塔什店主井及副井井筒地面預(yù)注漿方案設(shè)計(jì)

楊再江　李　寧　陳紅蕾

(1．新疆邢美礦業(yè)有限公司，新疆庫(kù)爾勒　841000;2．北京中煤礦山工程有限公司，北京　100013)

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塔什店主井及副井井筒地面預(yù)注漿方案設(shè)計(jì)

楊再江1李寧2陳紅蕾2

(1．新疆邢美礦業(yè)有限公司，新疆庫(kù)爾勒841000;2．北京中煤礦山工程有限公司，北京100013)

摘要:結(jié)合工程實(shí)例，介紹了全“S”孔注漿施工方案，從注漿起止深度、注漿孔布置、注漿段高與壓力、漿液注入量等方面，探討了注漿施工中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，有助于鑿井掘進(jìn)工作的順利進(jìn)行，為類似工程的施工提供了參考。

關(guān)鍵詞:地面預(yù)注漿，注漿施工，井筒

1　工程概況

礦井南距庫(kù)爾勒市18 km的塔什店鎮(zhèn)，東北距焉耆縣城約43 km，314國(guó)道和和庫(kù)高速公路從井田東南部處通過(guò)，南疆鐵路從井田東南部約2 km處通過(guò)，區(qū)內(nèi)有簡(jiǎn)易公路與之相通，交通便利。行政區(qū)劃屬庫(kù)爾勒市管轄。

塔什店礦區(qū)一號(hào)礦井由新疆邢美礦業(yè)有限公司籌建，設(shè)計(jì)主、副、風(fēng)井三個(gè)井筒，采用立井開(kāi)拓方式。目前，三個(gè)井筒均采用普通鑿井掘進(jìn)至約340 m，由于工作面出水，無(wú)法繼續(xù)掘進(jìn)。下一步主、副井?dāng)M采用凍結(jié)法對(duì)上部地層實(shí)施特殊鑿井，采用地面預(yù)注漿法對(duì)下部基巖段含水層進(jìn)行治理。

2　地面預(yù)注漿總體設(shè)計(jì)

目前，由于井筒出水原因，井筒已停止掘砌。為盡快恢復(fù)井筒掘砌，主、副井均采用全“S”孔注漿施工方案。注漿采用以粘土水泥漿為主要注漿材料、輔以單液水泥漿，必要時(shí)可選用化學(xué)漿液等其他材料的地面預(yù)注漿施工工藝，總體設(shè)計(jì)方案見(jiàn)表1。

表1　注漿主要參數(shù)設(shè)計(jì)表

3　注漿施工設(shè)計(jì)

1)注漿起止深度。根據(jù)地質(zhì)資料尤其是含水層特征，主、副井井筒地面預(yù)注漿起止深度分別為608 m～762．5 m，608 m～707．5 m，上部距離凍結(jié)段120 m，下部超過(guò)井筒深度20 m，注漿段長(zhǎng)分別為154．5 m，99．5 m。

2)注漿孔布置?！癝”孔布孔圈徑的具體位置主要根據(jù)鑿井井架、鑿井施工條件及凍—注平行作業(yè)等條件確定。主、副井均布置6個(gè)注漿“S”孔，布孔圈徑分別暫定27 m和29 m，落點(diǎn)圈徑分別為10．5 m和11．5 m，落點(diǎn)基本均布，見(jiàn)圖1。

圖1　注漿孔布置示意圖

3)注漿段高與壓力。注漿段高的劃分取決于含水層的位置、厚度以及注漿泵的性能等諸多因素。段高劃分遵循針對(duì)性、特殊性及一致性的原則。針對(duì)性是對(duì)已確定的含水層(段)進(jìn)行注漿;特殊性是指注漿用于特殊的目的，如斷層及破碎帶的加固等;一致性是將具有相同地質(zhì)沉積環(huán)境、相同的巖性及裂隙發(fā)育規(guī)律的一組或兩組以上巖層劃為同一注漿段高。根據(jù)井筒檢查孔鉆孔綜合柱狀圖及相應(yīng)地質(zhì)報(bào)告，劃分不同的注漿段高，施工時(shí)可以根據(jù)揭露巖層的含水、破碎等實(shí)際情況，有針對(duì)性地進(jìn)行段高調(diào)整，縮小或合并段高，以更有利于保證注漿質(zhì)量。注漿壓力:巖帽段注漿終壓為靜水壓力1．5倍～2．0倍;其他注漿段注漿終壓為靜水壓力的2．0倍～2．5倍。施工過(guò)程中可以根據(jù)壓水、巖層等實(shí)際情況進(jìn)行必要調(diào)整。另外，在井筒地層中的破碎層位等特殊地層使用不同漿液注漿時(shí)可以根據(jù)地層情況進(jìn)行注漿壓力調(diào)整。主、副井注漿段高劃分及注漿壓力見(jiàn)表2。

表2　主、副井注漿段高劃分及各段高注漿壓力表

4)漿液注入量。漿液注入量根據(jù)漿液有效徑向擴(kuò)散距離和注漿段平均裂隙率，應(yīng)用下列公式進(jìn)行計(jì)算:

其中，Q為漿液注入量，m3;A為漿液超擴(kuò)散消耗系數(shù)，基巖取1．3，巖帽段取1．5;R為距井中心的漿液有效擴(kuò)散半徑，m，R=r+ L，r為注漿孔落點(diǎn)半徑，主井為5．25 m，副井為5．75 m，L為漿液沿徑向方向的最小有效擴(kuò)散距離，取10 m;H為注漿總段高，主井為154．5 m，其中巖帽段為20 m、基巖注漿段為134．5 m，副井為99．5 m，其中巖帽段為20 m、基巖注漿段為79．5 m;m為漿液結(jié)石率，取0．85;β為漿液充填系數(shù)，取0．95;η為巖層平均裂隙率，均取5%。

固管與巖帽段采用單液水泥漿，一序和二序“S”孔分別需要單獨(dú)固管，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，“S”孔固管每次約20 m3。根據(jù)公式計(jì)算，注漿量的設(shè)計(jì)見(jiàn)表3。

表3　主、副井漿液注入量設(shè)計(jì)表　m3

5)注漿造孔。套管段鉆孔直徑為195 mm～245 mm，套管采用φ168 mm×6．5 mm無(wú)縫鋼管。注漿段鉆孔直徑為120 mm～135 mm。造孔工程量見(jiàn)表4。

表4　造孔工程量

4　注漿注意事項(xiàng)

1)注漿前要對(duì)整個(gè)注漿施工管路系統(tǒng)做壓水耐壓試驗(yàn)，檢查管路上的所有接頭、閥門(mén)及管件的耐壓能力，如有不符合要求的要及時(shí)更換或調(diào)整，直到符合要求后才能開(kāi)始注漿。

2)注漿中發(fā)現(xiàn)壓力突降而吸漿量突然增大，或已注入一定量的漿液而注漿壓力仍不回升時(shí)，說(shuō)明漿液進(jìn)入孔隙或裂隙泄漏。此時(shí)應(yīng)查明原因，可采取加大水泥漿濃度，縮短凝固時(shí)間等方法處理。3)注漿中發(fā)現(xiàn)泵壓驟升，可能是注漿管路堵塞，應(yīng)立即停泵檢查，找出原因，及時(shí)處理，以保證注漿工作順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn):

［1］趙杰，薛懷軍．注漿堵水技術(shù)在井壁防治水中的實(shí)踐與探索［J］．山東煤炭科技，2010(1):19-23．

［2］王國(guó)合，高學(xué)奎，張建軍．地面預(yù)注漿在平煤五礦井筒堵水中的應(yīng)用［J］．中州煤炭，2009(1):37-40．

［3］趙書(shū)梅，賈立芹，王德強(qiáng)，等．金地鐵礦地面注漿堵水技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐［J］．探礦工程(巖土鉆掘工程)，2009(2):59-60．

［4］鄭春陽(yáng)．注漿堵水技術(shù)在盲斜井施工中的實(shí)踐［J］．采礦技術(shù)，2009(1):101-102．

［5］王志驊，湯友誼．立井井筒工作面預(yù)注漿堵水技術(shù)的研究與應(yīng)用［J］．煤炭技術(shù)，2009(3):7-8．

The design of Tashidian main shaft and auxiliary shaft surface pregrouting scheme

Yang Zaijiang1Li Ning2Chen Honglei2
(1．Xinjiang Xingmei Mining Co．，Ltd，Kuerle 841000，China;2．Beijing China Coal Mine Engineering Co．，Ltd，Beijing 100013，China)

Abstract:Combining with the engineering example，this paper introduced the all“S”hole grouting construction scheme，from the start-stop depth of grouting，grouting hole layout，the height and pressure of grouting section，grout injection amount and other aspects，discussed the design key points of grouting construction，help sinking tunnelling work smoothly，provided reference for similar engineering construction．

Key words:ground grouting，grouting construction，shaft

作者簡(jiǎn)介:楊再江(1964-)，男，工程師

收稿日期:2015-10-26

文章編號(hào):1009-6825(2016)01-0088-02

中圖分類號(hào):TD265．4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A