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工作面注浆施工作业规程

来源:贝博官方app下载地址/喷浆设备    发布时间:2024-11-26 14:09:10

  回风斜井基岩段设计为直墙半圆拱型,掘进宽度为4.7 m,掘进高度为3.85m,墙高1.7 m,基础深0.1m,掘进断面为16.19m2,净宽4.4m,净高为3.7m,喷浆厚度0.15m,净断面为14.20m2,采用锚网喷支护。现已施工至256m,底板标高为+832m,预计还剩25米左右揭露11#煤底板,井筒落底。

  在里程256m处进行探水施工,探水工作面共布置4个钻孔,1#、2#、3#孔打钻时间为3月19日,4#孔打钻时间为3月27日,孔1布置在井筒正中、孔2与孔3布置在井筒距左右两帮500mm,距底板1200mm处,孔4布置在1#、3#孔之间距1#孔1000mm,孔2与井筒方位成36夹角布置,孔3与井筒方位成30夹角,孔4与井筒方位成10夹角,钻孔倾角-20。

  打钻情况如下:1#钻孔钻进14m,钻进6m时返水为黑色(预计进入10#煤层),14m时钻孔出水,约30m/h。停钻,退钻;2#钻孔钻进60m, 钻进35m时返水呈黑色(预计见10#煤层),至49.5m时,返水呈灰色,钻进速度慢,51m-56m处返水呈黑色(预计见11#煤层),56m-60m返水呈青灰色,退钻;3#钻孔钻进40m,钻进8m时返水呈黑色17m结束(预计见10#煤层),17m-19m时返水呈灰色,钻进速度慢,20m处返水呈黑色至29m结束(预计11#煤层),29-40m返水呈灰色,退钻时钻孔出水,出水量约30 m/h;4#钻孔钻进27m,钻进14m时遇空巷,出水量约10 m/h,空巷长度4m。

  3月19日1#、3#钻孔出水量约30m/h,排至3月27日时钻孔无出水, 3月27日4#钻孔出水量约10 m/h,钻孔出水量逐渐减少。

  为保证能够顺利恢复生产,工作面需进行注浆堵水,并对工作面进行预注浆,以保证井筒安全并符合开工报告批复的要求,特此编制本措施指导施工。

  井田属于汾河水系,处于郭庄泉域中部。主要含水层有寒武系列到中奥陶统的一层石灰岩、上石炭统太原组碎屑岩碳酸盐岩溶裂隙含水层、二叠系山西组和下、上石盒子组碎屑岩裂隙含水层、新生界松散岩类空隙含水层。除奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙水层富水性强外,其余含水层富水性均弱。井田奥灰水水位标高为588-590m,井田内批准采煤层底板标高均高于奥灰水水位,但同时对采(古)空积水要有足够的认识。涌水量根据《汾西矿业(集团)有限责任公司柳湾煤矿生产矿井地质报告》:井田涌水量小于10m3/h。

  根据甲方地质资料及探水水质、涌水量分析,此次回风斜井涌水来自原井下空巷水。

  1、首先在工作面出水点,及工作面向后10米范围内进行壁后注浆,堵水加固。

  2、壁后注浆对工作面迎头、顶、帮、底板做加固,加固后的围岩用做止浆岩柱,防止注浆时岩壁跑浆。

  3、工作面1#、3#、4#钻孔为疏水管,在壁后注浆完成后,利用疏水管进行顶水高压注浆。

  5、工作面进行预注浆,布置6个钻孔,其5个钻孔呈放射状包围井筒,一个在井筒中心位置,用作检查孔。注浆深度设计为30m。

  6、钻孔采用ZYL-400钻机,注浆采用PIH-22-75/45型气动双液注浆机。

  1、布孔方式:工作面退后10m范围内,在无淋水的位置,巷道两帮、顶板及底板,以间排距2.0m进行全断面三花布孔。出水点附近进行密集布孔,视出水情况,钻孔间排距在200~500mm之间调整。(注浆管布置见附图)

  3、花管(注浆管):花管选用1寸半无缝钢管,即外径为40mm无缝钢管。注浆管长度为1.5m。注浆管埋入深度1.4m,在注浆管其前段1m段内,每5cm均匀布置三个10mm的孔,以利于浆液扩散。花管外端连接1寸半高压球阀,再加工一变节,将球阀再与高压注浆管相连。高压球阀,用以注浆完成后封闭注浆管。

  4、注浆压力:设计注浆终孔压力4MP。注浆时视跑浆情况,可适当调整注浆压力。

  5、浆液的选择:采用42.5R普通硅酸盐水泥、水玻璃双液浆, 水泥浆水灰比0.8:1,水泥浆与水玻璃体积比为1:1。

  1、布孔方式:采用放射状巷道孔布置。终孔位置超出巷道荒断面轮廓线、钻孔数量:工作面现有出水点,均为10#煤层空巷水,并且出水集中,出水量约10m3/h。表明裂隙导水性好,裂隙较大,有利于浆液扩散,因而本次预注浆布置6个钻孔。附图《注浆孔平剖面布置图》

  3、钻机与注浆泵的选用:钻孔选用ZYL-400钻机,配42mm×800mm钻杆钻进。钻头选用65mm与133mm两种,分别用以注浆钻孔与孔口段钻孔的钻进。

  4、孔口管的选择:孔口管采用Ф108×4mm无缝钢管加工,加工长度3.0m。钢管中部电焊麻点。防止钢管在孔内滑动,钢管上部焊高压法兰盘。其中埋设2.8m,外露200mm。

  水泥浆浆液浓度为2:1、1.5:1、1:1和0.8:1,根据压水试验选择浆液初注浓度。选用40波美度的商品水玻璃。水泥造浆先在搅拌池内加入定量清水,再按照配合比掺入水泥,进行搅拌,将初步搅拌好的水泥浆放入二次搅拌池内进行搅拌。

  初注为单液水泥浆,每个孔注浆水泥浆的浓度先稀后浓度。设专人详细记录注浆泵压力、工作面压力、流量等数据,正常吸浆量为吸水量的80%为正常,根据实测注浆压力和吸浆量调整浆液浓度。

  复注时添加30~45%的水玻璃,吸浆量过大或跑浆时,增大浆液浓度的同时,可注入水泥、水玻璃双浆液,浓度为1:0.6~1:1。

  目前工作面涌水情况,对钻孔的静水压力进行实测,根据实测静水压力确定终孔压力。本设计暂按工作面出水点与地表水或甲方采空区存在联系,静水压力取3Mpa计算。

  []----岩柱允许抗剪强度MPa,(甲方资料表明,10#煤顶板砂岩抗剪强度为3.5MPa,另在预注浆前经过壁后注浆加固,考虑岩层不均衡,此处取值2.5MPa)

  本次止浆垫主用采用对巷道围岩注浆加固,根据注浆长度及浆液扩散半径,止浆垫能够很好的满足要求。为保证注浆效果,在预注浆前,需进行止浆垫效果检验。检测验证的方法采用关闭疏水管,以及在注浆前进行压水试验,无跑水现象方准进行注浆。否则需对跑水处进行壁后注浆堵水、加固。

  2、清除工作面向后二十米范围内浮矸,因为本次注浆需在底板布置较多钻孔,浮矸必需清净至硬底。

  3、工作面左帮施工深1m宽1m长2m的泵窝,放入潜水泵。并保证工作面有足够的备用水泵。

  6、工作面退后15m处,设注浆站。注浆站处设两个水泥搅拌池,一个水玻璃池。水泥搅拌池可采用两个1.5t的U型矿车,利用斜井坡度,在第一个矿车底部设一阀门,第一个矿车内浆液搅拌完成后,将浆液放入第二个矿车内继续搅拌。注浆笼头放入第二个矿车吸浆。

  7、在施工前,风井至工作面全部按永久支护方式支护完成,迎头面也需按永久支护方式来进行支护。

  钻孔选用YTP-26风锤施工,配42mm钻头,钻进长度3m。施工时先从工作面退后10m处钻孔,以2.0m间排距全断面三花布置。在有涌水部位,要密集布孔,从涌水点周圈向涌水点包围打孔注浆。将涌水集中到一点,在集中出水点再埋设一根疏水管,疏水管要采用锚杆固定,在疏水管周圈注浆加固完成后。利用疏水管顶水注浆。

  钻孔直径为42mm,钻孔施工完成后,将花管靠近孔口300~500mm处外圈缠上麻丝。然后用大锤垫上木板将花管砸入钻孔,外露长度100mm,并安装上阀门。

  每施工完成一个钻孔,即进行注浆,注浆完成后再进行下一个钻孔的钻进施工。注浆采用PIH-22-75/45型气动双液注浆机,壁后注浆全部采用双液浆。

  每一个花管上安装一个高压阀门,注浆完成后关闭阀门。注浆完成时压注一定量的清水,冲洗注浆管路,清水注入量为注浆通道体积的1.5倍。

  壁后注浆终孔压力暂取4MPa,施工时应实测静水压力,终孔压力比静水压力略大1~2MPa。施工时注意附近跑浆情况,一经发现跑浆,应减小注浆压力,增加水玻璃掺量。或重新布孔注浆。

  孔口管采用Ф108×4mm无缝钢管加工,加工长度3.0m。钢管中部电焊麻点。防止钢管在孔内滑动,钢管上部焊高压法兰盘。在孔口管外侧距高压法兰盘100mm位置焊Ф15mm测压管。(见孔管口加工图)

  首先在工作面将ZYL-400型钻机组装完毕,并试运转,运转正常后,根据钻孔位置,用宽×高×长=120×120×1200mm的道木打“井”字架将钻机底座垫实,将上钎卡孔对准探孔口位置。然后在迎头面适当位置打4根Ф22×2200mm高强树脂锚杆并卡上短钢丝绳套挂上3个手拉葫芦与钻机底盘四角拉紧固定牢固。最后根据钻孔方位及角度调整钻机导向架。

  开孔前根据钻孔位置先将钻机安装牢固并将钻机角度按探孔角度调整好后方可钻进。钻进深度3.0m,直径133mm。停钻用水将孔内岩浆冲洗干净,退出钻具。插入孔口管并在距法兰盘500-800mm处缠上厚10-20mm的麻丝,然后用大锤垫上木板将孔口管打紧,孔口管埋设深度2.8m,外露0.2m。然后用四根Ф22×2400mm高强树脂锚杆和四股8#铁丝将孔口管拉紧固定牢固。最后向孔口管埋设孔内注水泥水玻璃双液浆。注至孔口均匀冒浆、无气泡后停止注浆。注浆机采用PIH-22-75/45型气动双液注浆机,注浆液配比,水泥浆配比为水泥:水=1:0.8。双液浆配合比为水泥浆:水玻璃=1:1。孔口管注浆结束8h后方可用Ф65mm钻头扫孔,扫孔深度4.0m。扫孔完毕后对孔口管打清水作耐压实验。实验压力为预终孔压力6Mpa,并稳定30min,孔口管周围不跑水为合格,否则重新补注。

  检修钻机完好情况,发现故障立即处理;接好钻机供水管路,准备好排水系统,检查工作面附近的井筒支护情况,孔口管装好高压阀门,确保施工安全;钻机下至钻机平台,按设计的位置和角度把钻机固定好,采用地锚滑轮固定牢固。

  注浆孔施工按照对角施工,钻注单行作业,钻机施工钻孔完毕,注浆泵立即向孔内注浆。按附图所示,注浆顺序为1号5号2号3号4号,注浆时必须时观察钻孔情况,一经发现钻孔跑浆,必须立马停止注浆,及时处理。

  2)注浆设备试运转:注浆泵放置于工作面,附图《注浆系统平面布置图》。注浆机选用PIH-22-75/45型气动双液注浆机,注浆机及管路系统满足设计的最大注浆压力和流量的要求,经试运转及耐压试验,设备无异常响声,管路不漏水。

  ①、电源和吸排管接通后,变速器置于空档,启动电动机试运转,达到正常后,打开高压管路上的卸压阀,检查泵的运转和吸、排浆管路的畅通情况。

  ②、把变速手柄扳回到需要的档位上,若挂不上档,用手转动电机和变速器的联轴器,即可顺利挂好

  4)冲洗:钻孔施工完毕,加大水量上下拉动钻杆冲净钻孔内岩浆,冲孔时间不小于30min。

  5)钻孔水量、水压测定:冲洗完毕,在孔口注浆管上装接压力表和阀门,测定钻孔最大流量和静水压力值,要求测定水量压力稳定,数据可靠。

  6)压水试验:连接注浆管路,采用注浆泵压注清水,冲洗岩石裂隙中的岩浆和填充物,以提高浆液结石体和岩石裂隙面黏结强度及抗渗能力,压力时间为20~30min,并测定注浆段高、压水流量。

  7)注浆机工作油温10~65℃,如低于10℃,应预热;超过45℃,应接冷水。油温超过70℃,应停止工作。外露运动部位加少量机油。

  水泥浆浆液浓度为2:1、1.5:1、1:1和0.8:1,根据压水试验选择浆液初注浓度。选用40波美度的商品水玻璃。水泥造浆先在搅拌池内加入定量清水,再按照配合比掺入水泥,进行搅拌,将初步搅拌好的水泥浆放入二次搅拌池内进行搅拌。

  初注为单液水泥浆,每个孔注浆水泥浆的浓度先稀后浓。设专人详细记录注浆泵压力、工作面压力、流量等数据,正常吸浆量为吸水量的80%为正常,根据实测注浆压力和吸浆量调整浆液浓度。

  复注时添加30~45%的水玻璃,吸浆量过大或跑浆时,增大浆液浓度的同时,可注入水泥、水玻璃双浆液,浓度为1:0.6~1:1。

  注浆时如注浆表压直线上升不下降,溢流阀自动卸压时(溢流阀压力为注浆终孔压力,根据每个钻孔实测的静水压力,取2.0倍。),关闭注浆阀,将管子内浆液放入井筒内,以免堵塞管路,注浆时如其它孔冒灰应立即关闭球阀,待表压持续不下后,可打清水强行注入,如果表压还是持续不下,则停止注该孔,转入其它钻孔。

  单孔注浆注浆压力达到设计压力,注浆孔吸浆量小于30L/min,稳定20~30min即可结束注浆。

  4)定量压注清水:每次每孔结束均压入定量清水,将注浆泵均压入定量清水,将注浆泵及输浆管中的浆液压入孔内,清水注入量为注浆通道体积的1.5倍。

  关闭孔口养护5~6h,测定水量、静水压力。检查注浆效果,重复上述注浆步骤,每段隔眼扫孔检查前一个注浆孔的注浆效果,测定单孔涌水量小于1.5m3/h时,可结束注浆,否则扫孔复注。直至终孔深度,后一个孔可作为前一个孔的检查孔。

  根据注浆中实测记录的数据检查钻孔深度、浆液浓度、注浆的连续性、注浆流量、注浆终压和总注入量检查是不是满足规定;

  2)位置巷道中心的钻孔最后施工,兼做本次注浆的检查孔,如钻孔内涌水量大于1.5m3/h,其它钻孔需进行扫孔复注,或增加注浆孔重新注浆。

  耙矸机后设置截水坑,工作面积水采用QBF-50/20风动泵排入耙矸机后截水槽,然后采用潜水泵排入临时水仓,最后经MD25-30×9型卧泵排至地面。排水管采用108mm无缝钢管。排水管利用压风管托管或道镢一同托起,与压风管平行吊挂,托管或道镢富余伸出钢管边沿以不超出5cm为宜,每50m利用“U”卡固定于托管或道镢一次。

  从工作面敷设两趟1.5寸高压软管作输浆管路,下部接一趟注浆钢管,上部与注浆泵混合器连接。

  本次施工主要由项目部防治水领导小组组织施工,并成立专业注浆施工队。注浆施工队由项目部技术经理贾实林任队长,崔杰年、任建桥、赵爱华、宋金益任副队长,122队工人为注浆队队员。采用“三八”制作业。

  首先进行工作面注浆准备工作,进行壁后注浆,计划4天完成。壁后注浆完成后进行工作面预注浆工作,计划4天完成。总工期8天。

  4、钻进过程中如发现异常,如水量突然增大,应立马停止钻进,提钻关闭孔口管阀,确定孔底层位,测量涌水量、水压,水量超过10m3/h时,应立即停钻注浆。

  5、钻机时发现偏斜严重,钻杆与孔口管角度不一致等应立马停止钻进及时采取纠偏措施。

  7、钻机司机与工作面其他人员工作服穿戴整齐,领口、袖口、毛巾扎好。并不准带手套。

  8、接钻杆顺序为:关闭钻机电源松开给水器接钻杆装给水器开机继续钻进。

  1、注浆前,对注浆材料的凝胶时间要进行测定,不符合技术方面的要求的材料不准使用。

  2、为防止浆液中混入纸片及水泥硬块等杂物而堵塞管路,在搅拌机倒灰口及出口处应设置过滤网。

  3、水泥均匀搅拌后,方许放入吸浆池,吸浆池内还需设二次搅拌以防止水泥沉淀。

  4、岩石裂隙中注浆,一般是先施工的注浆孔注入量大,后期注入量小,因此,一定要保证先期注浆孔的施工质量。

  5、注浆过程中一定要注意观察注浆压力(泵压及孔口压力表)和吸浆量的变动情况,当注浆泵压发生突降,吸浆量迅速减少或不吸时,一般是泵的吸水笼头或泵吸浆看球阀(低压阀)堵塞,如果泵压突增,而注浆口压力上升很慢或不上升,一般是输浆管堵塞,应及时处理。

  6、注浆中注浆压力突然下降,增大流量仍不回升,属跑浆或超散。如是超散,可采用缩短时间,增大浆液浓度或低压间歇注浆的方法解决。

  10、注浆前进行注浆管路及止浆垫压力试验,试验压力必须大于注浆压力1MP。

  11、在注浆过程中,每班要派专人经常观测和记录注浆压力大变化,加强止浆垫及井壁观测,每班记录结果要汇总工程科。

  12、注浆结束后,必须检查注浆效果合格后,方可开凿井筒,破止浆垫前必须要扫孔,确定井筒涌水量小于4m3/h方可开炮。

  4、探水钻进前,必须确保排水系统完好,确保正常运作,必须有备用水泵,防止淹井。

  6、注浆时必须设专人观察井壁和止浆垫,发现跑浆、串浆或其他异常应立即停注,采取一定的措施后方可再注浆。

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