文家坡风井井筒注浆方案版.docx

1、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

2、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）。 3h 1 / 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

3、，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560mm，最大1

4、50mm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2Z 2 / 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

5、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；

6、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-NaMg型；洛河组砂砾岩含水层抽水试验涌水量Q为1.8283 3 / 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H

7、COSO-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24.84 Q+N 0.0005514 282.74 0.00110 030.00 0.12765 0.0439 19.70 0.0406 291.50Kl 528.50 0.12710 18.56 0.0334 0.12330 50.96 0.0023364 763.42 633.82Jy 0.0033

8、1 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0.00880.2206（l/s.m），渗透系数K为0.0200.861（m/d），属富水性不均一的弱含水层，矿化度2.595.39（g/l），水质类型ClSO-Na型、SO-Na型；安定组44砂泥岩含水层单位涌水量q为00.000076（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 /

9、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

10、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0.51m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2 m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

11、。 （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42mm4.5mm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

12、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14Mpa，抗渗性106cm/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1：0.20.4.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 注浆初始压力 Pa=Po+0.1 Po注浆

13、点静水压力，H/100，Mpa 正常注浆压力Pb Pb=Po+0.3 8 / 27 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。 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、

14、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=23.7 MPa -井壁实

15、际承受压力（Mpa） a D=7.0m D-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424.5mm50mm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。 10 / 27 2、造孔步骤、孔口管安装 造孔选用TXU-75A型钻机，用45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