矿建工程中副井井筒钻探注浆防治水

摘要：在副井井筒建设的过程中，经常会遇到含水比较多、含水层比较厚的地层，为了提高施工的安全性，就需要使用钻探注浆的方法来对水进行防治，进而保证工程的安全进行。基于此，文章对矿建工程中副井井筒钻探注浆防治水的施工技术进行了探讨。

关键词：矿建工程；副井井筒；钻探；注浆防治水

中图分类号：TD265 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）29-0090-02

1 工程概况

谷家台铁矿副井井筒净直径Ф6.5m，井深656m，井筒中心坐标X=4010638，Y=552402，井口标高+176.00m。井筒0～62m为井颈段，钢筋砼支护，支护厚度分别为1000mm、800mm，砼标号C30。井筒基岩段素砼支护，砼标号C30，支护厚度为400mm。井筒在-50m、-150m、-250m、

-350m、-410m、-450m分别布置马头门。现井筒已施工至-340m管子道位置。在上部井筒施工过程中有少量涌水，涌水量1m3/h左右，自井筒深度480m（绝对标高-304m）开始水量逐渐加大，在井深515m处经现场实测，涌水量达到25m3，并且在管子道掘进过程中，揭露岩石破碎、裂隙发育，有多个锚杆孔往外流水。

2 注浆方法及工艺设计

2.1 确定注浆参数

（1）钻注深度。根据现场机械设备配置确定段高44m。（2）布孔方式及数量。采用径向斜孔布孔方式。共布置8个孔口管，沿2.75m的半径周边均匀布置（如图1所示），注浆孔径向倾角3°。（3）注浆终压。根据不同水平静水压力和《矿山井巷施工及验收规范》终端压力应为静水压力值的2～4倍，工作面注浆选上限，确定注浆终压为10MPa。（4）经公式计算，注浆的厚度应为2.5m。（5）潜水泵选择。井筒现涌水量为25m3/h，滤水桶内的潜水泵，排水量不少于30m3/h，扬程不低于50m。（6）设备的选择。选择KQJ-100B潜孔钻机1台和2TGZ-60/210双液四速高压注浆泵1台。

2.2 注浆材料的选取

工作面注浆以单液浆为主，选普通硅酸盐水泥P.O.42.5，堵漏时用双液浆，水玻璃35～45Be、模数为2.4～2.8，工作面注浆时水泥浆水灰比不高于1∶0.8；壁后注浆时不低于1∶1两种浆液；水泥浆与水玻璃的体积比，宜为1∶0.3～1∶0.6，在壁后注浆的过程中，水泥浆和水玻璃浆应分开间歇性注浆，防止堵管。

3 注浆施工

井筒注浆工作主要包括壁后注浆、工作面、马头门预注浆。具体的施工顺序为：清理工作面浮矸→预埋孔口

管→浇筑止浆垫→自下而上壁后注浆→壁后注浆结束→止浆垫加固→井筒工作面预注浆→马头门预注浆→检查注浆效果→验收→注浆结束。

3.1 壁后注浆

井筒自井深480m开始涌水量逐步变大，壁后注浆工作在480～520m井筒段进行。自下而上进行壁后注浆，将接茬及壁后用水泥浆液注实，达到堵水效果。经研究决定壁后注浆终压取2倍取4MPa。在注浆的过程中采取哪里有水就在哪里打注浆孔的方法进行布孔，自下而上的原则进行，将接茬及壁后用水泥浆液注实，达到堵水效果。井深480m、520m处的钻孔深度2m，孔口管长度1.06m，孔口管端部0.4m外钻扩浆孔，其他位置孔口管长度0.85m，钻孔深度1.2m。注浆管采用1.2寸钢管制作，壁厚4mm，管长度分别为1.05m和0.55m。注浆管一端带有丝扣，便于安装注浆阀门，管体隔段加工沟槽，长管尾部要钻浆液扩散孔。施工好钻孔后，将注浆管用风钻顶入钻孔中，端口托盘要与壁面接触密实。为防止注浆压力将管顶出，应在管上缠以麻丝。注浆时必须密切监视注浆机压力表的读数，当它超过规定限值时立即发出信号，停止注浆。注浆时浆液的浓度掌握原则是稀-浓-稀，跑浆时采用棉纱、木楔及双液浆进行封堵。跑浆部位处理好后不要着急封孔，要继续注单液浆，使浆液沿壁后继续扩散，直至达到设计压力后封孔。

3.2 工作面预注浆

根据现场设备配置情况，工作面预注浆钻注深度40m，施工顺序：清理工作面浮矸→铺设滤水层石子→预埋Ф108mm孔口管及滤水桶→施工混凝土止浆垫→加固止浆

垫→钻注→检查注浆效果→验收→注浆结束。具体实施步骤如下：（1）将井底工作面浮矸、杂物等清理干净，施工石子滤水层0.5m厚。安放滤水桶，预埋孔口管（8根），施工止浆垫，止浆垫厚度为2.0m（进入井筒净径0.5m），砼强度为C30。孔口管露出止浆垫外侧0.5m。（2）止浆垫砼达到设计强度2/3时（或7天后），注浆加固止浆垫及其下部滤水层，封闭滤水桶。（3）孔口管上安设4寸阀门，潜孔钻机凿孔，钻眼深度40m（井深520～560m段）后，进行注浆。（4）依次按顺序钻注完设计孔位。（5）扫孔检查注浆效果，扫孔深度与钻注深度一致。

3.3 马头门预注浆

为保证马头门安全施工，对马头门进行预注浆。马头门钻注深度15m。马头门预注浆顺序：钻Ф133mm钻孔→下Ф108mm孔口管→注浆加固孔口管→钻注→检查注浆效

果→验收→注浆结束。具体实施步骤如下：（1）按设计眼位钻Ф133mm钻孔，深度2.5m，将加工好的Ф108mm孔口管用大锤打入孔内，外侧留0.5m。Ф108mm孔口管加工时外侧焊Ф6.5mm钢筋，0.3m一圈，安装前用麻缠好，外侧涂抹黄油，便于安装。在安设过程中孔口管法兰盘上要垫上木板，防止大锤打坏法兰盘。每根孔口管配两根锚杆固定，左右侧各一根，用4股8#铁丝与孔口管连接牢固。（2）孔口管加固好后，注双液浆加固孔口管，将管裂隙封堵密实。（3）凝固至少8h，安装4寸阀门。（4）潜孔钻机凿孔，钻眼深度设计12m，进行注浆。（5）依次按顺序钻注完设计孔位。

3.4 钻孔施工

井筒钻孔要按照先钻注1#最后钻注8#的顺序进行施工，将钻注孔打开压盖，钻孔前先安装孔口阀门，连接牢固。然后将钻机移到位，根据孔口管、角度摆正对中。固定钻机要牢固，其固定方法可用钢丝绳套，手拉葫芦及锚杆将钻机固定在工作台上。经试运转正常后，接钻杆给风给水钻进。钻进过程中，要经常检查钻机是否平稳、牢固，钻孔内返水、返气是否正常，严防卡钻堵钻，如发现孔内异常，应立即停钻，并退出一节，然后处理。接换钻杆或上提钻杆时，必须用卡子将钻杆卡紧，才能松开钻机上的卡盘。当钻机上卡盘再次卡住钻杆后，下边的防坠卡子才能取下，严防钻杆掉入孔内。钻杆的接头处抹黄油缠麻丝，防止漏水漏风，严禁钻杆倒转。在钻机正常运行时，不得将其他物件插入卡盘，防止造成人身或机械事故。钻进过程中，要根据岩石的硬度，调节钻进的压力和转速，随时掌握孔深。当涌水量大于10m3/h，应停止钻进，开始注浆。待涌水堵住并满足注浆终压要求，方可结束本段孔注浆，继续钻注本孔位施工部分直至达到设计孔深。为防止矸石段、破碎岩石段卡钻头，应每打进一定深度（500mm）对该孔注浆，让岩石裂缝胶结后，再打钻，反复进行此项工序直至矸石段、破碎岩石段注实、封严。在钻进的全过程中，做好打钻记录，记录内容有：接班孔深、本班进尺、交班孔深，钻孔出水后应测量水压、

水量。

4 注浆过程中的注意事项

钻孔结束后应立即进行冲洗钻孔，而后提出钻杆，测量水量、水压准备注浆。连接注浆管路、吸清水注入管内，检查有无漏水现象，如漏水立即处理。注浆前应对注浆孔进行压水试验20min，测定注浆孔最大吸水量及每米吸水率以便初步确定浆液浓度和浆液注入量。（1）开泵前，放浆阀门处于打开状态，开泵后打开孔口阀门，关闭放浆阀门，开始注浆。（2）每次注浆开始时，吸浆笼头先放入清水桶，待吸浆正常后，再将笼头放入注浆液桶中。（3）停止注浆时，先开放浆阀门，后关孔口阀门，吸清水冲洗管路及泵头而后停电。（4）注浆过程中，浆液应先稀后浓，根据泵压及吸浆情况，调整浆液浓度，注浆工作应连续进行，如需间歇，停泵前，应注入5min清水，防止钻孔被浆液堵塞，如停泵时间较长，应打开孔口阀门放水，为再注浆创造条件。（5）注浆过程注中，司泵人员应做好现场记录，内容为泵压、泵量、水泥及其他材料用量。注浆参数表中设计的注浆终压是指注浆终端压力，从注浆泵上掌握注浆压力时应考虑减去浆液自重产生的压力。（6）当各注浆孔的注浆压力达到设计终压注入量小于20L/min，稳定20min，一般可结束本孔注浆，凝固20h，打开阀门，若有漏水，可继续复注。终注孔扫孔后，单孔涌水量小于2m3/h，否则对所有孔重新扫孔复注直至满足要求。

5 结语

在矿建工程中，钻探注浆防治水是一项非常重要的施工技术，有效地保证了施工的安全和工程进度，为了进一步保证施工的质量，在施工过程中要对施工主体进行落实，对水文地质资料有一个详细的了解，并采取正确的暴雨洪水等自然灾害的预防措施，进而确保矿建工程的安全开展以及施工人员的生命安全。

参考文献

[1] 杨双锁.回采巷道围岩控制理论及锚固结构支护原理

[M].北京：煤炭工业出版社，2004.

[2] 王凯，杨双锁.巷道松软两帮锚固支护原理[J].地下

空间与工程学报，2007，3（6）.

作者简介：罗勇军（1976—），男，金诚信矿业管理股份有限公司工程师。