浅议立井井筒过含水段时工作面预注浆的施工方法

2011-08-15杨振华付建党

科学之友 2011年9期

杨振华，付建党

（1.平煤六矿通风科，河南平顶山 467000；2.平顶山工业职业技术学院，河南平顶山 467001）

1 工程与水文地质概况

平煤六矿北二进风井井口自然标高＋141.0 m，井筒净直径7.5 m，井深约1 000 m。素混凝土支护，壁厚500 mm，混凝土强度C25。当施工到井深378 m位置，施工班在工作面上打两个22 m探孔，在孔深8 m的位置均出现涌水，涌水量约7 m3/h，之后水量慢慢有所增大，终孔时单孔涌水量15 m3/h。根据井检孔地质及水文地质资料显示，井深385.17～507.90 m位置为平顶山砂岩及甲组砂岩含水层，该段地层主要由肉红色中～粗粒长石、石英砂岩组成，裂隙较发育，水位埋深3.39 m，标高＋137.018 m。该含水层段的水力补给主要是南部山区砂岩露头接受大气降水补给，含水层动储量受大气降水影响。

现工作面在井深378 m位置，工作面为砂质泥岩，根据地质柱状图分析，工作面向下7.1 m为砂质泥岩，7.1 m以下为平顶山砂岩。根据探水孔涌水情况分析，平顶山砂岩有较大的涌水量，必须进行工作面注浆堵水。

2 工作面预注浆方案

本次工作面注浆方案为了提高注浆针对性，保证注浆效果，采用在工作面以下形成注浆帷幕封堵水的施工方案。首先在井筒荒断面周围均匀布置8个注浆孔，孔深22 m，角度为81 °，距帮700 mm，直径为Φ95 mm。打一个注一个，直到8个注浆孔全部注完后，在距井筒中心1.7 m均匀布置4个内圈孔，内圈孔注完后在注浆孔每两个中间打一个检查孔以及在井筒中心打一个中心检查孔，以检验注浆效果，检查孔的参数与各圈注浆孔相同。若检查孔仍然有水，则将检查孔作为注浆孔继续注浆，以此类推，直到综合涌水量控制在2 m3/h以下。本次注浆对有水检查孔注浆，打一个注一个，无水检查孔不再进行注浆，直接封孔。

在穿过平顶山砂岩段的施工过程中，每次注浆以孔深22 m为一个注浆循环，每个注浆循环完毕后，向下掘进时允许进尺16 m，预留5.7 m的超前距，然后再按上述方案继续注浆……依次类推，直至平顶山砂岩含水层施工完毕。

注浆完毕后，向下掘进时，每炮施工前进眼前，必须先用伞钻施工探水眼，眼深 7 m，共布置四个，沿井筒荒断面周边眼位置均匀布置。无水则掘进，有水则重新采取注浆措施。

3 预注浆施工具体方案

3.1 注浆设备布置

设备：选用2TGZ－60/210型双液调速高压注浆泵。

设备布置：在井口利用JL200型搅拌机拌制浆液，在井底工作面搭设一个高1.5 m左右的工作台，工作台放注浆泵及一台操作开关。工作面另需要存放3个0.5 m3的铁桶，一个存放水泥、一个存放清水、一个存放水玻璃。工作面的供风、信号、照明电缆利用原有的设施，注浆机电源使用放炮电缆经控制开关后供给。供水和水泥浆利用溜灰管供给。

3.2 注浆孔布置及要求

将工作面的虚渣清理后，先利用潜孔钻机沿井筒工作面四周均匀布置8个角度为81 °、孔深22 m、孔径Φ95 mm的钻孔作为注浆孔，然后采用高压注浆封水，当这8个孔注浆完毕后距井筒中心1.7 m布置4个内圈孔，角度85 °，孔深22 m，孔径Φ95 mm，然后高压注浆封水。注完后在注浆孔每两个中间打一个检查孔以及打一个中心检查孔，以检验注浆效果，检查孔参数与各圈注浆孔参数同，中心检查孔以垂直为宜。若检查孔仍有水，则将检查孔作为注浆孔继续注浆。无水封孔。

3.3 钻孔设备的规格

采用潜孔锤钻机，Φ50 mm×1 m钻杆，Φ95 mm的钻头打眼。

3.4 注浆孔口管口选择及规格

注浆管由Φ25.4 mm×5 500 mm的插管以及外套4个直径为50.8 mm，长度为600 mm左右的套管构成，套管两端焊上厚为10 mm的环形铁垫。插管底端向上150 mm焊上10 mm厚的环形铁垫，间隔四组，每组2个Φ90 mm×60 mm的止浆胶垫组成。插管顶端加工成500 mm的丝扣，再加工一个厚30 mm的螺丝帽，以使上紧套管挤压止浆垫使其膨胀贴紧孔壁。装上Φ25.4 mm的球阀以控制进浆量。使用多组止浆胶垫以增加止浆胶垫与孔壁的磨擦力，不至于注浆压力过大时将注浆管顶出。