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基岩段工作面打钻探水、预注浆施工技术安全措施
技术资料 发布日期：2020-06-09 10:26:14
新闻归档
基岩段工作面打钻探水、预注浆施工技术安全措施 一、??? 概况1、工程概况生建煤矿位于焦庙镇，设计生产能力0.45Mt/a,采用立井开拓方式,冻结法施工,主井筒深567.5m,其中冻结段483.7m,基岩段83.8m,设计井筒净直径4.5m,基岩段壁厚350～1000mm,砼标号C30,主井套砌内壁结束后,先进行工作面排水、清淤泥工作,接着进行打钻探水及工作面预注浆工作。2、地质及水文条件（1）地质情况基岩段起止标高-457.78～-567.5m,地层为二叠系。二叠系地层上部为风化带,厚度26.72m。在-490.21～-496.8处为一层厚6.59m破碎带。基岩段通过岩性为粉砂岩6.51m，粉砂岩70.7m。（2）水文情况主井井筒检查孔共打两个钻孔。一号钻孔全孔进行了系统简易水文观测并详细记录泥浆消耗量，在孔深482.19m～-490.21m处泥浆消耗量大，最大漏失量0.6m3/h，未作抽水试验。二号钻孔全孔进行了系统简易水文观测并详细记录泥浆消耗量，全孔泥浆消耗量0～0.2m3/h之间变化。含水层：检2号共揭露4个含水层组。第四系含水层组、第三系含水层组、基岩风氧化带含水层、基岩含水层。其中472.51～-530.00m为基岩含水层。岩性为粉砂层，岩芯完整，基本不含水，钻进过程中没有发生漏水现象。但是与检2号孔相距大约100m的检1号孔钻进过程中，此层位曾经漏水。所以风氧化带下部的基岩含水性较弱，但在裂隙带中含有一定的裂隙水。3、技术准备（1）组织技术与管理人员认真学习技术措施。（2）开工前对技术人员，管理人员及施工人员做好技术交底。（3）组织测量对标高进行复核校验。4、施工队伍施工队由原施工表土段的济西主井队及机运队抽调技术素质好、经验丰富的人员进行工作面预注浆施工，作业前对所有施工人员按ISO9002标准及ZM71/QP418-1999《培训控制程序》要求组织学习培训。5、设备、材料准备（1）预注浆施工所用钻机、注浆机、排水泵、搅拌机等设备进行全面维修、调试、试运转。（2）按附表2所列的打钻、注浆施工所需设备、配件、材料消耗表进行配置。二、??? 注浆参数的确定1、注浆孔数根据主井井筒净直径及井筒所要穿过地层的水文地质情况，确定8个注浆孔，孔与孔互相夹角45?,同心圆等距离布置,孔间距1.413m，孔径90mm。2、布孔圈径布孔圈径为Ф3.6m,孔中心线距井壁450mm。3、注浆材料采用单液水泥浆为主,适时采用水泥---水玻璃双液浆。选用新鲜32.5R普硅水泥；水玻璃模数为2.8～3.1，其浓度为38-40Be；工业级三乙醇胺和工业食盐。4、浆液注入量根据孔内实际情况,预计浆液注入量按公式V=AπR2Hηβ/m计算式中：A---表示浆液损失系数,取A=1.5；R---表示浆液扩散半径,R取8m；H---表示注浆段高,85m； η---表示岩层裂隙率,3%；β---表示浆液在裂隙内的有效充填系数,取0.9；m---表示浆液结石率,取m=0.85；经计算:V=813.9m3按浆液水灰比1:1计算水泥用量为813.9×0.75=610.4t,水玻璃约需20t,三乙醇胺需610.4×0.5%=3.05t,食盐约需30.5t。5、浆液起始浓度及其调整浆液起始水灰比为1:1;随着注浆压力的变化,水灰比可调整为0.8:1,0.6:1。使用双液浆时,水泥水灰比为1:1,水泥浆和水玻璃浆的体积比为1.5:1～1.5:0.5。注浆过程中浆液浓度应先稀后浓遂级调节，调整步骤为:当某一级浓度的浆液注入20～30min后,吸浆量不减或者压力不升时,提高一级浆液浓度,当浆液浓度提高到0.6:1时,仍不见升压,应及时改注双液浆。注浆以单液为主、双液浆作为最后封孔。在压水实验时,如果泵量为200L/min、泵压低或无压力时,应考虑注双液浆。6、注浆段高根据主井基岩段深度为83.8m,基岩含水层标高为472.51～530.00m,本次注浆段高初定为94m,一次注完。7、注浆方式本次注浆采用下行式注浆，遇水就注，再扫孔复注直至终孔位置。在钻眼时，若孔内出水或岩层松散，无法钻进时则停钻，撤钻杆钻机，进行注浆，待注浆结束再开孔，依次循环钻进、注浆。8、注浆压力注浆压力的大小，直接影响浆液的扩散距离，经测试该段静水压力为4Mpa,注浆终压?取静水压力的3倍,本次注浆终压取12Mpa。9、注浆结束的标准注浆施工为隐蔽性工程,为保证注浆质量和堵水效果,每一孔段注浆都必须达到终压、终量和注入量的设计要求。在达到设计终压后，泵的流量在50～60L/min，稳定20～30min，才可结束该孔段的注浆。在8个注浆孔全部施工结束后，利用中间排水孔打钻孔，估算井筒涌水量，如井筒涌水量小于10m3/h，可结束注浆；若大于10m3/h，则采用打分支定向孔的办法进行补充注浆，确保开凿基岩段时，涌水量小于10m3/h。三、??? 注浆前的准备工作1、止浆垫的注浆加固（1）止浆垫厚度?? 止浆垫厚度参照公式Bn=POr/[?]+0.3r计算,经计算止浆垫厚度为2.2m。（2）止浆垫在冻结段套壁之前与外壁同时施工1.2m，套壁结束后又施工1m，止浆垫总厚度2.2m砼标号C55。由于迎头出水，打止浆垫时，先铺了一层碎石滤水层，预埋一个Ф219排水管，打钻之前利用Φ219排水管对止浆垫进行注浆加固，如止浆垫漏水时采用双液浆封堵，利用排水管对止浆垫加固无效果时,可采用1#～8#孔口管打钻对止浆垫进行注浆加固。2、孔口管的安装孔口管采用Ф108无缝钢管，每根长度为2.950m,外焊螺旋筋,采用Ф131钻头打眼,砂浆封实,按图1及图2位置、深度预埋孔口管8根。孔口管上焊法兰盘，法兰盘上连接高压球阀，钻具通过高压球阀钻进。3、钻机的布置???钻机选用SGZ-IA型，安装在工作盘上，工作盘下面用6根Ф100mm、长2.4m钢管等距离布置作支撑。另外为防止钻眼时工作盘晃动，用手拉葫芦配钢丝绳索固定于孔口管上。工作盘距迎头以2.4m为宜。吊盘松至距工作面8m左右，利用吊盘悬挂滑轮，提升钻杆。钻机固定①钻机底盘与工作盘用M12螺丝连接固定；②用手拉葫芦配绳索，固定于孔口管上。钻机固定前应校对位置，保证悬吊点与钻杆中心及孔口管中心保持一致。表1?? SGZ-IA型钻机技术参数?
钻进能力开孔?110?mm终孔?75?? mm钻深150??? m卷扬能力10?? KN立轴行程400??? mm立轴内径46?? mm机身回程300??? mm重量840?? Kg??4、注浆设备注浆使用一台日本HFV-C型液压驱动注浆泵,流量为0～200L/min,最大压力21Mpa。 上一页1 2下一页
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