大屯中大注浆公司副井井筒注浆堵水工程施工组织设计.doc

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1、新某某一号矿井副井注浆堵水施工作业规程某某工程有限公司某某年九月十八日会审人员签字编 制:施工负责人:工 程 科：机 电 科安 监 处:总 工程 师:生 产主 任：措施会签编 制:技术负责人:施工负责人:安 检 科:总 工:经 理：措施贯彻签字贯彻人:贯彻地点:贯彻时间:目 录1.新某某一号矿井副井井筒概况72水文地质及工程地质情况82.1副井井筒地质及水文地质情况82.2副井马头门地质及水文地质情况92.3副井井筒涌水情况93.新某某一号矿井副井井筒注浆堵水方案选择94. 副井井筒注浆堵水设计94.1注浆范围94.2注浆方式94.3注浆参数104.4注浆材料选择104.5浆液扩散半径的确定1

2、14.6注浆孔布置124.7注浆孔结构124.8注入量估算124.9注浆结束标准及效果检查125.施工前的准备工作126.井壁注浆堵水施工136.1施工工艺流程136.2注浆工艺流程136.3 注浆系统146.4跑浆、窜浆情况处理157.井壁注浆堵水施工质量保障措施158.劳动组织169.工期1610.副井井筒注浆堵水工程主要材料计划1711.设备计划1812.施工安全保障措施1812.1安全文明施工保证体系1812.2安全教育1912.3、环境保护措施1912.4临时工作盘安装使用安全措施2012.5井筒内各种管线保护措施2012.6提升信号管理保障措施2112.7水、电准备保障措施2112

3、.8风、水、下浆管及动力电缆、信号线敷设及拆除措施。2212.9注浆期间保证井壁安全措施2312.10保证施工人员安全措施2312.10.1一般规定2312.11井筒内焊接安全措施2412.12紧急情况下副井恢复提升的应急措施2412.13上下井工具物品清点制度251.新某某一号矿井副井井筒概况 新某某一号煤矿设计生产能力为400万吨/年，立井开拓，在工业广场内布置主、副、风三个井筒，采用全深冻结法施工。其中副井井筒井口设计标高+1317.05m，净直径8.0m，净断面50.24m2,深度为547m，冻结深度554m。外壁采用C30混凝土，厚度400mm；井筒0100m段，内壁采用C30混凝土

4、，厚度500mm；井筒100200m段，内壁采用C40混凝土，厚度500mm；井筒200300m段，内壁采用C60混凝土，厚度500mm；井筒300390 m段，内壁采用C60混凝土，厚度800mm；井筒390476 m段，内壁采用C80混凝土，厚度800mm。2水文地质及工程地质情况2.1副井井筒地质及水文地质情况1)、VI含（382.15388.80m）0.0027L/s.m3层砂岩组成，厚3.305.85m。砂岩细粗粒，薄中层，灰绿、灰白色，成分以石英、长石为主，含云母。泥质胶结为主，胶结程度不高，硬度低，近平行及波状层理，含植物叶处化石，夹煤线，该含水层单位涌水量q为0.00160.0

5、027L/s.m，渗透系数K为0.022400.0390lm/d，导水系数T为0.12870.1885m2/d，为弱含水层。井筒涌水量为2.88m3/h。2)、VII含（412.75428.84m）0.0099L/s.m层砂岩组成，厚10.7516.06m。砂岩细粗粒，灰白色，成分以石英、长石为主，含云母，分选性差，泥质胶结为主，胶结程度差，硬度不高，手搓易碎，局部钙质胶结，硬度较高。平行及波状层理，夹煤线。该含水层单位涌水量q为0.00520.0099L/s.m，渗透系数K为0.028600.0662m/d，导水系数T为0.45930.9308m2/d，为弱含水层。井筒涌水量为14.28m3

6、/h。3)、VIII含（454.70463.91m）0.0075L/s.m3层砂岩组成，厚9.2113.80m。砂岩细粗粒，灰白色，分选性差，泥质胶结，胶结程度不高，松软易碎，平行及交错层理。该含水层单位涌水量q为0.00460.0075L/s.m，渗透系数K为0.044150.05014m/d，导水系数T为0.41540.6916m2/d，为弱含水层。井筒涌水量为9.17m3/h。4)、IX含（482.50501.60m）0.0062L/s.m由2层砂岩组成，厚13.2615.71m。砂岩为细砂岩，灰灰白色，成分以石英、长石为主，含少量云母，分选性差，泥质胶结，硬度不高，手搓易碎，平行及波状

7、层理，夹煤线。局部钙质胶结，硬度较高。该含水层单位涌水量q为0.00390.0062L/s.m，渗透系数K为0.025820.04020m/d，导水系数T为0.34260.5519m2/d，为弱含水层。井筒涌水量为12.77m3/h。5)、X含（507.40518.80m）0053L/s.m，由12层砂岩组成，厚4.4010.26m。砂岩为细砂岩，灰白色，成分以石英、长石为主，含白云母。分选性差，泥质胶结为主，胶结程度不高，硬度低，松软易碎。局部钙质胶结，胶结程度好，硬度高，平行及交错层理。该含水层单位涌水量qyl 0。00130。0053L/s.m，渗透系数K为0.026700.06508m

8、/d，导水系数T为0.11750.5174m2/d，为弱含水层。井筒涌水量为12.24m3/h。6)、XI含（536.90545.20m）0.0099L/s.m粗砂岩，厚8.309.30m，粗砂岩呈灰白色，成分以石英、长石为主，含云母。分选性差，泥质胶结为主，胶结程度不高，硬度低，松软易碎，局部钙质胶结，胶结程度好，硬度高。该含水层单位涌水量q为0.00520.0099L/s.m，渗透系数K为0.051660.12039m/d，导水系数T为0.48040.9992m2/d，为弱含水层。井筒涌水量为22.62m3/h。2.2副井马头门地质及水文地质情况副井马头门开口位置在副井井筒（井口为0m）-

9、429.84m-437.05m处。根据新某某一号煤矿副井井筒检查孔资料及施工素描资料分析，副井马头门所穿越的岩层从上到下依次为粗砂岩（4.75m）、九煤（0.8m）、砂质泥岩（6.96m）、细砂岩（2m）。粗砂岩（九煤顶板），泥质胶结，胶结程度差，松散易碎，属含水层。砂质泥岩（九煤底板），成分以粘土矿物为主，泥质胶结且胶结程度不高，遇水易泥化；硬度不高，手搓易碎，断口较平坦，近垂直裂隙。细砂岩，厚度为2m，上部粒度较粗，钙质胶结，较硬，下部粒度较细，含泥质。2.3副井井筒涌水情况随着井筒逐渐解冻，井筒涌水量逐渐增大，目前井筒涌水量已达 10m3/h，具体分布在井深 m至井深 m范围内井壁涌水，

10、涌水量达 m3/h3.新某某一号矿井副井井筒注浆堵水方案选择根据新某某一号矿井副井井壁条件和注浆水文地质条件，新某某一号矿井副井井壁注浆堵水方案选择高低压结合、深浅孔并用、复合、诱导注浆直接堵水的方式。4. 副井井筒注浆堵水设计4.1注浆范围根据副井注浆水文地质条件及现出水段分布情况,副井井筒井壁注浆范围为井深137m至井深437m m（300m）具体段高划分为：第一注浆段高213m（井深137350m）；第二注浆段高50m（井深350400m）；第三注浆段高37m（井深400-437m）4.2注浆方式首先采用下行式注浆方式，对1、3注浆段高范围的明显出水点进行壁间注浆直接堵水;对2注浆段高进

11、行壁后帷幕注浆封水、然后再采用上行式注浆方式，对1-3注浆段高进行壁间复注封水。4.3注浆参数 注浆压力的确定取决于以下两个方面的因素：a、 注浆压力的大小应能满足浆液克服水压而进入待注岩层体中，一般取静水压力的 1.5-2倍，即2-8Mpa。b、井壁承受压力的能力又限制了注浆压力。一般地井壁强度能够承受的压力范围可用以下公式确定： PK（E2R0E）2（R0E）综合考虑：第一注浆段高正常注浆压力3.5 Mpa、 终压4.5 Mpa.第二注浆段高正常注浆压力4Mpa、 终压5Mpa第三注浆段高正常注浆压力5 Mpa、 终压6Mpa4.4注浆材料选择本次注浆工程的特点是：(1)新某某一号矿井副井

12、井筒涌水段范围大，水压高（5Mpa）(2) 注浆水文地质条件为下白垩系地层，是一种半生不熟的地层,含水层组多以孔隙水为主，针对本次注浆工程特点，注浆材料选择：单液水泥浆、水泥-水玻璃双液浆、化学浆4.4.1单液水泥浆的原材料：a、选择42.5R普通硅酸盐水泥4.4.2水泥-水玻璃双液浆的原材料：水泥选择42.5R普通硅酸盐水泥，水玻璃选择模数为2.83.2，浓度为40Be的碱性水玻璃。水泥浆配合比如下：水灰比水泥(袋)水(升)制成浆量0.5：1246001.0000.6：1226601.0230.75：1197121.0291：1157501.000水泥-水玻璃双液浆可根据注浆水文地质条件灵活

13、配制，一般控制在1：（0.20.6）.4.4.3化学注浆采用的材料：改性脲醛树脂、丙烯酸胺为主剂,N-N亚甲基双丙烯酸胺及一些添加剂为辅助剂的化学浆液。改性脲醛树脂浆液在物理性能(粘度、胶凝时间、聚合特点等)、强度性能(粘结强度、固砂强度)及高渗透性等方面可以满足该项工程固结防渗的要求。另一方面，改性脲醛树脂浆液具有稳定性较好、挥发性较低、析水程度小，在煤矿井下可以安全使用。不同条件下的试验结果表明，改性脲醛树脂的渗透性、胶凝时间可以通过改变浆液浓度进行有效控制，在对粘结强度和抗渗性能不产生较大影响情况下，浆液的浓度具有较宽的调节幅度，这样使浆液的应用范围具有很大的扩展性，井下应用时，可根据具

14、体地质条件和工程应用目的进行适当调节。其主要技术性能指标如下：A、浆液浓度的调节范围：10%50%；B、起始粘度：1.715cp(20C);C、粘结强度：1.73.7Mpa;D、固砂强度：1.26Mpa；E、抗渗透性：10-510-8m/s;F、起凝时间：(以呈絮凝为准)15”3520”；G、胶凝时间：(呈固体状)310” 44730”根据新某某一号矿井副井井壁条件和注浆水文地质条件：注浆材料选择：单液水泥浆、水泥-水玻璃双液浆、改性脲醛树脂化学浆4.5浆液扩散半径的确定一般地，用马格（Maap）公式计算得出浆液扩散半径。但对于岩层注浆，浆液扩散半径受岩石裂隙孔隙影响极大，根据经验，按浆液扩散半径2m来确定注浆孔距。4.6注浆孔布置根据浆液扩散半径2m，初步确定孔间距范围3 m。副井井筒净直径8.0m，因此副井井筒壁后注浆段布孔密度为间排距 33m，每排9孔，上下排注浆孔位交错布置。第一注浆段高：对点布孔， 计68个孔；第二注浆段高：均匀布孔16排， 计160个孔；第三注浆段高：对点布孔 计70个孔复注孔： 计50个孔 合计348个孔注浆孔的布设可根据现场