金青頂?shù)V區(qū)主井工作面預(yù)注漿堵水施工工藝研究

【摘 要】本文介紹了金青頂?shù)V區(qū)主井在高涌水的情況下，合理確定注漿堵水施工工藝，并取得的良好效果，為深井井筒涌水的治理提供了技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】注漿；涌水；施工工藝；工作面預(yù)注漿

0 引言

金洲公司金青頂?shù)V區(qū)主井設(shè)計(jì)井深1263米，施工中遇到較大涌水，涌水量約為30m3/h，對(duì)施工速度、施工安全及工程質(zhì)量造成了嚴(yán)重影響，工程人員決定進(jìn)行工作面預(yù)注漿堵水，而如何確定合適的施工工藝則顯得至關(guān)重要。我們就此課題進(jìn)行了研究。

1 注漿前準(zhǔn)備

1）孔口管的埋設(shè)：將工作面清理干凈后，將模板拉起3m，并對(duì)下部2米永久井壁進(jìn)行鑿毛處理，在井筒周圍按設(shè)計(jì)規(guī)定角度（與垂直方向成5°角）均勻埋設(shè)8根直徑為Ф108mm，長(zhǎng)度為4m的孔口管（在孔口管的中部及上部焊三道加固肋，從而增加孔口管埋設(shè)的牢固性），在靠近孔口管的附近的砼井壁上注入一根管縫錨桿，將孔口管固定在錨桿上。

2）濾水桶的埋設(shè)：在清理好的工作面上在兩個(gè)吊桶之間，接近井筒中心左右的位置，將長(zhǎng)度為4m的濾水桶垂直放置，并固定好，濾水桶的作用是在澆筑止?jié){墊及養(yǎng)護(hù)期間排出濾水層內(nèi)的井筒涌水，使其不影響砼止?jié){墊的澆筑及養(yǎng)護(hù)。

3）鋪設(shè)濾水層：在固定完孔口管及濾水桶以后開始鋪設(shè)碎石作為濾水層，鋪設(shè)高度0.7m。

4）澆筑止?jié){墊：鋪設(shè)完濾水層以后在濾水層上鋪設(shè)一層風(fēng)筒布或厚塑料布，其作用是防止灰漿滲入濾水層，鋪設(shè)完以后，在上面澆筑砼，標(biāo)號(hào)為C30，澆筑厚度3m，澆筑期間要振搗充分，并使砼與巖壁和砼井壁契合密實(shí)，從而確保止?jié){墊的澆筑質(zhì)量，為下一步注漿提供壓力保證。澆筑完成后要對(duì)止?jié){墊進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期7天，在養(yǎng)護(hù)12小時(shí)內(nèi)絕對(duì)不能使濾水桶內(nèi)的涌水超過止?jié){墊底部，從而確保止?jié){墊的質(zhì)量，使其不會(huì)受到下部涌水的影響。

5）井壁的加固：在養(yǎng)護(hù)止?jié){墊期間對(duì)止?jié){墊以上井段進(jìn)行壁后注漿，并且在止?jié){墊上部0.5m處打8個(gè)孔深為3m的注漿孔進(jìn)行深孔注漿，以防止注漿時(shí)漿液上竄破壞井壁。

2 鉆孔施工

養(yǎng)護(hù)完成后開始施工鉆孔，注漿鉆孔采用一臺(tái)潛孔鉆機(jī)，配Ф60mm鉆桿、Ф90mm沖擊鉆頭施工，鉆孔孔徑Ф90mm，鉆孔分兩個(gè)階段施工，在打鉆之前要在注漿孔口管上安設(shè)Ф133mm高壓球閥和防噴裝置，以防止鉆孔時(shí)含水層突水或噴砂等造成淹井事故及噴孔傷人。

鉆孔時(shí)堅(jiān)持兩步：第一步堅(jiān)持有水即注的原則，先堵水；第二步是將該層水成功堵住以后對(duì)下部巖層進(jìn)行探水，探水深度42m。工作面存水利用風(fēng)泵排到吊桶內(nèi)，再通過主、副提絞車提升到地面，排出場(chǎng)外。

3 注漿作業(yè)

1）工藝方法

在進(jìn)行打鉆探水過程中堅(jiān)持有水必注的原則，注漿前先用清水沖刷鉆孔，沖孔時(shí)流量和壓力要盡可能大些，目的一是借此檢查一下管路的承壓效果，二是盡可能的在短時(shí)間內(nèi)將鉆孔沖洗干凈，沖洗干凈后通過泄壓三通將壓力泄掉，再用漿液注漿，水泥單液漿要求漿液先稀后濃，壓力由小到大平穩(wěn)增至設(shè)計(jì)終壓并穩(wěn)定30分鐘，結(jié)束前先壓注管路容量的80%的清水，然后再結(jié)束注漿，放出管路中的殘液，沖刷管路，為下次注漿做準(zhǔn)備，如此1#～8#循環(huán)往復(fù)直至注漿結(jié)束（打鉆掃孔后無水）。

2）注意的問題

①鉆孔、注漿施工順序：原則上施工一個(gè)鉆孔注漿一個(gè)孔，堅(jiān)持對(duì)稱打鉆注漿的原則，打鉆、注漿先后順序?yàn)?#、5#，3#、7#，2#、6#，4#、8#。

②深部探水施工：當(dāng)注漿達(dá)到要求以后，進(jìn)行深部探水，探水深度42米，為下一步掘進(jìn)提供水文及地質(zhì)參考資料。可能的情況下，如果鉆機(jī)能力允許可以加大探水深度。

③注漿過程中注漿壓力控制在7.8MP（注漿終壓）以下為最佳。

4 注漿結(jié)束

1）注漿終壓控制在7.8MP。

2）當(dāng)井壁接茬出現(xiàn)跑漿時(shí)，要及時(shí)減小注漿流量，并調(diào)整漿液濃度，增大草酸濃度，通過控制流量來控制注漿壓力，當(dāng)井壁接茬不再跑漿時(shí)要及時(shí)停止注漿，防止破壞井壁。

3）結(jié)束注漿時(shí)，需壓注一定量的清水，將管路沖洗干凈。采用化學(xué)漿液注漿，每次結(jié)束注漿刷管時(shí)只沖刷草酸溶液的管路即可，脲醛樹脂的管路不用沖刷，待下次注漿時(shí)直接注漿即可。

5 排水

為防止注漿施工期間發(fā)生淹井事故，必須有完備的排水方案。排水采取一段排水即可，配備一臺(tái)200QJ32/299潛水泵，水泵及水箱設(shè)在吊盤上部，并將水箱固定在吊盤上部，井下布置4臺(tái)（暫定，根據(jù)水量大小依情況而定工作臺(tái)數(shù)）風(fēng)泵。啟動(dòng)潛水泵通過經(jīng)排水管將水排到-785m中段巷道內(nèi)，進(jìn)入到甲方水倉內(nèi)，通過甲方排水大泵排出。設(shè)置專人觀察水情變化，每班至少觀測(cè)兩次。

6 結(jié)語

按照此工藝進(jìn)行的注漿堵水有效的解決了金洲公司金青頂?shù)V區(qū)主井的涌水問題，涌水量由30m3/h降為5m3/h。為井筒的掘砌施工進(jìn)度、質(zhì)量及安全提供了良好的條件。此項(xiàng)工藝對(duì)其他的井筒堵水工程有極好的借鑒意義，尤其是施工難度大的千米深井。

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]