工作面預(yù)注漿在豎井井筒施工中的應(yīng)用

許貴林

摘 要：在建設(shè)礦井的過程中，預(yù)注漿技術(shù)的有效運(yùn)用，能夠很好地解決涌水量大、巖層破碎等方面的技術(shù)性難題，并且在開展很多礦山井筒防治水工作的過程中起到了很好的控制效果。鑒于此，本文就工作面預(yù)注漿在豎井井筒施工中的應(yīng)用展開探討，以期為相關(guān)工作起到參考作用。

關(guān)鍵詞：主井掘進(jìn);巖溶水;工作面預(yù)注漿

本文以某礦山開采工作為例，對豎井井筒施工過程中工作面預(yù)注漿的使用展開探討。由于該工程的主井工程施工條件復(fù)雜、含水量比較大，該段井筒施工不僅能夠影響到工程項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)度，同時(shí)也是安全工作中需要重點(diǎn)監(jiān)測的內(nèi)容，因此，在落實(shí)井筒施工作業(yè)的過程中，需要用到科學(xué)合理的方法，在有效保障施工質(zhì)量以及安全的基礎(chǔ)之上，快速進(jìn)入到含水層中。借助于該含水層在井筒中的含水量大小、位置以及施工的難度，開展綜合性的分析工作，最終決定使用井筒工作面預(yù)注漿技術(shù)對涌水現(xiàn)象予以治理，給落實(shí)打“干井”奠定良好的基礎(chǔ)。

1 注漿設(shè)計(jì)

1.1 注漿位置及注漿形式

立足于井筒水文資料，在開展井筒施工作業(yè)的過程中，需要重點(diǎn)關(guān)注水文的變化情況，在快要接近含水層的時(shí)候，應(yīng)該實(shí)施施工超前探水鉆孔作業(yè)，并且要控制探孔的深度，使其大于等于10m，如果預(yù)計(jì)井筒的涌水量高達(dá)10m3/h的時(shí)候，需要停止對井筒的掘砌，并且開展工作面的預(yù)注漿作業(yè)，也就是從-153m的位置開始落實(shí)注漿鉆孔作業(yè)，在實(shí)際施工過程中，具體位置的確定還應(yīng)該按照施工情況適當(dāng)做出調(diào)整，并且應(yīng)該控制鉆孔的深度為60m。使用孔內(nèi)循環(huán)、孔口封閉以及從上到下的分段式注漿的施工作業(yè)方法。

1.2 注漿材料及漿液注入量

立足于水文地質(zhì)資料，為了能夠起到加快施工進(jìn)度、降低施工成本的效果，在開展注漿施工作業(yè)的過程中，一般將水泥-水玻璃漿液作為注漿材料，并且為了能夠?qū){液的初凝以及終凝時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，就需要添加相應(yīng)比例的石灰將其作為調(diào)凝材料，也就是以水玻璃、水泥以及生石灰為注漿材料，選用PO32.5級普通硅酸鹽水泥將其作為注漿水泥，水泥的細(xì)度應(yīng)該確保其在通過80μm方孔篩篩之后，余量小于5%，在此過程中，應(yīng)該確保所使用的水泥的新鮮度，并且不能出現(xiàn)結(jié)塊，嚴(yán)禁使用不合格的水泥。在必要的時(shí)候，還需要用到水泥尾砂漿-水玻璃雙液注漿或者水玻璃摻合料，在選用水玻璃的時(shí)候，應(yīng)該控制器模數(shù)在2.4～3.0范圍內(nèi)，并且將濃度控制在30～45波美度范圍內(nèi)。石灰的選擇應(yīng)該使用工業(yè)氫氧化鈉或者是當(dāng)?shù)厥覐S所生產(chǎn)的石灰。

1.3 混凝土止?jié){墊

在掘進(jìn)井筒的過程中，通過探水測出井筒的涌水量比10m3/h還要高，此時(shí)，就需要停止掘砌施工作業(yè)，并且清理干凈井底碴石，之后再落實(shí)混凝土的止?jié){墊施工作業(yè)。

1.4 孔口管埋設(shè)

孔口管的選擇應(yīng)該使用直徑為108×5的無縫鋼管，鋼管的長度為3.0m，在孔口的上部位置處應(yīng)該焊接上法蘭，便于連接高壓注漿閥，并且要確?？卓诠艿南轮蒙疃冉?jīng)過混凝土的止?jié){墊能夠直接到達(dá)完整的基巖中，并且還需要用水泥對其進(jìn)行封堵，以此來有效保障該項(xiàng)工作的穩(wěn)定性。

2 注漿施工

2.1 注漿孔施工

在落實(shí)注漿孔的施工作業(yè)的時(shí)候，所用的設(shè)備是MZ120-Ⅱ型潛孔鉆機(jī)，該鉆機(jī)的鉆頭直徑是90mm。安裝鉆機(jī)的時(shí)候必須有效確保其牢固性以及平穩(wěn)性。并且要設(shè)計(jì)6個(gè)注漿鉆孔進(jìn)行交錯(cuò)施工，在此過程中，應(yīng)該先完成1，3，5號鉆孔，之后再落實(shí)2，4，6號鉆孔施工。在實(shí)施鉆孔施工作業(yè)的過程中，需要根據(jù)巖層變化以及孔深，用到金剛石或者是硬質(zhì)合金鉆頭，實(shí)施斜測工作，保障偏斜率比1%小。為了能夠及時(shí)掌握鉆孔巖石的透水性資料，需要對所有的鉆孔從上到下開展分段壓水試驗(yàn)工作，并且暫定壓水試驗(yàn)的長度為30m，該長度可以根據(jù)具體鉆探情況加以調(diào)整。

2.2 注漿作業(yè)

為了能夠有效確保注漿的效果以及注漿質(zhì)量，需要運(yùn)用自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)開展?jié){液的注漿以及配置工作，并且自動(dòng)對流漿量、注漿液力以及漿液的濃度等參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行記錄。并且應(yīng)該將施工現(xiàn)場可提供的材料當(dāng)成漿液的使用材料，漿液材料配比、選用以及濃度都應(yīng)該立足于地質(zhì)條件的變化情況，在對其進(jìn)行試驗(yàn)之后再加以確定。運(yùn)用3SNS200/10注漿泵，以及集中造漿站落實(shí)造漿作業(yè)，并且對漿液進(jìn)行拌制，借助管道將其運(yùn)送到各種類型的注漿孔中完成注漿作業(yè)。落實(shí)注漿施工作業(yè)的時(shí)候，在該項(xiàng)工序進(jìn)入到設(shè)計(jì)深度之前，需要先對鉆孔進(jìn)行沖洗，將鉆孔中殘留的巖石以及巖粉中填充的粘土雜質(zhì)進(jìn)行沖洗，之后再開展壓力試驗(yàn)工作，借助試驗(yàn)來掌握漿液的配比，選擇最初的注漿濃度。注漿的時(shí)候需要使用先稀漿后濃漿的逐步加深濃度的方法。在注漿過程中如果注入的漿液高達(dá)50m3左右的時(shí)候壓力很小或者還沒有起壓的時(shí)候，就需要加大漿液的濃度。一旦漿液的濃度增加，壓力就會(huì)持續(xù)升高，或者就會(huì)減少大量的耗漿量，此時(shí)就需要及時(shí)減少漿液的濃度。

2.3 注漿壓力調(diào)整

應(yīng)該將靜水壓力的1.5～2.0倍作為注漿壓力。在注漿的過程中，初始的灌漿壓力應(yīng)該按照是否存在冒漿、串漿以及漿液的消耗量來靈活掌握。在進(jìn)行注漿作業(yè)的過程中，需要采取對應(yīng)的保護(hù)措施，以此來有效確保孔中漿液的往返順暢，在井口的壓力太大的情況下，需要及時(shí)采取回漿措施，按照壓力情況，對注漿量進(jìn)行合理把控，直到滿足終壓終量，并且使其處于30min以上的穩(wěn)定狀態(tài)。

3 結(jié)語

實(shí)踐表明，在落實(shí)井巷施工作業(yè)的過程中，對于涌水量較大的巖層，使用工作面超前預(yù)注漿作業(yè)是順利通過含水層的一項(xiàng)高效的措施，能夠很好地改善井筒中的施工環(huán)境，確保施工質(zhì)量以及施工安全，給施工作業(yè)的順利實(shí)施奠定良好的基礎(chǔ)。

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