况下按均匀间距布孔，孔间距控制在2m左右。

注浆孔的布设间距及数量可根据井壁渗漏情况、壁后岩性、井壁质量及窜浆情况做适当调整。

在渗漏严重井段或井壁薄弱部位，为取得封水和加固的双重效果，可适当加密布孔。

（2）注浆分段如下：

采用上行式长短孔注浆，长孔布置在短孔上部1000mm,孔深须穿透外层井壁1000mm。

注浆段4-734.2m，共721m，分为147段，每一组长短孔为一个段,段高控制在5m，每段沿井壁一周均匀布注浆孔12个，短孔6个，长孔6个。

长短孔应错开，呈“梅花”状布孔。

对集中出水点附近500mm左右加密布孔。

7/27

4、注浆管的制作

注浆管采用Φ42mm×4.5mm无缝钢管制作，一头车马牙扣，一头车内丝扣配管帽，长度1200mm（短孔）和2500mm（长孔）两种，注浆管用麻绳丝缠绕，打入孔内，外露长度不得大于50mm。

5、注浆材料

本次注浆选用UF20脲醛树脂、草酸、水泥（冀东PO42.5R）、水玻璃，UF20脲醛树脂属于化学浆液，能够充填小裂隙，小空间，UF20脲醛树脂粘结强度1～4Mpa，抗渗性10～6cm/s以下，凝固时间1min至数小时。

浆液配制1：

改性脲醛树脂化学浆液由UF20改性脲醛树脂（甲液）及草酸溶液（乙液）配制，甲液与乙液配比比例为1：

0.2～0.4.其中乙液为3：

1左右的草酸与水溶液。

若需缩短凝固时间，可增大乙液浓度，相反，则减少乙液浓度。

浆液配制2：

水泥使用冀东（盾石）与水按照水：

水泥=1:

1配制成水泥浆（甲液），水玻璃（乙液），最后甲液与乙液配比比例为1:

0.5，

6、注浆压力的确定

注浆压力

①注浆初始压力

Pa=Po+0.1

Po—注浆点静水压力，H/100，Mpa

②正常注浆压力Pb

Pb=Po+0.3

8/27

③注浆终压Pc

Pc=Po+0.5Mpa

取注浆终压Pc为注浆点静水压力的2倍。

四、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，进行如下施工安排：

1、施工准备。

2、利用下层吊盘作操作平台。

3、造孔。

4、壁后注浆。

5、验收与收尾。

五、施工准备

1、待风井井筒永久装备完成后，在根据井筒装备情况进加工吊盘。

2、加强稳车、绞车检修工作，确保施工期间运转正常。

3、利用下层吊盘作注浆施工的操作平台，下层吊盘四周焊制围栏确保作业人员安全。

4、通讯、信号、照明、动力电缆沿吊盘绳布置。

5、提升选用一台3.5米绞车提升，采用4m3吊桶进行下料和人员升降。

6、注浆使用袋装水泥，水泥入井后必须放置在没有淋水的地方。

水泥放在吊盘上必须使用防水雨布进行覆盖，以防淋湿水泥，影响注9/27

浆质量。

六、注浆技术要求及参数注浆施工总体采用先上行后下行式的方法，分水平作业。

个别涌水较大部位必须增加孔数或缩短水平间距。

注浆材料：

以化学浆为主的注浆方式。

个孔，12每圈注浆孔设计：

注浆孔布置为梅花布置，层间距为5m,。

孔深:

短注浆孔深1300mm,长注浆孔2600mm井壁强度验算：

h4D?

2E?

p?

aE?

4ED=23.7MPa

]--井壁实际承受压力（Mpa）'[aD=7.0mD--井筒净直径E=0.55m

E—井壁厚度P=6MPa注浆压力取最下段注浆压力P--h=0

h--球面高C40，满足注浆要求。

井壁混凝土标号为七、造孔、造孔深度、孔口管选择1注浆管在井筒2600mm,造孔深度短注浆孔深1300mm,长注浆孔～50mm。

0内外露井壁的长度为3，长注无缝钢管，短注浆管长1200mm×孔口管采用Φ424.5mm50mm丝扣，能与变头相连接，另一端加，一端加工浆管长2500mm工成马牙扣。

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2、造孔步骤、孔口管安装

造孔选用TXU-75A型钻机，用Φ45钻头钻进（与孔口管相匹配），孔口管马牙扣端外壁用麻丝反复缠绕后，然后用大锤将带有保护管丝的孔口管撞入孔内，装上注浆阀门后，连通注浆管路，进行清水试压。

先把每一段的全部长孔造出,安装孔口管,孔口管上安装球阀,把球阀都打开,处于泄压状态,然后再长孔下部2500mm位置梅花状布置短孔,短孔造一个注一个,每个短