青云煤業(yè)主井井筒工作面打鉆注漿施工安全技術(shù)措施
一、工程概況
主立井井筒設(shè)計凈直徑Φ5.5m,井筒工程量為695.8m,基巖段為素砼支護,支護厚度為400mm,砼強度C30;
主立井井筒現(xiàn)成井133m。2012年2月12日6點10分傘鉆打眼,共打三個鉆孔,在鉆孔4m左右都出水,根據(jù)經(jīng)驗感覺涌水量大,項目部派技術(shù)人員下井觀察實際情況,6點30向青云煤業(yè)項目部、監(jiān)理部匯報有關(guān)情況。然后將傘鉆提到井口,7點30分施工、建設(shè)、監(jiān)理三方共同下井實測涌水量,經(jīng)實測涌水量為每小時40.144m3?,F(xiàn)共有三個鉆孔出水,出水工作面標高+855.5m。
二、方案的確定
首先對現(xiàn)出水的3個鉆孔進行注漿,然后利用潛孔鉆機打鉆檢驗水漿效果,如出水繼續(xù)進行注漿,打鉆深度46m。
三、設(shè)備選型
1、鉆機
DZ100型潛孔鉆機2臺,鉆注工具一套,倒鏈一套。
2、注漿泵
YSB-250/120一臺,KBY-50/120一臺,攪拌機一臺,儲漿池兩個,清水罐一個,水玻璃罐一個。
四、探水工作
探水工作使用DZ100型潛孔鉆機鉆孔,首先要搭設(shè)工作平臺,將潛孔鉆機用扒鋸固定在工作平臺上,然后按下列參數(shù)進行探水工作。
1、工作平臺
木結(jié)構(gòu), 150×150mm×3m方木。搭設(shè)工作平臺時,應先對探孔編號,以合理布置平臺,布置原則以不影響施工探孔。
2、探水參數(shù)
①探眼個數(shù)
4個(1#、3#、5#、7#),1#孔布置在巖石傾斜上方,其他孔按順時針方向布置。
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46m
?、鄄佳鄯绞?/p>
同心圓徑向斜孔,角度α=3o
?、荛_口圓徑和間距
D=5m,L=3.92m
?、菰?個探孔鉆探深度到預定深度的過程中,若單孔涌水量小于5m3/h,可繼續(xù)鉆探,等探到預定深度后,再進行工作面預注漿;如果單孔涌水量超過5m3/h,應立即停鉆,采用工作面預注漿封水。
五、工作面預注漿
本次工作面預注漿采取預留巖帽作為止?jié){墊,要固定好鉆孔孔口管,鉆孔注漿前首先加固止?jié){墊。工作面預注漿采用單、雙液結(jié)合方式,即:先注單液水泥漿,當注漿量過大時,如仍不顯示壓力,即改用水泥—水玻璃漿液??蓪⒆{站設(shè)在地面井口附近。
1、布孔參數(shù)
?、僮{段高
46m
?、诳讛?shù)
8個
③布孔方式
同心圓徑向斜孔,角度α=3o
?、荛_口圈徑向斜孔
D=5 m,L=1.96 m
?、菰诠ぷ髅骖A注漿時,由于角度α與開口圓徑與探水時相符,所以可利用探水時的探孔,根據(jù)間距,正好在1#、3#孔間布2#孔;3#、5#孔間布4#孔;在5#、7#孔間布6#孔,于7#、1#孔間布8#孔。
2、止?jié){巖帽
?、僦?jié){巖帽厚度
B=Po·D/4[τ]
式中:
B—止?jié){巖帽厚度,(5.5m)。
Po—注漿終壓,取靜水壓的3倍;取2.4Mpa
D—井筒凈直徑,5.5m。
[τ]—巖石抗剪強度,層狀砂巖,取1.2Mpa。
②止?jié){巖帽的強度要求
搭好工作平臺后,打開口鉆采用φ130mm鉆頭鉆進2.0m,然后采用φ108mm無縫鋼管作為孔口管,孔口管外壁焊接幾圈φ6㎜盤條,孔口管帶高壓閥門,采用雙液固定;待凝固后鉆眼至2.5m—7.5m,然后注單液水泥漿加固止?jié){巖帽,打一個孔注一個孔,全部注完后并養(yǎng)護至少24小時,止?jié){巖帽即可以承受注漿壓力。
3.注漿參數(shù)
?、僭O(shè)計終壓
Po=3Hr/10
式中:
Po—注漿終壓,2.4Mpa。
H—注漿工作面至靜止水位的水柱高度80m。
R—水的比重,取1。
②注入量(以10米為單位,視實際注漿段高乘以一定系數(shù)而定)
Q=π(r+H/2tgα+R)2×H×N×λ×η/M
式中:
Q—預注水泥漿用量。
r—井筒荒徑,取3.2m。
H—注漿段高,10m。
α—傾斜角度,α=3°。
R—漿液擴散半徑,6m。
N—巖石裂隙率,取3%。
λ—漿液損失系數(shù),取1.3。
η—裂隙充填率,取95%。
M—漿液結(jié)石率,取0.9。
?、圩{分段高
原則上一次鉆注全深,但當鉆孔有裂隙卡鉆或者巖蕊破碎塌孔時,或者鉆孔單孔出水量達到5m3/h,應立即注漿,注漿后掃孔繼續(xù)鉆進。
?、茔@注順序
單孔段交替鉆注。分單號組與雙號組,先施工單號孔組,再施工雙號孔組,利用后施工鉆孔檢查前期施工鉆孔的鉆注效果,最后一個孔全孔掃孔,并加深2米作為全注段的檢查孔。
?、轁{液材料及濃度配合比
a、注漿材料