田兴项目部3壁后注浆方案及措施.doc
《田兴项目部3壁后注浆方案及措施.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《田兴项目部3壁后注浆方案及措施.doc(28页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、司家营田兴铁矿3#主井井筒壁后注浆加固及工作面预注浆施工安全技术措施中煤三建二十九工程处田兴项目部二一二年七月二十日审 批 记 录施工单位审批人员签字编 写 年 月 日审 核 年 月 日安 调 年 月 日机电经理 年 月 日技术经理 年 月 日安全经理 年 月 日项目经理 年 月 日审批意见: 审 批 记 录监理单位及建设单位审批人员签字监理单位 年 月 日建设单位 年 月 日审批意见: 司家营田兴铁矿3#主井井筒壁后堵水加固注浆及工作面预注浆施工安全技术措施一、工程概况司家营田兴铁矿位于河北省滦县响嘡镇境内,距唐钢55km,北距京山铁路滦县车站约14km,西距迁(安)曹(妃甸)铁路约6.0k
2、m,迁曹铁路的菱角山站位于南区西北方向约8.5km处;平-青-大公路从矿区北侧、东侧通过,交通运输十分便利。3#主井设计井深670m,井筒坐标:X=4391253.0,Y=40394396,Z=+20m,井筒直径5.6m,净断面24.62m2,冻结深度208m,井壁设计为单层素砼支护,支护厚度600mm,素砼标号C40。原3#主井由温州建设施工,据移交井筒资料显示,现3#主井掘进井深508m,砌筑成井深度505m,剩余掘进工程量162m(508m670m)。测定井筒涌水量56.6m3/h,其中,井筒井壁涌水量约26.6m3/h,工作面涌水量约30m3/h。目前3#主井正在进行井筒装备改造。根据
3、3#主井井筒施工组织设计要求,井筒装备改造完成后,对井壁进行注浆堵水及壁后充填加固注浆、工作面预注浆施工,以改善井筒内施工作业环境,确保后期井筒掘进施工安全、质量、速度。根据上述情况,本着“有疑必探,先探后掘”的防止水原则,经建设单位、监理单位、施工单位研究决定对3#主井进行井壁堵水及壁后充填加固注浆、工作面预注浆施工(508m558m段)。为保证注浆期间施工安全,依据煤矿安全规程、田兴铁矿3#主井井筒施工组织设计,特编制本次施工安全技术措施。二、工程地质及水文地质条件(一)、地形地貌矿区位于滦河侵蚀堆积洪冲积平原区,亚区属于滦河河漫滩阶地,主要分布于现代河床两侧,沿河流走向多成条带状分布,西
4、北高东南低,地势较平坦,地面坡降小于2,地面标高1822m 左右,阶地前缘高出现代河床2.0m 左右,地表岩性以粉细砂、粉土为主,下部砾卵石,局部有湖沼相淤泥沉积。(二)、水文地质本区内河流基本为由北向南注入渤海。由于受地形地貌的严格控制,各河流的流量及水位变化及悬殊。矿区附近河流均属滦河水系,主要有滦河、新河、溯河等,根据矿区含水层的富水性、含水介质的结构特征以及地下水的赋存、运移条件,矿区地下水划分为第四系松散岩类孔隙含水组和基岩裂隙含水层(带)。1、第四系松散岩类孔隙含水组、第含水组:本组地层以上迭阶地型式假整合于上更新统之上,构成滦河漫滩阶地和滦河一级阶地。主要以砂、圆砾、卵石组成,一
5、般卵石粒径在35cm,最大可达15cm 以上,分选中等,磨圆度较好,底板标高-15.98 10.96m,平均-2.48m,厚度5.015.99m,平均14.39m,其上覆有36m 的粉土或粘性土。 1979 年孔群抽水试验时,中心孔水位降低4.86m 时出水量为1732m3/d,水位降低7.03m 时出水量为21251m3/d。、第含水组:本组多隐伏于组之下,部分出露地表,构成滦河二级阶地,岩性主要以粉细砂为主,单井出水量1.998.95 m3/d,底板标高-2.1214.39m,平均10.95m,厚度6.8522.3m,平均厚度15.6m。、第含水层组:本组水文地质特征既有平面上分区性又有垂
6、向上分带性,上段(1)主要含水岩性为中细砂、圆砾、卵石、含砾石粗砂,受原始地形控制,含水层起伏较大底板标高-42.61-134.79m,平均-73.12m,厚度037.68m,平均10.77m。群孔抽水试验时中心孔水位降低1.9m时,出水6855m3/d,K=144m/d,矿区中部孔群抽水时,水位降低15.4m,出水量10660015500t/d,K=47.7m/d。由于近年来当地工农业、小型矿业的发展,矿区及附近区域对第四系含水层的开采越来越大,尤其是当、含水组水量不满足时,更加大对含水层地下水的开采,使原来有隔水层分隔的含水层互相沟通。2007 年12 月河北地矿建设工程集团隧道工程公司对
7、矿区水文地质调查时,就明显的显示出三个含水层的水位基本一致,在进行的2个第四系含水层的单位涌水量较三十年前发生了较大变化渗透系数为K=17.8757.58m/d。当然这与大量开采地下水以近年来大气降水的减少有直接关系。矿区地下水水化学类型为HCOCa+Mg 水,矿化度为0.59g/L,PH 值8.41。2、基岩裂隙含水层(带)矿区基岩为一套变质程度较浅并经受不同程度混合岩化的古老变质岩系,经过长期的地质作用,形成统一的裂隙承压含水层。依据其成因、裂隙发育程度以及岩体的埋深条件不同,将岩裂隙含水岩系划分为古老风化壳裂隙含水带与深部构造裂隙含水带两部分。(1)古风化壳裂隙含水带全风化带:分布于古风
8、化壳的顶部,直接与第四系地层接触。岩石结构松散大部分变质变色,多呈黄白色和浅黄色,风化岩芯多呈块状,可见原岩结构,局部为残积土。单位涌水量q=0.0056 L/s.m,渗透系数K=0.05m/d。富水性、透水性均较差,但持水性强。半风化带:岩石风化变质程度较浅,组织结构完整,岩芯呈块状、短柱状。在此带中,风化裂隙与构造裂隙往往以迭加的形式出现,附之以地下水的溶蚀淋滤用,致使基岩裂隙开度增大。前期抽水试验结果表明:单位涌水量q=0.003 0.08 L/s.m 渗透系K=0.013 0.362m/d ,水化学类型为HCO+Cl-Ca+Na 型水,矿化度0.52g/L,PH 值7.02。 深部构造
9、裂隙含水带本带由古风化壳以下的断裂破碎带组成,包括断层带和断层影响带。平面上集中分布在S9 至S18 线间,垂向上赋存-120(或者-180m)之间,厚度变化较大,由15200m 不等,一般50100m.根据前期抽水试验资料,单位涌水量仅0.011m3/hm,渗透系数K=0.049m/d,在断层影响带单位涌水量为0.175 m3/hm,渗透系数K=0.55m/d。(三)、岩性根据1号-2号主井间孔及2号-3号主井间孔钻孔资料, 3#主井井筒穿过岩层为黑云变粒岩,主要为坚硬岩石,硬度9f13。三、井筒涌水情况分析目前3#井筒正在进行井筒装备改造,井筒处于淹井状态。工程移交时测定井筒涌水量56.6
10、m3/h,其中,井筒井壁涌水量约26.6m3/h,工作面涌水量约30m3/h。分析,井筒冻结段解冻后,井壁在地应力等作用下,易形成环形裂缝.井筒浇筑砼时,模板接茬处及井壁薄弱处都容易产生裂隙,井筒208m以上段井筒涌水主要是冻结法施工解冻后遗存的冻结水及井筒壁后含水层水通过岩石裂隙导通进入井壁后,然后通过井壁裂隙涌入井筒内,造成井壁涌水量增大,恶化工作面作业施工环境。基岩井筒段及工作面涌水,主要是基岩含水层水,通过井壁裂缝及工作面岩石裂隙涌出。根据井筒检查孔资料显示,3#井筒剩余162m(508m670m)段未发现大的断裂构造,但岩体的主要构造结构为节理裂隙密集的破碎带,破碎带岩质松散、类岩体
11、。破碎带在应力状态下受到改变及地下水的作用,可能会出现瞬间涌水现象。四、注浆施工方案1、井筒壁后堵水加固注浆施工待井筒装备改造结束后,进行井筒排水,随着井筒水位不断下降,在排水的同时,利用吊盘进行井筒壁后堵水加固注浆施工。本次注浆采用下行式注浆,由上而下逐步推进注浆。设计注浆段高505m,按8m间距,共布置63层注浆孔,注浆孔间距为3.5m,每层布设注浆孔5个,共计布孔315个。设计注浆孔深1.5m,穿过井壁0.9m。施工时,可根据井壁出水情况,适当调整注浆孔布置层数及每层布置注浆孔的数量。针对井筒明显出水点,可在集中出水周围300-500mm范围内增打2-3个孔,对井筒明显出水点和集中出水点
12、进行封堵。2、工作面预注浆施工(508m558m段)3#主井井筒排水到底后,井壁注浆结束后,在工作面预埋注浆孔口管及滤水孔,孔口管采用108mm4.5mm无缝钢管制作,长度4m,注浆孔采用两圈布置,外圈离井壁0.5m,内圈离井壁1.5m,孔间距1.5m(外圈10个孔,内圈5个孔),内外圈孔采用“三花状”布置,所有注浆孔向外倾角均为3。滤水孔采用159mm钢管制作,在井筒中心布置,铺设35cm碎石滤水层1.2m,滤水层上铺设一层彩条塑料布,以防浆液漏失。然后浇筑止浆垫2.3m。待混凝土止浆垫达到设计强度后,注浆将滤水孔封死,进行止浆垫及接茬部位井壁壁后注浆加固,之后进行工作面预注浆。注浆段高50
13、m,施工40m时停止掘进,预留10m保护岩柱进行下一次工作面预注浆。五、注浆施工及参数设计(一)井筒壁后注浆施工1、施工前的准备工作(1)形成排水系统井筒安设一路1335mm无缝钢管作为排水管,一路1595mm无缝钢管作为压风管,并作为备用排水管。吊盘二、三层各安设一台MD85-809的卧泵。(2)注浆泵站设置在地面3#井口房西侧水泥库旁设置注浆站,在地面挖一个二次搅拌池,搅拌池长1.5m、宽1.2m、深1m,池内红砖砌筑,用灰浆抹面。池旁边布置2TGZ-70/210及ZBY-50/70型双液注浆泵各两台(其中一台备用),1m3电动搅拌罐1个,水玻璃桶1个,清水桶2个。(3)输浆、打眼管路的敷
14、设利用悬吊动力电缆绳捆扎2路25mm高压胶管,从地面输送浆液到工作面作为输浆管路,先将高压胶管放到吊盘上,从井口自上而下敷设,管路吊挂采用10#铁丝双根捆扎,捆扎点间距6m。所有管线与吊盘的安全间隙不小于300mm。高压胶管连接必须使用合格的型卡正规插接。施工时,两人一组,一人盘放胶管,一人上卡缆固定。注浆管路的耐压强度不少于25MPa。打眼时,其中一路高压胶管作为压风管使用.在二层吊盘上进行打眼注浆工作。(4)供电、照明、信号、通讯要求电源包括:380V电源一趟电缆,用于地面电焊机供电。220V电源一趟,用于井口照明。井下照明采用个人佩戴矿灯即可。井口房至主井绞车房采用井筒施工信号。注浆通讯
15、采用声光信号、无线对讲机,(对讲机一套使用,一套备用),为确保井筒通讯安全,手锤敲击吊桶作为应急备用信号。(5)防坠落在井筒吊盘上施工时,为防止器具掉落,要求打眼设备及所有工器具设有留绳,留绳必须生根可靠。2、注浆施工(1)注浆方式本次采用下行式注浆,由上而下逐步推进注浆。设计注浆段高505m,按8m间距,共布置63层注浆孔,注浆孔间距为3.5m,每层布设注浆孔5个,共计布孔315个。为提高注浆效果,设计相邻两排孔应菱形交叉布置,施工上、下两排孔时尽量避免在同一垂直线上施工时,可根据井壁出水情况,适当调整注浆孔布置层数及每层布置注浆孔的数量。针对井筒明显出水点,可在集中出水周围300-500m
16、m范围内增打2-3个孔,对出水点进行封堵。 (2)注浆孔结构及埋设采用YT-28风钻,42mm“一“字型合金钻头,223300mm中空六角钢钎打眼造孔,先施工0.5m深的孔口管孔,在将麻丝缠绕在孔口管上并浸上水玻璃后在孔口管丝口端安设废旧高压球阀,用大锤将孔口管撞入孔内,外露长度50mm,再采用28mm钻头钻进至设计孔深1.5m,在孔口安装高压球阀,连接注浆装置注浆。如钻透井壁后,孔内出水较大时,应立即抽出钎子,及时在孔口安装高压球阀进行止水。为控制孔深,施工前可在钎子上焊接6mm的钢筋用作限位标记。孔口管设计为40mm无缝钢管加工,一端制作成马牙扣,一端车丝,长度0.5m。3、注浆参数设计(
17、1)注浆压力注浆压力按下列公式确定各阶段注浆压力: Pa=P0+(0.30.5)Pb=P0+(0.50.8)Pc=P0+(0.51.3) 式中:Pa初始注浆压力 Mpa; Pb正常注浆压力 Mpa; Pc注浆终压 Mpa; P0注浆点静水压力 Mpa;(0.30.5)、(0.50.8)、(0.81.3)为富余系数,素砼井壁注浆宜取小值。注浆压力的大小首先应满足井壁强度承受能力,还应满足进浆需要。3#井筒净水位标高为+16m,最大注浆压力不得超过1.2倍静水压力。4、浆液材料选择及现场配制(1)本次注浆采用普硅水泥单液浆为主,水泥-水玻璃双液浆为辅。正常情况下注浆采用水泥单液浆,跑浆严重时封孔可
18、采用水泥-水玻璃双液浆。(2)水泥要求用新出厂的P.O42.5普通硅酸盐水泥,失效结块的水泥禁用。单液水泥浆水灰比选用2:1、1.5:1、1:1、共3个级配。为保证注浆效果,增大注入量,注浆先压清水洗孔。注浆时,视压水吸水量确定注浆工作的起始浓度,然后根据压力的变化情况进行浆液配比调换,一般按先稀后浓的原则调配浆液。水泥浆现场配制见下表:单液水泥浆现场配制表水灰比水泥(袋)水(升)制成浆量(m3)2:199001.0501.5:1118251.0081:1157501.000(3)若注浆孔出水量较大,或者注浆时注浆范围内明显出水点及缝隙漏浆严重,可根据现场情况由单液水泥浆调整为水泥-水玻璃双液
19、浆相结合的注浆方式进行,必要时采用双液浆封孔。双液浆配比采用水泥浆水玻璃,双液浆C:S=1:0.81:1的体积比注浆。水玻璃选用4045Be,M=2.53.0为宜。5、注浆量计算(1)由于每一个注浆层段的地质条件不同,对每一个注浆孔的浆液注入量,可先作压水试验,然后确定浆液注入量,以保证足够的扩散半径。此次注浆主要段高度505m,浆液扩散半径按4m计,保证在井壁外围形成4m米的浆液封闭圈。浆液注入量根据公式:V=AhR2n/m 计算其中:V- 本段浆液计算注入量,m3 A- 浆液消耗系数,取1.3H 注浆段总厚度,mR 浆液有效扩散半径,mN岩层平均裂隙率,取0.03浆液充填率,取0.9m浆液
20、结石率,取0.85本段含水层注浆量:V=1.3505160.030.9/0.85=1047m3(2)水泥、水玻璃消耗量根据水泥浆水灰比1:1,双液浆体积比1:0.8 定额消耗计算:需水泥用785吨,水玻璃837m3。6、孔口管耐压试验:每个注浆钻孔注浆前都要进行孔口管耐压试验,试验压力取该段钻孔注浆终压,达到注浆终压,孔口管管壁不漏水,孔口管不活动,即可进行注浆施工;否则重新进行孔口管安置与耐压试验,直至孔口管耐压试验结束。7、初始浆液的确定待孔口管耐压试验结束后,对注浆孔进行压水冲孔试验,若压水时孔口无压力,则初始浆液配比为1.5:1;若压水时孔口有压力且缓慢上升,则初始浆液配比为2:1。同
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 项目 壁后注浆 方案 措施

链接地址:https://www.31ppt.com/p-2661887.html