井筒壁后注浆安全技术措施
1、概况1.1井筒主要特征井口(地坪)标高、井筒深度、直径、表土(冻结)深度、井壁结构、混凝土强度等级等。1.2井筒地质及水文地质对本工程地层地质特征、地质构造、水文地质条件进行描述,说明各含水层涌水量、地温参数等。2、注浆施工方案2.1根据井筒揭露的含水层和隔水层厚度情况,采用上行式分段注浆方式,分****个段高,从****m出水点位置自下往上依次进行。注浆时先把含水层的顶、底封好,防止水上下乱串。注浆范围控制在含水层及其上下5m范围。钻凿注浆孔采用YT28型气腿式风动凿岩机,钻孔直径φ42mm,孔深不低于****mm(穿入岩石不低于1000mm)。浆液材料采用化学浆、单液超细水泥浆和水泥-水玻璃双液浆,选用2TGZ-60/210型注浆泵注浆。2.2采用直接对井壁注浆,分两步进行。第一步先注含水层;第二步补注出水点。上行注浆结束后采用下行式注浆,这样封堵后一定距离的全部含水层裂隙。切断含水层与井壁之间的水力联系,进而达到降低涌水量,加固井壁的目的。本次注浆主要以封堵裂隙水为目的,注浆压力应比静水压力大0.5~1.5Mpa,以不引起井壁开裂凸起为原则。为防止压力突增造成井壁破坏,每段注浆时,应先在每段井壁接茬位置埋设两根注浆管兼作泄压孔。3、注浆设计3.1注浆段起止深度:根据井筒出水点位置划分****个段高(叙述段高起止深度及长度)注浆过程中,根据出水点位置应进行调整。同时各段上、下各5m注浆封水。3.2注浆压力首先测定含水层钻孔静水压力,注浆压力比静水压力大0.5~1.5Mpa,终压取上限,同时以不引起井壁开裂凸起为原则。如井壁漏水量较大,应打泄水孔进行卸压。注浆终压确定P0=1.5P静水压力注浆压力(工作面表压)及段高划分表表2.1序号起至深度(m)段高(m)注浆压力(Mpa)1注:①、实际段高划分应根据井壁出水情况调整。②、注浆压力先期孔取低值,后期孔取高值,同时根据注入量的变化而调整。井壁强度验算公式?P0(D+2E)2/4E(D+E)≤(δ)[δ]:井壁允许的抗压强度(Mpa)D:?井筒的净直径?(6m)E:?井壁厚度?(0.55m)P0:注浆终压(Mpa)3.3注浆孔数与布置注浆孔布置在出水点附近200mm,接近施工接茬缝位置,漏水量较大的接茬缝处应多布置注浆孔,每隔****m一个孔,上下排呈交错布置,以上钻孔视现场情况选择钻注,并适当增减孔。注浆孔应穿入岩石,上行注浆孔深不低于****mm,下行注浆孔深不低于****mm,孔径φ42mm。若打好孔后孔内无水不埋管,必须用水泥封堵,以防日后孔内漏水。3.4浆液注入量及注浆材料浆液注入量是由井筒壁后围岩的裂隙,孔隙大小及爆破震动影响裂隙的程度及注浆压力等多种条件决定的。实验室证明当裂隙小于0.6mm时,无论加大多少压力,颗粒性浆液都不能压入。因地下各种未知因素,浆液注入量以实际注入量签证为准。注浆材料:选用****种浆液,即****。大裂隙注水泥浆,当采用以上颗粒型浆液仍然漏水,采用化学浆液。4、施工准备工作
??4.1设备准备(1)注浆泵:两台;(2)立式搅拌机:一台;(3)普通凿岩机:二部;(4)压力表:****块;(5)高压输浆胶管****m,风管****m,并配有快速接头和变径接头;(6)高压三通****个,砸管器****个,孔口管****个,1吋阀门个****,混合室****个,道钉****根,棉纱****公斤。
?2、注浆站布置:根据施工现场情况,注浆站布置在井口附近。准备好两个储浆池,一个存清水,全套注浆设备均布置好。
?3、钻场和注浆现场均放在吊盘上,运料用吊桶。注浆泵布置在操作盘上,水泥浆储浆桶和清水桶布置在注浆机附近。使用YT28型凿岩机在操作盘上进行钻孔,安装注浆管。凿岩机使用后在操作盘上放平,并用绳套生根在操作盘上。4、供水、供风、供电与通讯设备5注浆施工工艺5.1化学浆施工工艺:使用脲醛树脂(主剂)+草酸(添加剂),浆液的各项指标见下表。化学浆液由甲液和乙液混合组成,甲液为脲醛树脂,乙液为草酸和过硫酸铵加水溶解。注浆时两根吸浆管分别放在甲液拌浆桶与乙液拌浆桶内。甲、乙液按1:0.3~0.4的配比混合。化学浆液胶凝时间主要是由乙液里草酸浓度决定。在注化学浆液前要按配比做胶凝时间实验,为注浆提供一手试验数据。具体数据填写见表6.3。甲液(脲醛树脂)项目指标外观白色粘稠黏度(涂-4杯/s)50+2PH值7.5~8.5固含量:%30~40比重:g/cm31.18~1.2?乙液(草酸)项目指标外观白色或灰色粉料含水率:%<1浆液胶凝时间统计表序号脲醛树脂(g)水(g)草酸(g)过硫酸胺(g)草酸浓度凝固时间备注110032.30.250.50.19%各种材因出厂单位不同,水质不,现场应进行配比试验210032.20.30.50.22%310032.10.40.50.3%410032.00.50.50.37%510031.70.80.50.6%610031.51.00.50.75%710031.31.20.50.9%810031.01.50.51.13%5.2?C-S双液浆液注浆施工工艺(1)、注浆材料浆液材料采用单液超细水泥浆和水泥-水玻璃双液浆。水泥选用P.O52.5R水泥,水灰比为1:1--0.75:1,双液浆C:S=1:0.8。水玻璃选用液体硅酸钠型、浓度为38-40玻美度、模数为2.8的水玻璃。(2)、浆液的配制水泥浆液配制方法是先向水泥浆搅拌桶内加入定量的清水,按设计配比加入定量的水泥,搅拌均匀后通过过滤筛倒入储浆池内供注浆泵吸浆。采购的水玻璃若模数、浓度偏高,则需加水稀释成需要的浓度。6、注浆方法6.1从井筒****m处开始自下往上布置注浆管,沿出水点布置4~6个注浆管。采用以化学浆、超细水泥单液浆为主,水泥-水玻璃双液浆相结合的注浆方式进行。每个水平布置注浆孔时,第一个孔出水,埋设好注浆管并安装高压阀,先行放水,再布置第二个孔。注浆过程中放水孔出浆时再关闭高压阀。6.2埋设注浆管在下工作进行打注浆孔眼,打眼用YT-28型凿岩机配φ42mm钻头钻孔。开孔后,将预先加工好的注浆孔口管鱼鳞扣端缠上麻丝,抹上铅油,用加工好的套管套在丝扣端上,用大锤将注浆管砸入孔内,下放孔内不小于****mm,注浆管外露长度50mm,取下管套,将高压球阀安装到注浆孔口管的丝头上。注浆前,先压水试验,球阀与高压混合器接好后,开动注浆泵用清水冲孔,并作耐压试验。7、注浆工艺流程(见下图)8、注浆设备及注浆材料准备:名称规?格数量名称规?格数量注浆泵油桶混合器塑料桶25升注浆管φ42防护眼镜超细水泥乳胶手套水泥道钉、铁刹水玻璃40Be0麻绳脲醛树脂棉纱草酸1′高压软管高压球阀1寸压力表0~40MPa风钻辅助注浆盘见加工图钢钎φ25中空钢钎长电缆9、注浆作业9.1注浆先从下向上、再从上向下进行壁后注浆和接茬堵水。9.2注浆管安好阀门,安好混合器,并联接好输浆管路系统。9.3管路系统联接好后,关闭进浆阀门,打开各管路开泵用清水试压,达到1.2倍的注浆终压持续10分钟无跑水现象即为合格。9.4注单液浆时,以浓浆为主,水灰比1:1~0.75:1;注双液浆时水泥浆水灰比为1:1,水泥浆与水玻璃体积比为:0.8:1~1:1。9.5注浆时,设专人观察井壁有无跑浆现象,发现跑浆立即处理,同时观察井壁有无异常变化,如发现异常,立即停泵进行处理,查清原因再进行作业。9.6注单液浆时,若压力不升,进浆不减时,应逐渐加大浓度;反之,若压力上升快,进浆量减慢时,应依次降低浆液浓度,每更换一次,浆液浓度一般持续20分钟。9.7停泵后应及时压清水,冲洗管路和器具。10、注浆记录注浆过程中,技术人员应做好详细记录,记录内容包括:注浆日期、开孔数量、孔位、测量水压、注浆压力、浆液浓度、水泥用量、水玻璃用量等。11、注浆结束标准12.1单孔注浆结束标准在达到注浆终压的情况下,注浆孔不再吸浆且注浆孔内不再涌水,可结束本孔注浆。12.2结束注浆标准无集中出水点、无成片渗水点,注浆结束后,注浆孔口管的外露部分要割除。12、工期安排及劳动组织12.1工期预计总工期预计为45天,具体见表12-1:?工期预计表表12-1序号工序名称工程量时间(天)备注1安设操作盘2壁后注浆3拆除操作盘合计12.2人员组织采用“三八”制作业方式,人员安排见表10-2:劳动组织表?表12-2序号工种数量备?注1拌浆工包括放水、放浆、倒运注浆材料2注浆化验记录员3技术员4司泵工5电工、机修工6打眼工7值班干部8绞车工9井上、下信号把钩10井下排水工11材料员合?计13?施工技术安全措施13.1注浆管埋设要牢固,管壁与孔壁之间要充填密实,以防喷浆。钻孔周围的井壁裂缝进行糊缝处理,埋设导水管(兼作注浆管),用水泥—水玻璃胶泥充填。13.2立井下放或提升设备时,必须捆绑牢固,并事先与绞车房联系好,确认无误后方可开车。13.3制双液浆时要戴防护手套,水玻璃接触皮肤应立即用清水冲洗。13.4打眼时,必须把吊盘固定好,防止操作盘晃动引起断钎伤人。13.5注浆前要对整个管路系统做压水耐压试验,检查管路上的所有接头、法兰、阀门及管件的耐压能力,如有不符合要求的及时更换或调整,直到符合要求时方能开始注浆。13.6注浆泵及输浆管各接头要绑紧接牢,注浆过程中,盘上工作人员观察接头情况,并避开孔口管位置,避免跑管伤人。13.7注浆时应控制注浆泵压力,由小到大,采取边注浆边观察注浆管及井壁变化情况,如发现异常情况及时停泵进行处理,防止因注浆压力过大而造成井壁开裂和脱落。13.8吊盘各器具要安放牢固整齐,在升降操作盘时盘上要有专人指挥,严防器具及材料掉入井中,各孔口封闭严密。13.9注浆时,施工人员都必须配戴保险带,并生根在牢固的构件上。13.10注浆人员要配带眼镜,手套等个人防护,防止窜浆伤眼或烧坏皮肤。注浆及处理堵管时,切勿面对注浆管或堵管,以防伤人。13.11注浆时应设专人观察井壁,发现异常立即停泵处理,发现跑浆用棉纱进行封堵。13.12注浆管前严禁站人。13.13注浆泵应有专职机工维护、操作,发现问题及时处理。13.14注双液浆时,两个吸浆管不得混合使用,严防堵塞。13.15严格控制注浆压力。13.16操作盘上不得存放杂物,以免负荷过重。13.17严禁违章作业,违章指挥。13.18立井下放或提升设备时,必须捆绑牢固,并事先与绞车房联系好,确认无误后方可开车。13.19注浆期间吊盘起落频繁,应设有专人检查稳车,专人指挥,吊盘及井上信号工应及时通知绞车房做好记号。13.20起落吊盘时,要看好风水管及电缆。13.21井口所有电路电缆必须要盘好,并用防溜木卡卡牢留绳,以防下落伤人。13.22注浆期间,应处理好井壁接茬,以确保井筒观感质量。13.23其他未尽事宜严格按照《****煤矿****井筒及相关硐室施工组织设计》、《****煤矿****井筒基岩段施工安全技术措施》有关要求执行。
篇2：回风立井井筒注浆施工技术安全措施
一、工程概况由浙江中宇潞阳瑞龙项目部承建的潞阳瑞龙公司回风立井井筒现已成井至226m,工作面垂深226m。2012年4月25日17时,在对工作面进行边探边掘的施工过程中,钻孔出现涌水,经监理部、矿方地测部派专人下井实测,涌水量为10.2m3/h。井筒施工已无法正常进行。为此,项目部在抓紧时间排水的同时,与矿方协商沟通后,确定采用提前注浆措施治水,达到提前封堵K2上灰岩裂隙水目的。为了安全有效顺利地完成本次注浆工作,特编制本次注浆施工技术安全措施。二、地质及水文地质概况1、地质概况目前井筒施工到“上统太原组(C3t)”,该组地质概况为:自K1砂岩底至K7砂岩底,连续沉积于下伏本溪组地层之上,属海陆交互相沉积,与下伏地层整合接触。为全井田主要含煤地层之一。厚93.76-132.35m,平均129.03m。由灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰白色砂岩,3-5层石灰岩及12层煤组成。灰岩一般为4层,层位稳定,可作为良好标志,自下而上编号为K2下、K2、K3、K4,,本次注浆主要封堵该组岩裂隙水。2、水文地质概况本次探水孔涌水为基岩段掘砌以来第一次出水,井筒实测地层与井筒预测地柱状图地层基本相符,但通过实际涌水量来看,岩层含水层涌水量与提供的涌水量差别较大。根据经验公式,取两倍的钻孔涌水量为井筒预计涌水量,即:井筒涌水量Q=20.4m3/h。三、注浆布孔及深度?考虑水文地质条件和现有的设备、能力,以及其它经济效益、时间及工期,本次注浆采用提前在工作面直接堵漏注浆,利用岩帽注浆,由于井筒到底的深度还剩44m,而伞钻钻孔能力为6m,因此,注浆施工按照:每次施工工作面向下推进4m之后,在井筒荒径轮廓内周边眼位置布孔,钻孔向外倾斜,径向倾角为5o~10o,孔深3500mm,以保证在井筒荒径轮廓线之外形成一定厚度的注浆壁。钻孔深度根据含水层的厚度及设备能力,采用边探边掘、边注浆的施工方法通过。四、注浆参数1、根据第一次出水后的实测静水压力为19.2kg/cm2,来确定本次注浆的压力注浆压力取静水压力的1.5倍,即28.8kg/cm2。2、注浆孔数?N=[π(D-2A)]/L式中D---井筒荒径,m?D=5.8mA---注浆孔与井壁距离,A取0.1m,L---注浆间距,设计为3m代入上式得注浆孔数N=5.86个,取6个。?3、浆液注入量?Q=AπR2Hηβ/m式中Q---浆液注入量,m3A---浆液消耗系数,取1.5?R---浆液有效扩散半径,设计扩散距离为3m;钻孔至井中的距离为3m,有效扩散半径为3m+3m=6m。?H---注浆段总高度,取44m?η---岩层裂隙率,取2%β---浆液充填系数,取0.85m---结石率,取85%代入上式得Q=149.21m3,需用水泥:149.21×0.75=111.9吨。五、注浆孔施工用YT-28型钻机,配中空六方钢钎(1.5m)φ42mm“一”字形合金钻头造孔钻进,一直钻至3.5m深,若水大或因塌孔钻不到底时,可提前停钻,紧接着埋入φ42mm一头车有马牙扣的注浆管,注浆管外缠上麻丝,顶端安装球阀,以便放水或注浆。六、注浆作业首先打设止浆垫,厚度为1米的混凝土,然后打设注浆孔,根据现场实际情况,可采取壁后注浆,注浆孔为每模均匀布置8个。⑴注浆工艺注浆泵采用KBY-50/70型双液注浆泵,拌浆采用HJB型搅拌机,配置一个水泥浆池,一个水玻璃浆池,一个清水桶。⑵浆液类型浆液采用新鲜的P.O.42.5R水泥单液浆为主,各孔注浆结束前采用水泥和玻璃水双液浆封孔。玻璃水选用模数2.3~3.4,浓度30~40Be。⑶压水各孔注浆前,要压入10~20min清水,目的是冲洗裂隙通道中的充填物,提高浆液结石体与裂隙面的粘结强度,另外,也可根据此检查各管路的漏水情况。⑷浆液的调配浆液的浓度一般选用2:1、1.25:1、1:1、0.8:1选择水泥-玻璃水液浆时,玻璃水与水泥浆的体积比为1:1~0.4:1。初期注浆的浆液浓度根据压水时的压力及压水量合理选择。当压力不变,连续注入30min,吸浆量不变,可适当调浓浆液。反之,压力上值很快时,可适当调稀浆液浓度,当压力缓缓上升,吸浆量逐渐减少,一直达到终压按结束注浆标准结束。七、结束注浆正常情况下,注浆压力由小逐渐增大,注浆流量由大到小,当注浆压力达到设计的泵压时,注浆流量小于50L/min,且稳定20min即可结束注浆。特殊情况下,在大裂隙岩层注浆,经浆液浓度变换,仍达不到终压与终量的标准时,要采用间歇法注浆,直至符合上述结束标准。对于细小裂隙注浆,当注2:1~1.5:1稀浆,压力仍上升很快,而吸浆量迅速减少时,可进行预处理:即先压水1m3左右,接着压注0.5m3左右30~40Be水玻璃,紧接着再压注0.5~1m3清水,并注浆。八、井筒开挖条件井筒注浆达到结束标准后,经分析注浆资料,注浆质量确认达到注浆效果后方准恢复掘进。分析注浆堵水效果主要依据以下资料:a、注浆终压与终量,必须符合其规定的标准。b、浆液的注入量基本符合设计的数据。c、要求先施工井中EN向注浆孔,井中WS向最后一个注浆孔作为注浆结束前放水试验孔,要求该孔剩余涌水量不于0.5m3/h。d、要求各个注浆孔孔间距尽量相等,以保证形成所要求的注浆壁厚度。e、井筒施工的排水系统随时都处于完好状态,如工作面一旦涌水,排水系统能立即投入正常运转。九、注浆施工质量及安全技术措施1、注浆材料要有质保书、化验单,不符合技术要求的材料不准使用。2、浆液中不得混入纸片及水泥硬块,以防堵塞管路。3、岩石裂隙中注浆,先期注浆孔注浆量大,后期注浆孔注入量小,因此,一定要保证先期注浆孔的施工质量。4、注浆过程中,要设专人观察注浆压力和吸浆量的变化情况,发现异常现象即时采取措施处理。5、注浆过程中,技术员要紧跟至现场,指导钻孔和注浆施工,收集第一手资料,并对收集的资料,即时整理分析,便于指导下一步施工,提出调整或修改注浆参数参考意见,评价注浆效果。6、注浆设备试运转:注浆机具及管路系统要满足设计的最大注浆压力和流量的要求:注浆泵流量的调节装置、测试仪表及除尘设备等要使用可靠。7、下止浆塞及连接孔口管路:管路连接处达到不漏水,在设计最大压力条件下,维持5分钟不泄压为合格。8、注浆过程中,施工人员要佩戴安全防护手套、眼镜。9、注浆期间,设专人观察上部井壁是否有漏水漏浆现象,发现异常,立即停注。10、施工人员严格按照操作规程操作注浆用机械、设备。11、各辅助系统运转按回风立井施工要求及《回风立井作业规程》执行。12、其它安全措施执行《煤矿安全规程》的有关规定。十、劳动组织采用三八作业制,每小班人员安排如下:1、打钻①井下跟班队长?1人①井上(电修工兼井下)班长?1人电工1人机手?2人维修工1人信号工1人?把钩工?1人泵工??1人信号工?1人坐盘?1人?绞车司机?2人看阀门?1人合计6人合计??8人总计每小班14人2、注浆②井下②井上(电修工兼井下)跟班队长1人搬运?2人班长?1人?电修工1人注浆工?3人?信号工1人搅拌?2人?绞车司机?2人井观测1人看水龙头?1人信号工?1人合计?7人坐盘?1人泵工?2人看水龙头?1人合计13人总计每小班20人跟班人员:(不包括项目部管理人员)项目部领导1人技术员?1人队长?1人十一、材料、机具准备序号名?称规格型号单位数量1普硅水泥P.O.42.5吨1122水玻璃模数2.3~3.4浓度30~40Be吨563高压球阀φ42mm个304无缝钢管φ42×2m(一头带扣)根155无缝钢管φ42×1.5m(一头带扣)根106止浆塞套607麻丝公斤108双液注浆泵KBY-50/70台19搅拌机HJB型180L台110水泥浆池个111水玻璃浆池个112清水桶个113钻机YT-28台214风镐N10台2
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