師培俊

（山西宏廈第一建設(shè)有限責(zé)任公司，山西 陽(yáng)泉 045000）

1 概況

新大地公司回風(fēng)立井井筒設(shè)計(jì)凈直徑8m，井深472m，采用C25素砼支護(hù)，壁厚500mm?，F(xiàn)已掘進(jìn)286m，目前井底揭露2m泥巖，上部為砂巖（厚18m）。8月15日0點(diǎn)班放炮后工作面出現(xiàn)涌水，15日8點(diǎn)班10時(shí)，礦建十部會(huì)同新大地公司地測(cè)、監(jiān)理有關(guān)人員進(jìn)行測(cè)水，測(cè)得涌水量為15m3/h。4點(diǎn)班炮后涌水增大，16日0點(diǎn)班測(cè)得涌水量為50m3/h（含井壁淋水約8.6m3/h）。

針對(duì)本次涌水，集團(tuán)公司組織相關(guān)單位、部門研究確定了涌水處理及防治水措施。結(jié)合回風(fēng)立井目前現(xiàn)狀，采用工作面構(gòu)筑止?jié){墊后進(jìn)行工作面預(yù)注漿堵水。根據(jù)揭露砂巖含水情況及下部巖層情況，計(jì)劃對(duì)回風(fēng)立井-286m～ -333m（段高47m）預(yù)注漿堵水施工。

2 注漿施工方案的確定

為回風(fēng)立井下部注漿提供鉆眼、注漿止?jié){條件[1]，澆注砼止?jié){墊3.6m（-286m～282.4m，含濾水層1m），澆注砼止?jié){墊前先鋪濾水層1m，在井底拋入碎石1m，并在出水位置安裝2個(gè)濾水桶，濾水桶規(guī)格：Φ500mm×3.9m，桶底部高1m開(kāi)Φ20×50mm五花孔，桶內(nèi)安置潛水泵，澆筑止?jié){墊時(shí)利用濾水桶內(nèi)潛水泵配合吊泵排水，以保證止?jié){墊澆筑質(zhì)量，上部截水槽內(nèi)的水，可引入濾水桶內(nèi)。止?jié){墊澆注高度3.6m（含加固后濾水層）。在澆筑止?jié){墊時(shí)，預(yù)埋鉆注孔口管。注漿孔布置數(shù)目按下式計(jì)算。

式中：

N-注漿孔數(shù)，個(gè)；

D-井筒凈直徑，8m；

A-孔口距井筒凈徑距離，取0.5mm；

L-孔間距，取1.4m。

計(jì)算取16個(gè)孔，環(huán)形布孔以井筒中心為圓心，半徑3.8m（距凈井壁0.5m）均勻布置16個(gè)孔，孔間距1.4m（弧長(zhǎng)），井中心布孔1個(gè)作為檢查孔，共計(jì)布孔17個(gè)。預(yù)埋鉆注孔口管規(guī)格：Φ108mm×3.9m×17根（末端帶法蘭）。鉆注孔終孔落底位置距凈井壁2～3m，孔口管傾角3～4°。

在止?jié){墊上方搭建2.0m高的鉆機(jī)工作平臺(tái)。工作平臺(tái)Φ7.5m，高2.0m，平臺(tái)用50mm厚木板嚴(yán)密鋪實(shí)(僅留下人口)，保證平臺(tái)平穩(wěn)牢固可靠。并將風(fēng)、水、電接至工作平臺(tái)。為保證止?jié){墊的抗壓強(qiáng)度，等止?jié){墊凝固后，對(duì)孔口管及止?jié){墊使用水泥水玻璃雙液注漿加固，止?jié){墊與井壁無(wú)跑漿、漏水現(xiàn)象，孔口管做耐壓試驗(yàn)承受壓力不小于4MPa后，方可進(jìn)行鉆探施工。鉆注施工段高為50.6m，鉆注孔設(shè)計(jì)鉆進(jìn)孔深50.6m。對(duì)孔口管加固注漿、等凝、做耐壓試驗(yàn)、安裝防突水裝置后，使用ZDY-1900S型鉆機(jī)，配Φ75mm鉆頭，鉆孔按設(shè)計(jì)孔深采用無(wú)芯鉆進(jìn)，進(jìn)行鉆注施工。

為了保證注漿效果，鉆注順序?yàn)椋合茹@注單號(hào)孔，再鉆注雙號(hào)孔。16個(gè)鉆孔均達(dá)到終孔位置，最后通過(guò)檢查孔來(lái)確保施工的質(zhì)量。在進(jìn)行注漿的時(shí)候，應(yīng)合理地控制注漿的程序。在鉆進(jìn)時(shí)如果鉆孔的涌水量大于3m3/h必須進(jìn)行注漿。漿液以水泥為主料，以水玻璃為輔料。單孔注漿結(jié)束后（尚未終孔），需跳孔(將鉆機(jī)移至相對(duì)孔號(hào))進(jìn)行下一鉆孔鉆注。為了保證注漿的有效性，在注漿時(shí)都應(yīng)該對(duì)每個(gè)鉆孔進(jìn)行重復(fù)性注漿，以保證裂隙都被堵住。雖然重復(fù)性注漿增加了鉆進(jìn)的工程量，但是能大幅度提高注漿的效果。直至各孔都經(jīng)過(guò)反復(fù)鉆進(jìn)、注漿達(dá)到設(shè)計(jì)深度50.6m，并達(dá)到設(shè)計(jì)注漿終壓。注漿壓力控制在4.0MPa。

3 施工參數(shù)的確定

本次注漿施工單液漿為主、雙液為輔[2]。W:C?。ㄋ冶龋?.0:0.5～1.0:1.5，C:S?。w積比）1.0:0.4～1.0:1.0，水泥選用P.O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。水玻璃取模數(shù)2.4～2.6，46Bè和模數(shù)2.8以上46Bè。濾水層碎石1m高，體積64m3，止?jié){墊混凝土2.6m高，體積165m3。濾水層加固充填（雙液），64×0.6×0.854=32.8t（水泥），水玻璃約18t。

確定注入量的條件是依據(jù)漿液在壓力的推動(dòng)下擴(kuò)散所形成的指令帷幕，以及巖層中的裂隙發(fā)育程度等。

式中：

R0-漿液指令擴(kuò)散半徑，3.0m；

h-平均裂隙率2%；

H-含水層段高（47×16不含止?jié){墊、16孔）；

C—修正系數(shù)，1.3。

Q=553m3，約折合水泥443t（不含構(gòu)筑止?jié){墊），水泥預(yù)計(jì)用量：445t（不含構(gòu)筑止?jié){墊混凝土165m3）。注漿的施工流程如圖1所示。

圖1 注漿施工流程圖

全部鉆注孔鉆注到設(shè)計(jì)深度，達(dá)到注漿終壓、終量，檢查孔內(nèi)終孔水量小于0.5m3/h，作為鉆注施工結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。

工作面預(yù)注漿結(jié)束恢復(fù)掘進(jìn)后，預(yù)留20m超前距進(jìn)行鉆探，鉆探深度以50m為宜，同時(shí)考慮盡可能使鉆探孔終端位于泥巖中。若探得下方巖層涌水量大于等于10m3/h，則仍需進(jìn)行工作面預(yù)注漿堵水；若探得下方巖層涌水量小于10m3/h，則掘進(jìn)通過(guò)后進(jìn)行壁后注漿堵水。

4 注漿施工安全技術(shù)措施

（1）構(gòu)筑止?jié){墊施工前，應(yīng)確定預(yù)埋孔口管、濾水桶的位置。在構(gòu)筑止?jié){墊過(guò)程中，對(duì)預(yù)埋孔口管、濾水桶及時(shí)檢校，確保止?jié){墊按照設(shè)計(jì)施工。構(gòu)筑止?jié){墊及預(yù)埋孔口管要求：澆筑砼止?jié){墊前，對(duì)工作面進(jìn)行清理，按設(shè)計(jì)位置、方位、頂角預(yù)埋鉆注孔口管、安置濾水桶；在澆筑混凝土止?jié){墊時(shí)，應(yīng)不斷對(duì)孔口管方位、角度進(jìn)行校正。

（2）搭建鉆機(jī)工作平臺(tái)需安設(shè)牢固，各連接部必須緊密。風(fēng)、水、電、輸漿等管路（線）接至鉆機(jī)平臺(tái)，管路（線）必須擺放、懸掛，確?？煽俊?/p>

（3）鉆進(jìn)前必須安裝防突水裝置，保證機(jī)構(gòu)可靠，校對(duì)方位、傾角后，方可鉆進(jìn)。

（4）注漿前必須對(duì)設(shè)備及輸漿管路進(jìn)行耐壓試驗(yàn)并保證暢通、不漏。注漿應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，必須達(dá)到設(shè)計(jì)注漿壓、終量。各鉆注孔鉆注深度，必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，不得有漏打、漏注發(fā)生。

（5）升降鉆具時(shí)，鉆手操作要穩(wěn)，精力集中；禁止調(diào)整手把或做其他工作，不準(zhǔn)雙手同時(shí)離開(kāi)手把，或手摸、腳蹬鋼絲繩。操作時(shí)應(yīng)與機(jī)前人員密切配合；注意提引器運(yùn)行狀態(tài)及到位情況，防止碰掛。

（6）在擴(kuò)孔或掃孔時(shí)，應(yīng)由熟練人員操作。

（7）透水情況發(fā)生時(shí)，井下人員采取措施及避災(zāi)，如圖2所示。

圖2 透水情況發(fā)生井下人員采取措施及避災(zāi)流程圖

5 結(jié)語(yǔ)

注漿施工方案9月21日開(kāi)始鉆眼、預(yù)注漿，10月2日經(jīng)監(jiān)理、礦方、公司共同測(cè)水，鉆孔出水量為0.2m3/h，符合設(shè)計(jì)要求，鉆注施工結(jié)束?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，在工作面進(jìn)行注漿時(shí)，注漿液采用水泥為主料，水玻璃為輔料，工作面的涌水得到了有效的控制，達(dá)到了工作面安全掘進(jìn)的條件要求。