塔什店主井及副井井筒地面预注浆方案设计

杨再江　李　宁　陈红蕾

(1．新疆邢美矿业有限公司，新疆库尔勒　841000;2．北京中煤矿山工程有限公司，北京　100013)



塔什店主井及副井井筒地面预注浆方案设计

杨再江1李宁2陈红蕾2

(1．新疆邢美矿业有限公司，新疆库尔勒841000;2．北京中煤矿山工程有限公司，北京100013)

摘要:结合工程实例，介绍了全“S”孔注浆施工方案，从注浆起止深度、注浆孔布置、注浆段高与压力、浆液注入量等方面，探讨了注浆施工中的设计要点，有助于凿井掘进工作的顺利进行，为类似工程的施工提供了参考。

关键词:地面预注浆，注浆施工，井筒

1　工程概况

矿井南距库尔勒市18 km的塔什店镇，东北距焉耆县城约43 km，314国道和和库高速公路从井田东南部处通过，南疆铁路从井田东南部约2 km处通过，区内有简易公路与之相通，交通便利。行政区划属库尔勒市管辖。

塔什店矿区一号矿井由新疆邢美矿业有限公司筹建，设计主、副、风井三个井筒，采用立井开拓方式。目前，三个井筒均采用普通凿井掘进至约340 m，由于工作面出水，无法继续掘进。下一步主、副井拟采用冻结法对上部地层实施特殊凿井，采用地面预注浆法对下部基岩段含水层进行治理。

2　地面预注浆总体设计

目前，由于井筒出水原因，井筒已停止掘砌。为尽快恢复井筒掘砌，主、副井均采用全“S”孔注浆施工方案。注浆采用以粘土水泥浆为主要注浆材料、辅以单液水泥浆，必要时可选用化学浆液等其他材料的地面预注浆施工工艺，总体设计方案见表1。

表1　注浆主要参数设计表

3　注浆施工设计

1)注浆起止深度。根据地质资料尤其是含水层特征，主、副井井筒地面预注浆起止深度分别为608 m～762．5 m，608 m～707．5 m，上部距离冻结段120 m，下部超过井筒深度20 m，注浆段长分别为154．5 m，99．5 m。

2)注浆孔布置。“S”孔布孔圈径的具体位置主要根据凿井井架、凿井施工条件及冻—注平行作业等条件确定。主、副井均布置6个注浆“S”孔，布孔圈径分别暂定27 m和29 m，落点圈径分别为10．5 m和11．5 m，落点基本均布，见图1。

图1　注浆孔布置示意图

3)注浆段高与压力。注浆段高的划分取决于含水层的位置、厚度以及注浆泵的性能等诸多因素。段高划分遵循针对性、特殊性及一致性的原则。针对性是对已确定的含水层(段)进行注浆;特殊性是指注浆用于特殊的目的，如断层及破碎带的加固等;一致性是将具有相同地质沉积环境、相同的岩性及裂隙发育规律的一组或两组以上岩层划为同一注浆段高。根据井筒检查孔钻孔综合柱状图及相应地质报告，划分不同的注浆段高，施工时可以根据揭露岩层的含水、破碎等实际情况，有针对性地进行段高调整，缩小或合并段高，以更有利于保证注浆质量。注浆压力:岩帽段注浆终压为静水压力1．5倍～2．0倍;其他注浆段注浆终压为静水压力的2．0倍～2．5倍。施工过程中可以根据压水、岩层等实际情况进行必要调整。另外，在井筒地层中的破碎层位等特殊地层使用不同浆液注浆时可以根据地层情况进行注浆压力调整。主、副井注浆段高划分及注浆压力见表2。

表2　主、副井注浆段高划分及各段高注浆压力表

4)浆液注入量。浆液注入量根据浆液有效径向扩散距离和注浆段平均裂隙率，应用下列公式进行计算:

其中，Q为浆液注入量，m3;A为浆液超扩散消耗系数，基岩取1．3，岩帽段取1．5;R为距井中心的浆液有效扩散半径，m，R=r+ L，r为注浆孔落点半径，主井为5．25 m，副井为5．75 m，L为浆液沿径向方向的最小有效扩散距离，取10 m;H为注浆总段高，主井为154．5 m，其中岩帽段为20 m、基岩注浆段为134．5 m，副井为99．5 m，其中岩帽段为20 m、基岩注浆段为79．5 m;m为浆液结石率，取0．85;β为浆液充填系数，取0．95;η为岩层平均裂隙率，均取5%。

固管与岩帽段采用单液水泥浆，一序和二序“S”孔分别需要单独固管，根据经验，“S”孔固管每次约20 m3。根据公式计算，注浆量的设计见表3。

表3　主、副井浆液注入量设计表　m3

5)注浆造孔。套管段钻孔直径为195 mm～245 mm，套管采用φ168 mm×6．5 mm无缝钢管。注浆段钻孔直径为120 mm～135 mm。造孔工程量见表4。

表4　造孔工程量

4　注浆注意事项

1)注浆前要对整个注浆施工管路系统做压水耐压试验，检查管路上的所有接头、阀门及管件的耐压能力，如有不符合要求的要及时更换或调整，直到符合要求后才能开始注浆。

2)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不回升时，说明浆液进入孔隙或裂隙泄漏。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。3)注浆中发现泵压骤升，可能是注浆管路堵塞，应立即停泵检查，找出原因，及时处理，以保证注浆工作顺利进行。

参考文献:

［1］赵杰，薛怀军．注浆堵水技术在井壁防治水中的实践与探索［J］．山东煤炭科技，2010(1):19-23．

［2］王国合，高学奎，张建军．地面预注浆在平煤五矿井筒堵水中的应用［J］．中州煤炭，2009(1):37-40．

［3］赵书梅，贾立芹，王德强，等．金地铁矿地面注浆堵水技术应用实践［J］．探矿工程(岩土钻掘工程)，2009(2):59-60．

［4］郑春阳．注浆堵水技术在盲斜井施工中的实践［J］．采矿技术，2009(1):101-102．

［5］王志骅，汤友谊．立井井筒工作面预注浆堵水技术的研究与应用［J］．煤炭技术，2009(3):7-8．

The design of Tashidian main shaft and auxiliary shaft surface pregrouting scheme

Yang Zaijiang1Li Ning2Chen Honglei2
(1．Xinjiang Xingmei Mining Co．，Ltd，Kuerle 841000，China;2．Beijing China Coal Mine Engineering Co．，Ltd，Beijing 100013，China)

Abstract:Combining with the engineering example，this paper introduced the all“S”hole grouting construction scheme，from the start-stop depth of grouting，grouting hole layout，the height and pressure of grouting section，grout injection amount and other aspects，discussed the design key points of grouting construction，help sinking tunnelling work smoothly，provided reference for similar engineering construction．

Key words:ground grouting，grouting construction，shaft

作者简介:杨再江(1964-)，男，工程师

收稿日期:2015-10-26

文章编号:1009-6825(2016)01-0088-02

中图分类号:TD265．4

文献标识码:A