上跑蹄進(jìn)風(fēng)立井探水、工作面預(yù)注漿施工(方案)及安全技術(shù)措施
上跑蹄進(jìn)風(fēng)立井探水、工作面預(yù)注漿施工(方案)及安全技術(shù)措施
建設(shè)單位：霍州煤電集團(tuán)辛置煤礦
監(jiān)理單位：山西煤炭建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司
施工單位： 河南富昌建設(shè)工程有限責(zé)任公司礦建第十項目部
編 制 ： 劉運(yùn)來
日 期 ： 2009年3月17日
一：工程概況：
霍州煤電集團(tuán)辛置煤礦上跑蹄進(jìn)風(fēng)立井，凈直徑Ø6.5m，壁厚0.45m。井深422m，2009年3月16日施工到198米，標(biāo)高512.015米位置。井下
工作面打眼時出水，為探明含水層涌水量、水壓情況，以及實施工作面預(yù)注漿堵水，順利通過含水層，經(jīng)與建設(shè)單位、監(jiān)理單位協(xié)商一致同意，根據(jù)《規(guī)程》有疑必探、先探后掘的探放水原則，決定在198米位置對含水層進(jìn)行探水、預(yù)注漿施工。
根據(jù)設(shè)計單位提供的含水層水文地質(zhì)情況及鉆孔資料，鉆孔涌水量
20m³/h。實際施工到198米，井底有5-6眼涌水，涌水量為30.27 m³/h，
最大涌水量為43.88 m³/h。經(jīng)計算凈水壓約為1Mρa。
二：探水、井筒預(yù)注漿方案
1：確定探水超前距離、探水段高
為安全期間，確定探水超前距離為15米(起點(diǎn)標(biāo)高+512.015米終點(diǎn)+497.015米)，探孔直接鉆透含水層11米，確定探水注漿施工段高15米。
初定在工作面井深198米處打鉆探水，在井深198米工作面預(yù)注漿施工。
2：鉆孔布置
根據(jù)建設(shè)單位提供的地質(zhì)資料，巖石裂隙最大值5mm，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，漿液擴(kuò)散半徑R取2米。根據(jù)公式確定鉆孔布置8個，中間布置1個檢查孔，共計9個孔。
N=∏×(D-2A)/L=3.14×(6.5-2×0.3)/1.3×2≈8孔
其中：D為井筒凈直徑，A為鉆孔離井壁距離，取300，L為注漿空間距，一般取1.3～1.5倍的漿液擴(kuò)散半徑，擴(kuò)散半徑取2米。
探水、預(yù)注漿初步設(shè)計布置9個孔，孔徑Ф=75mm。距井徑凈斷面300mm
位置均勻布置8個孔，孔距2.44米。中間布置一個檢查孔(見附圖)
3：注漿參數(shù)選擇
工作面預(yù)注漿以單液漿為主，雙液為輔。遵循“單夜稀漿-單液稠漿-單夜稀漿-雙液漿”的原則。
W：c取(水灰比)2.0：1.0—1.0：1.5
C：s取(體積比)1.0：0.4—1.0：0.6
水泥選用42.5級普通硅酸鹽水泥。水玻璃取模數(shù)2.4--2.6，45Bè和模數(shù)2.8以上38Bè。
確定注漿壓力條件，主要依據(jù)注漿段的深度和所注巖層裂隙發(fā)育程度，
工作面預(yù)注漿經(jīng)驗值為凈水壓的3--4倍。本次注漿設(shè)計終壓控制在3Mpa，在現(xiàn)場經(jīng)過水壓試驗后可作調(diào)整。
注漿終量不大于10L/min，持續(xù)時間不少于30 min。
三：施工方案
1、鉆前準(zhǔn)備
1.1孔口管的埋設(shè)
井筒掘進(jìn)到井深198米，標(biāo)高512.015米時，停止井筒掘且施工。清出巖層硬底。沿井壁均勻布置 8個孔口管，中間布置1個。(見附圖)按設(shè)計位置預(yù)埋鉆注孔口管(規(guī)格：Ф108mm×3mm末端代法蘭)，預(yù)埋鉆注孔口管進(jìn)入預(yù)留巖帽2.5米?？卓诠軕?yīng)在法蘭端起0.5--1.5米位置焊上鋼筋，以增大
摩擦力。
環(huán)形布孔以井筒中心為圓心，距井壁0.3米均勻布孔(注1—注8)8個k孔。為增加下部含水層受注幾率，鉆注孔均以2～5°切線角布孔，鉆注孔
終孔落底位置距(凈)井壁1.5米。
1.2鉆機(jī)工作平臺的搭設(shè)
在井筒內(nèi)施工作業(yè)，需在距預(yù)留巖帽上方2.0米位置搭設(shè)鉆機(jī)平臺。平臺搭設(shè)架梁選用20#槽鋼焊接加工，平臺高2米。平臺組裝后用70㎜厚木板嚴(yán)密鋪實，梁下用Ф150圓木做頂柱，保證平臺穩(wěn)固可靠。并將風(fēng)、水、電接至平臺。
1.3注漿站的設(shè)置(視情況注漿站布置在井底還是地面)
注漿站布置在地面，盡可能靠近進(jìn)口，注漿站安置WDH--60/18或D2D2—18.5--60/60雙液注漿泵，注漿時布置一趟Ф25mm水管，另安設(shè)一趟
輸漿管路(Ф25mm鋼管)，漿液在注漿站攪拌均勻后，經(jīng)注漿泵加壓后，通過兩趟高壓輸漿管路，送至工作面，經(jīng)混合室送至受注孔內(nèi)。
2、鉆注施工
施工流程
施工前準(zhǔn)備 埋設(shè)孔口管 建立注漿站
驗收 探水注漿 安置鉆機(jī) 搭設(shè)工作平臺
孔口管埋設(shè)后，對孔口管及巖帽進(jìn)行雙液注漿加固，加固注漿壓力應(yīng)大于設(shè)計注漿終壓1.5倍。透孔后對防突閥門、孔口管及預(yù)留巖帽進(jìn)行耐壓試驗，承受壓力大于設(shè)計注漿終壓后，方可進(jìn)行鉆注施工。
為了保證注漿效果，鉆注順序為：先鉆注單號孔，注漿以單液漿為主，再鉆注雙號孔。注漿采用下行注漿，鉆進(jìn)孔內(nèi)涌水即注。鉆進(jìn)前孔口管必須安裝防突水裝置，設(shè)計選用1臺ZYG--150全液壓鉆機(jī)，配備Ф75㎜鉆頭，按設(shè)計鉆進(jìn)。在鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)涌水，應(yīng)立即進(jìn)行注漿施工，以避免較大水量涌出，并換下一孔進(jìn)行鉆注施工。直至8個孔都經(jīng)過反復(fù)鉆進(jìn)、注漿達(dá)到設(shè)計深度15米，并符合設(shè)計終壓，最后對檢查孔實行鉆進(jìn)，檢查注漿效果。如井中檢查孔涌水量超過規(guī)定，應(yīng)根據(jù)各孔進(jìn)漿量，結(jié)合現(xiàn)場情況補(bǔ)打探水孔。
注漿操作程序：首先用28風(fēng)鉆5米鉆桿對巖冒進(jìn)行反復(fù)鉆井加固、預(yù)注漿。(程序和鉆機(jī)注漿相同)。待達(dá)到注漿條件時進(jìn)行鉆機(jī)開孔、鉆進(jìn)、注漿。
當(dāng)鉆孔鉆進(jìn)到終孔或出現(xiàn)涌水后，先進(jìn)行壓水試驗，然后進(jìn)行注漿施工作業(yè)。其程序為：涌水(終孔)--接輸漿管路—啟動注漿設(shè)備---攪拌灰漿--調(diào)整注漿參數(shù)—達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)(達(dá)到注漿壓力時停留30分鐘、壓力穩(wěn)定在設(shè)計范圍方可進(jìn)行下一道工序)--關(guān)閉進(jìn)將閥門—進(jìn)入下一循環(huán)(結(jié)束)。
四：設(shè)備與材料
1：設(shè)備
注漿泵 WDH-60/18雙液注漿泵 1臺
D2D2—18.5--60/60 1臺
鉆機(jī) 150全液壓鉆機(jī)(配套鉆具) 2臺
攪拌機(jī) 350型 1臺
風(fēng)鎬 G10 2部
鳳鉆 28型 2部
2：材料經(jīng)計算和經(jīng)驗(預(yù)計)
每個孔注入量 Q=λΠR²H1ßη/m 總注入量 Q0=N.Q
R--漿液擴(kuò)散半徑，米 H1注漿斷高，米 η—巖層裂(孔)隙率η=0.5～3% m=結(jié)石率，%
ß=漿液在裂隙內(nèi)的有效充填系數(shù)，可取0.8～0.9 λ=漿液損失系數(shù)可取1.2～1.5 N=注漿孔數(shù)目，個
水泥 P042.5 150噸
水玻璃 模數(shù)2.8以上38Bè 15噸
孔口管 Ф108mm×3mm末端代法蘭 9棵
防突裝置 4套
變經(jīng)閘閥 Ф108mm—Ф25mm 9套
閥門 Ф108mm(高壓) 8個
閥門 Ф25mm (高壓) 30個
輸漿管路 Ф25mm 400米
木板 70㎜厚 60㎡
五：勞動組織與工期
1：勞動組織
采用“3.8”作業(yè)制，鉆注直接工每班8人，8×3=24
管理2人共計26人(不含輔助工)
2：工期
預(yù)計工期19天
鉆前準(zhǔn)備及搭設(shè)鉆機(jī)平臺 1天
預(yù)留巖帽及孔口管加固 3天
198米施工段鉆進(jìn)(含復(fù)鉆) 9天
注漿段15米 6天
撤離 1天
預(yù)計工期不含排水時間，若注入量大于設(shè)計工期相應(yīng)順延。
六：驗收標(biāo)準(zhǔn)
各鉆注孔鉆注結(jié)束后，終孔干孔出現(xiàn)，單孔注漿達(dá)到終壓，從而確定注漿效果。檢查結(jié)束應(yīng)作封孔處理，封孔使用雙液漿，壓力應(yīng)大于6 Mρa。
1、開工前由專人向參加人員，貫徹本措施及相關(guān)規(guī)章制度，并簽名備查。
2、所有參加人員必須對本措施進(jìn)行認(rèn)真學(xué)習(xí)，井上下特殊工種必須持證上崗。
3、參加施工人員必須明確施工目的、任務(wù)、熟知各項參數(shù)及安全技術(shù)要求，
保證安照設(shè)計方案施工。
4、入井設(shè)備需經(jīng)過檢修保證完好，并進(jìn)行安全檢查，有失爆或不符合安全規(guī)程的，嚴(yán)禁入井。
5、入井人員必須戴好安全帽和礦燈，入井前嚴(yán)禁喝酒。必須堅持入井檢身制度和入井人員清點(diǎn)制度。
6、入井人員必須戴好安全帶，不得人、料同灌。上下設(shè)備、運(yùn)料必須捆綁牢固，有專人接送。、
7、井口附近必須清掃干凈，以免墜物傷人。風(fēng)、水、電輸漿管路必須固定牢靠(間隔6米安裝一副卡子固定)，防止墜落。
8、搭建鉆機(jī)工作平臺需安設(shè)牢固，各連接部位必須緊密。風(fēng)、水、電輸漿管路接至鉆機(jī)工作平臺，管路必須擺放、懸掛整齊，確?？煽俊?/p>
9、吊盤及工作平臺上物料應(yīng)擺放整齊、牢靠，避免滑落。
10、開孔前，鉆手必須嚴(yán)格按設(shè)計定位、定向，明確孔深、方向開鉆?？卓诠苓M(jìn)行雙液注漿加固(壓力不小于6mPa)。鉆井前必須安裝防突水裝置，保證機(jī)構(gòu)可靠、校對方位、傾角后，方可司鉆。
11、施工時，井上下不得同時作業(yè)，保證信號暢通。
12、打鉆造孔人員勞動保護(hù)必須佩戴整齊，以防打鉆時鉆桿纏繞工作服或注漿時漿液傷人。打鉆時嚴(yán)禁戴手套。物料應(yīng)擺放牢靠，打鉆施工時人員、設(shè)備、物料避免滑落。
13、注漿前必須對設(shè)備及輸漿管路進(jìn)行耐壓試驗并保證暢通、不漏。注漿應(yīng)按照設(shè)計要求進(jìn)行，必須達(dá)到設(shè)計注漿終壓、終量。
14、鉆進(jìn)中孔內(nèi)涌水即注，不得強(qiáng)行鉆進(jìn)，以免水量突然增大。備用排水設(shè)備、管路等排水能力必須滿足最大涌水量的要求。
15、各鉆注孔鉆注深度，必須達(dá)到設(shè)計要求，不得有漏打、漏注發(fā)生。對已注鉆孔進(jìn)行復(fù)鉆時，必須確定該孔漿液膠凝情況，打開或拆除閥門不應(yīng)出水。
16、鉆機(jī)機(jī)械傳動部位必須安裝牢固可靠的防護(hù)裝置，機(jī)械的各部罩、蓋及安全閥等必須齊全、完整、可靠。
17、鉆進(jìn)時司鉆人員必須精心打鉆，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，及時匯報。鉆進(jìn)中如果鉆孔突然涌水、頂鉆等，必須停止鉆進(jìn)，但不得拔除鉆桿，現(xiàn)場負(fù)責(zé)人必須立即向項目部匯報，并派人監(jiān)視水情;如果情況危急，人員必須立即上井。
18、探鉆施工期間，項目部各崗位工種自始至終配備專人，各崗位工種比的痹批大義，不得脫崗、離崗，如發(fā)生突水，應(yīng)積極配合。必須有一只吊桶在井下守候，一便突水時人員迅速撤離。
發(fā)生鉆孔突水匯報井上調(diào)度可以控制及時關(guān)閉
防突閥門檢查各部安全情況確認(rèn)鉆進(jìn)進(jìn)尺轉(zhuǎn)入注漿
無法控制停止鉆進(jìn)確認(rèn)儲水排水能力避災(zāi)自救清點(diǎn)人員上井
調(diào)度停鉆、停電開啟大泵清點(diǎn)人員
突發(fā)情況發(fā)生時井下人員采取措施及避災(zāi)：
19、封口注漿前必須對設(shè)備及輸漿管路進(jìn)行試驗并保證暢通不漏，根據(jù)現(xiàn)場壓水試驗，確定注入量、漿液配比、注漿壓力等參數(shù)，注漿必須有排氣出口，確保漿液飽滿。
20、保證設(shè)備完好率，極具配件齊全充足，進(jìn)場的施工材料、施工機(jī)械設(shè)備等，要符合施工組織設(shè)計要求。
21、每班當(dāng)班記錄及鉆孔情況有當(dāng)班班長記錄，應(yīng)記錄詳實，不得涂改。
22、配備專職技術(shù)員，做好開鉆孔深、涌水量、水壓、注漿前后注漿壓力、注漿量、漿液配比變化、壓力試驗等各項記錄。
井筒預(yù)注漿施工段鉆注孔設(shè)計參數(shù)一覽表
孔號方位頂角切線角孔口管m鉆進(jìn)進(jìn)尺m備注
1 2.5～3º2～5º315
鉆注孔
2 315
3 315
4 315
5 315
6 315
7 315
8 315
9井中00330
10
11 合計24150
說明
1、1—8號孔為注漿堵水孔。
2、9號為檢查孔，主要檢查本次堵水情況及下部水位情況。
3.注漿時根據(jù)現(xiàn)場實際情況本方案可作適當(dāng)調(diào)整。
河南富昌建設(shè)工程有限責(zé)任公司礦建第十項目部
2009年3月17日
工作面預(yù)注漿方案審批表
工程名稱辛置礦上跑蹄進(jìn)風(fēng)井井筒掘砌工程量422米工程科 安監(jiān)處
建設(shè)單位霍州煤電辛置煤礦施工單位河南富昌公司第十項目部機(jī)電科 總工
編制部門河南富昌公司第十項目部編制 調(diào)度室 項目經(jīng)理
報審時間 審核 地測科
審批意見：
