主斜井注浆治理方案讲解VIP专享VIP免费

1山西华晋焦煤有限责任公司沙曲矿主斜井砂砾石层段注浆方案一、工程概况华晋焦煤有限责任公司沙曲矿通风系统改造（二期）主斜井位于沙曲矿工业广场内，斜井设计长度1262.933m，倾角18.8°，穿过新生界松散层和煤系岩层段，煤系段层序自上而下依次为二叠系山西组、下石盒子组、上石盒子组和石炭系太原组。根据已有的钻探资料和该矿1#主斜井实际施工揭露情况推断，主斜井部位第四系表土段厚度约为18m，其中上部为厚约8m的黄土层，下部为砂砾层，厚度10m左右。主斜井浅部采用明槽开挖方式施工，受场地条件限制,明槽设计开挖长度36m，垂深11.65m左右，其下采取暗槽开挖方式。根据斜井穿过地层预想剖面，主斜井暗槽开挖穿过第四系下部砂砾石层长度约为26～56m。该砂砾层为井田主要含水层段，1#主斜井施工揭露砂砾层段时涌水量达到56.9m3/h，且施工过程塌方严重。目前明槽开挖已揭露至砂砾石层顶部，实测井筒涌水量达到28～50m3/h，预计井筒继续向下施工，揭露含水砂砾层中下部时的涌水量会更大，并可能伴随有流砂现象。为确保采用普通法掘进通过第四系下部砂砾石层段，决定采用工作面迎头帷幕预注浆方法对该砂砾石层段进行封水、加固，创造普通法掘进的安全施工条件。二、方案要点主斜井表土层掘进迎头层位组合结构如图1所示。图1主斜井迎头砂砾石层预注浆段示意图砂砾10m8m迎头止浆垫18.8°黄揭露段注浆段2根据建井施工单位施工单位提供的资料，目前主斜井掘进进尺（斜长）39m，迎头已揭露砂砾石层顶部，由此推断主斜井位置砂砾石层分布情况与邻近的1#斜井位置实际揭露的情况相近，按主斜井预想地层剖面分析，迎头前方可能穿过的砂砾石层厚度（斜长）在20m左右。1.基本思路鉴于目前工作面迎头已揭露出水，为防止围岩松动坍塌，建议停止掘进，在目前迎头部位浇筑混凝土止浆垫，厚度控制在1m左右。对于未揭露的迎头水，根据迄今的工程经验，最宜行的措施是进行迎头长段预注浆，通过高压注浆使浆液对砂砾石层孔隙网络实施有效充填、胶结，使其在斜井井壁外围周边形成一定厚度的帷幕层。帷幕层在隔断砂砾石含水层水与壁后的水力联系的同时，也发挥承载拱的作用，有效防止围岩松动坍塌。2．技术要点迎头段预注浆须采用钻机成孔，布孔密度须根据砂砾石层密实程度、水动力特点、浆液渗透扩散效果等综合情况确定。由于目前不掌握这方面的资料，所以迎头预注浆布孔采取分步进行：即先按一定密度布孔、注浆，然后，插孔检查并根据浆液扩散情况进行补充注浆，以确保注浆在斜井围岩中封水帷幕的形成质量。考虑到砂砾石层为孔隙性介质，且注浆段长较大，常规水泥注浆的渗透扩散效果极为有限，须采取化学注浆特殊工艺，以保证普通法掘井所需的注浆封水、加固效果。三、方案设计1．布孔方案1）注浆孔布设在目前迎头断面布14个注浆孔，注浆段长初步确定为22m，孔深以注浆孔穿过砂砾石层底板后延伸2m为基本要求。注浆孔设置初步方案为：第一轮先按图2所示布设7个注浆孔，终孔深度为25~35m。然后插补7个复注孔，孔深及布孔部位可根据第一轮注浆量、泵压及串浆情况适时进行调整。另外，由于注浆初始段注浆孔外扩范围较小，需补充必要的浅孔，以使浆液能够在巷道外围形成帷幕。初步考虑在迎头巷道周边以大致等距增补6~8个较大外扩角度的浅孔（孔深控制在5~10m）。3图2注浆孔布置示意图a:正视图244661.5m掘进净面边界第一轮注浆孔3355复注注浆孔2.7m271875.4mc:俯视图②④⑧⑤①巷道侧帮巷道侧帮注浆孔编号注浆孔12°10°12°10°⑦⑥⑤⑦③③④⑥②b:侧视图⑥①②④⑧⑦20°巷道顶板巷道底板注浆孔注浆孔编号③23°19°15°17°18.8°⑤42）注浆孔结构采用φ73mm钻头无芯掘进，孔口管用材要求采用外径φ2.5＃的无缝钢管，长度不小于6m。3）布孔参数注浆孔布置参数如表1。表1注浆孔布孔参数一览表钻孔编号布孔参数①②③④⑤⑥⑦⑧倾角/°-23**-23-20-19-18-17-15-15水平夹角*/°03555330孔深/m2525253035353737注*）：水平夹角为斜巷垂直轴面与钻孔轴向之夹角；注**）：-23“-”为俯角，如图2b3．注浆工艺控制所有注浆孔均采取分段注浆方式，各分段以5m为宜：（1）首先在止浆岩盘钻进6~7m提钻、安装孔口管、...