上跑蹄進風立井探水、工作面預注漿施工(方案)及安全技術措施
建設單位：霍州煤電集團辛置煤礦
監(jiān)理單位：山西煤炭建設監(jiān)理咨詢有限公司
施工單位： 河南富昌建設工程有限責任公司礦建第十項目部
編 制 ： 劉運來
日 期 ： 2009年3月17日
一：工程概況：
霍州煤電集團辛置煤礦上跑蹄進風立井，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，以及實施工作面預注漿堵水，順利通過含水層，經(jīng)與建設單位、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米位置對含水層進行探水、預注漿施工。
根據(jù)設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(起點標高+512.015米終點+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米工作面預注漿施工。
2：鉆孔布置
根據(jù)建設單位提供的地質(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倍的漿液擴散半徑，擴散半徑取2米。
探水、預注漿初步設計布置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，
工作面預注漿經(jīng)驗值為凈水壓的3--4倍。本次注漿設計終壓控制在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、鉆前準備
1.1孔口管的埋設
井筒掘進到井深198米，標高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)按設計位置預埋鉆注孔口管(規(guī)格：Ф108mm×3mm末端代法蘭)，預埋鉆注孔口管進入預留巖帽2.5米。孔口管應在法蘭端起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鉆機工作平臺的搭設
在井筒內(nèi)施工作業(yè)，需在距預留巖帽上方2.0米位置搭設鉆機平臺。平臺搭設架梁選用20#槽鋼焊接加工，平臺高2米。平臺組裝后用70㎜厚木板嚴密鋪實，梁下用Ф150圓木做頂柱，保證平臺穩(wěn)固可靠。并將風、水、電接至平臺。
1.3注漿站的設置(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
施工前準備 埋設孔口管 建立注漿站
驗收 探水注漿 安置鉆機 搭設工作平臺
孔口管埋設后，對孔口管及巖帽進行雙液注漿加固，加固注漿壓力應大于設計注漿終壓1.5倍。透孔后對防突閥門、孔口管及預留巖帽進行耐壓試驗，承受壓力大于設計注漿終壓后，方可進行鉆注施工。
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，鉆進孔內(nèi)涌水即注。鉆進前孔口管必須安裝防突水裝置，設計選用1臺ZYG--150全液壓鉆機，配備Ф75㎜鉆頭，按設計鉆進。在鉆進過程中出現(xiàn)涌水，應立即進行注漿施工，以避免較大水量涌出，并換下一孔進行鉆注施工。直至8個孔都經(jīng)過反復鉆進、注漿達到設計深度15米，并符合設計終壓，最后對檢查孔實行鉆進，檢查注漿效果。如井中檢查孔涌水量超過規(guī)定，應根據(jù)各孔進漿量，結(jié)合現(xiàn)場情況補打探水孔。
注漿操作程序：首先用28風鉆5米鉆桿對巖冒進行反復鉆井加固、預注漿。(程序和鉆機注漿相同)。待達到注漿條件時進行鉆機開孔、鉆進、注漿。
當鉆孔鉆進到終孔或出現(xiàn)涌水后，先進行壓水試驗，然后進行注漿施工作業(yè)。其程序為：涌水(終孔)--接輸漿管路—啟動注漿設備---攪拌灰漿--調(diào)整注漿參數(shù)—達到標準(達到注漿壓力時停留30分鐘、壓力穩(wěn)定在設計范圍方可進行下一道工序)--關閉進將閥門—進入下一循環(huán)(結(jié)束)。
四：設備與材料
1：設備
注漿泵 WDH-60/18雙液注漿泵 1臺
D2D2—18.5--60/60 1臺
鉆機 150全液壓鉆機(配套鉆具) 2臺
攪拌機 350型 1臺
風鎬 G10 2部
鳳鉆 28型 2部
2：材料經(jīng)計算和經(jīng)驗(預計)
每個孔注入量 Q=λΠR²H1ßη/m 總注入量 Q0=N.Q
R--漿液擴散半徑，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
預計工期19天
鉆前準備及搭設鉆機平臺 1天
預留巖帽及孔口管加固 3天
198米施工段鉆進(含復鉆) 9天
注漿段15米 6天
撤離 1天
預計工期不含排水時間，若注入量大于設計工期相應順延。
六：驗收標準
各鉆注孔鉆注結(jié)束后，終孔干孔出現(xiàn)，單孔注漿達到終壓，從而確定注漿效果。檢查結(jié)束應作封孔處理，封孔使用雙液漿，壓力應大于6 Mρa。
1、開工前由專人向參加人員，貫徹本措施及相關規(guī)章制度，并簽名備查。
2、所有參加人員必須對本措施進行認真學習，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、熟知各項參數(shù)及安全技術要求，
保證安照設計方案施工。
4、入井設備需經(jīng)過檢修保證完好，并進行安全檢查，有失爆或不符合安全規(guī)程的，嚴禁入井。
5、入井人員必須戴好安全帽和礦燈，入井前嚴禁喝酒。必須堅持入井檢身制度和入井人員清點制度。
6、入井人員必須戴好安全帶，不得人、料同灌。上下設備、運料必須捆綁牢固，有專人接送。、
7、井口附近必須清掃干凈，以免墜物傷人。風、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、搭建鉆機工作平臺需安設牢固，各連接部位必須緊密。風、水、電輸漿管路接至鉆機工作平臺，管路必須擺放、懸掛整齊，確保可靠。
9、吊盤及工作平臺上物料應擺放整齊、牢靠，避免滑落。
10、開孔前，鉆手必須嚴格按設計定位、定向，明確孔深、方向開鉆。孔口管進行雙液注漿加固(壓力不小于6mPa)。鉆井前必須安裝防突水裝置，保證機構可靠、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。打鉆時嚴禁戴手套。物料應擺放牢靠，打鉆施工時人員、設備、物料避免滑落。
13、注漿前必須對設備及輸漿管路進行耐壓試驗并保證暢通、不漏。注漿應按照設計要求進行，必須達到設計注漿終壓、終量。
14、鉆進中孔內(nèi)涌水即注，不得強行鉆進，以免水量突然增大。備用排水設備、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，必須達到設計要求，不得有漏打、漏注發(fā)生。對已注鉆孔進行復鉆時，必須確定該孔漿液膠凝情況，打開或拆除閥門不應出水。
16、鉆機機械傳動部位必須安裝牢固可靠的防護裝置，機械的各部罩、蓋及安全閥等必須齊全、完整、可靠。
17、鉆進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。鉆進中如果鉆孔突然涌水、頂鉆等，必須停止鉆進，但不得拔除鉆桿，現(xiàn)場負責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)度可以控制及時關閉
防突閥門檢查各部安全情況確認鉆進進尺轉(zhuǎn)入注漿
無法控制停止鉆進確認儲水排水能力避災自救清點人員上井
調(diào)度停鉆、停電開啟大泵清點人員
突發(fā)情況發(fā)生時井下人員采取措施及避災：
19、封口注漿前必須對設備及輸漿管路進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、保證設備完好率，極具配件齊全充足，進場的施工材料、施工機械設備等，要符合施工組織設計要求。
21、每班當班記錄及鉆孔情況有當班班長記錄，應記錄詳實，不得涂改。
22、配備專職技術員，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。
井筒預注漿施工段鉆注孔設計參數(shù)一覽表
孔號方位頂角切線角孔口管m鉆進進尺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調(diào)整。
河南富昌建設工程有限責任公司礦建第十項目部
2009年3月17日
工作面預注漿方案審批表
工程名稱辛置礦上跑蹄進風井井筒掘砌工程量422米工程科 安監(jiān)處
建設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：
