基巖段工作面打鉆探水、預(yù)注漿施工技術(shù)安全措施

1、主井井筒基巖段工作面打鉆探水、預(yù)注漿施工、技術(shù)、安全措施一、 概況1、工程概況生建煤礦位于焦廟鎮(zhèn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 0.45Mt/a，采用立井開(kāi)拓方式，凍結(jié) 法施工，主井筒深567.5m,其中凍結(jié)段483.7m基巖段83.8m,設(shè)計(jì)井筒凈直徑 4.5m,基巖段壁厚3501000mm砼標(biāo)號(hào)C30，主井套砌內(nèi)壁結(jié)束后，先進(jìn)行工 作面排水、清淤泥工作 ,接著進(jìn)行打鉆探水及工作面預(yù)注漿工作。2、地質(zhì)及水文條件（1 ） 地質(zhì)情況基巖段起止標(biāo)高-457.78-567.5m,地層為二疊系。二疊系地層上部為風(fēng) 化帶，厚度26.72m。在-490.21-496.8處為一層厚6.59m破碎帶?；鶐r段通 過(guò)巖性為粉砂巖

2、6.51m,粉砂巖70.7m。（2）水文情況主井井筒檢查孔共打兩個(gè)鉆孔。 一號(hào)鉆孔全孔進(jìn)行了系統(tǒng)簡(jiǎn)易水文觀測(cè) 并詳細(xì)記錄泥漿消耗量，在孔深 482.19m-490.21m處泥漿消耗量大，最大 漏失量 0 . 6 m3/h ，未作抽水試驗(yàn)。二號(hào)鉆孔全孔進(jìn)行了系統(tǒng)簡(jiǎn)易水文觀測(cè)并詳細(xì)記錄泥漿消耗量， 全孔泥 漿消耗量 00.2m3/h 之間變化。含水層：檢 2 號(hào)共揭露 4 個(gè)含水層組。第四系含水層組、第三系含水層 組、基巖風(fēng)氧化帶含水層、基巖含水層。其中472.51-530.00m為基巖含水層。巖性為粉砂層，巖芯完整，基本 不含水，鉆進(jìn)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生漏水現(xiàn)象。但是與檢2號(hào)孔相距大約100m的檢 1

3、 號(hào)孔鉆進(jìn)過(guò)程中，此層位曾經(jīng)漏水。所以風(fēng)氧化帶下部的基巖含水性較 弱，但在裂隙帶中含有一定的裂隙水。3、技術(shù)準(zhǔn)備（1 ）組織技術(shù)與管理人員認(rèn)真學(xué)習(xí)技術(shù)措施。（2） 開(kāi)工前對(duì)技術(shù)人員，管理人員及施工人員做好技術(shù)交底。 （3）組織測(cè)量對(duì)標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核校驗(yàn)。4、施工隊(duì)伍施工隊(duì)由原施工表土段的濟(jì)西主井隊(duì)及機(jī)運(yùn)隊(duì)抽調(diào)技術(shù)素質(zhì)好、 經(jīng)驗(yàn)豐 富的人員進(jìn)行工作面預(yù)注漿施工，作業(yè)前對(duì)所有施工人員按ISO9002標(biāo)準(zhǔn)及 ZM71/QP418-1999培訓(xùn)控制程序要求組織學(xué)習(xí)培訓(xùn)。5、設(shè)備、材料準(zhǔn)備（1 ）預(yù)注漿施工所用鉆機(jī)、注漿機(jī)、排水泵、攪拌機(jī)等設(shè)備進(jìn)行全面維修、 調(diào)試、試運(yùn)轉(zhuǎn)。置1、（2）按附表 2 所列的打鉆

4、、注漿施工所需設(shè)備、配件、材料消耗表進(jìn)行配注漿參數(shù)的確定注漿孔數(shù)根據(jù)主井井筒凈直徑及井筒所要穿過(guò)地層的水文地質(zhì)情況， 確定 8 個(gè)注 漿孔，孔與孔互相夾角45o,同心圓等距離布置，孔間距1.413m，孔徑90mm。2、布孔圈徑布孔圈徑為3.6m,孔中心線距井壁450mm3、注漿材料采用單液水泥漿為主 , 適時(shí)采用水泥 - 水玻璃雙液漿。選用新鮮32.5R普硅水泥；水玻璃模數(shù)為2.83.1，其濃度為38-40Be; 工業(yè)級(jí)三乙醇胺和工業(yè)食鹽。4、漿液注入量根據(jù)孔內(nèi)實(shí)際情況，預(yù)計(jì)漿液注入量按公式 V=A兀RHnB /m計(jì)算式中：A-表示漿液損失系數(shù)，取A=1.5 ；R- 表示漿液擴(kuò)散半徑 ,R 取

5、 8m；H- 表示注漿段高 ,85m；n -表示巖層裂隙率,3%；B -表示漿液在裂隙內(nèi)的有效充填系數(shù)，取0.9 ;m- 表示漿液結(jié)石率 , 取 m=0.85；經(jīng)計(jì)算:V=813.9m3按漿液水灰比1:1計(jì)算水泥用量為 813.9 X 0.75=610.4t,水玻璃約需20t,三乙醇胺需610.4 X 0.5%=3.05t,食鹽約需30.5t。5、漿液起始濃度及其調(diào)整漿 液起始水灰比 為 1:1; 隨著注漿壓力的變化, 水灰比 可調(diào)整為0.8:1,0.6:1 。使用雙液漿時(shí) , 水泥水灰比為 1:1, 水泥漿和水玻璃漿的體積比為1.5:1 1.5:0.5 。注漿過(guò)程中漿液濃度應(yīng)先稀后濃遂級(jí)調(diào)節(jié)

6、， 調(diào)整步驟為 :當(dāng)某一級(jí)濃度的 漿液注入 2030min 后,吸漿量不減或者壓力不升時(shí) ,提高一級(jí)漿液濃度 ,當(dāng)漿 液濃度提高到 0.6:1 時(shí),仍不見(jiàn)升壓 ,應(yīng)及時(shí)改注雙液漿。注漿以單液為主、雙液漿作為最后封孔。在壓水實(shí)驗(yàn)時(shí) ,如果泵量為 200L/min 、泵壓低或無(wú)壓力時(shí) , 應(yīng)考慮注雙液 漿。6、注漿段高根據(jù)主井基巖段深度為 83.8m,基巖含水層標(biāo)高為472.51530.00m,本次注漿段高初定為94m,次注完。7、注漿方式本次注漿采用下行式注漿，遇水就注，再掃孔復(fù)注直至終孔位置。 在鉆眼時(shí)，若孔內(nèi)出水或巖層松散，無(wú)法鉆進(jìn)時(shí)則停鉆，撤鉆桿鉆機(jī)， 進(jìn)行注漿，待注漿結(jié)束再開(kāi)孔，依次循環(huán)

7、鉆進(jìn)、注漿。8、注漿壓力注漿壓力的大小，直接影響漿液的擴(kuò)散距離，經(jīng)測(cè)試該段靜水壓力為4Mpa,注漿終壓取靜水壓力的 3 倍, 本次注漿終壓取 12Mpa。9、注漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)注漿施工為隱蔽性工程 , 為保證注漿質(zhì)量和堵水效果 , 每一孔段注漿都必須達(dá)到終壓、終量和注入量的設(shè)計(jì)要求。在達(dá)到設(shè)計(jì)終壓后，泵的流量在5060L/min，穩(wěn)定2030min,才可結(jié)束該孔段的注漿。在 8 個(gè)注漿孔全部施工結(jié)束后，利用中間排水孔打鉆孔，估算井筒涌水 量，如井筒涌水量小于10nVh，可結(jié)束注漿；若大于10nVh，則采用打分支 定向孔的辦法進(jìn)行補(bǔ)充注漿,確保開(kāi)鑿基巖段時(shí),涌水量小于10m3/h 。三、注漿前的準(zhǔn)備

8、工作1、止?jié){墊的注漿加固(1) 止?jié){墊厚度止?jié){墊厚度參照公式Bn二P°r/ Q+0.3r計(jì)算,經(jīng)計(jì)算止?jié){墊厚度為2.2m。(2) 止?jié){墊在凍結(jié)段套壁之前與外壁同時(shí)施工1.2m,套壁結(jié)束后又施工1m,止?jié){墊總厚度2.2m砼標(biāo)號(hào)C55。由于迎頭出水，打止?jié){墊時(shí)，先鋪了一層碎 石濾水層，預(yù)埋一個(gè)219排水管，打鉆之前利用219排水管對(duì)止?jié){墊進(jìn) 行注漿加固，如止?jié){墊漏水時(shí)采用雙液漿封堵，利用排水管對(duì)止?jié){墊加固無(wú) 效果時(shí)，可采用1#8#孔口管打鉆對(duì)止?jié){墊進(jìn)行注漿加固。2、孔口管的安裝孔口管采用108無(wú)縫鋼管，每根長(zhǎng)度為2.950m,外焊螺旋筋，采用131 鉆頭打眼, 砂漿封實(shí), 按圖 1 及圖

9、 2位置、深度預(yù)埋孔口管 8根?？卓诠苌虾?法蘭盤(pán)，法蘭盤(pán)上連接高壓球閥，鉆具通過(guò)高壓球閥鉆進(jìn)。3、鉆機(jī)的布置鉆機(jī)選用SGZ-IA型，安裝在工作盤(pán)上，工作盤(pán)下面用 6根100mm長(zhǎng) 2.4m鋼管等距離布置作支撐。另外為防止鉆眼時(shí)工作盤(pán)晃動(dòng)，用手拉葫蘆配 鋼絲繩索固定于孔口管上。工作盤(pán)距迎頭以 2.4m為宜。吊盤(pán)松至距工作面8m左右，利用吊盤(pán)懸掛滑輪，提升鉆桿。鉆機(jī)固定鉆機(jī)底盤(pán)與工作盤(pán)用 M12螺絲連接固定；用手拉葫蘆配繩 索，固定于孔口管上。鉆機(jī)固定前應(yīng)校對(duì)位置，保證懸吊點(diǎn)與鉆桿中心及孔 口管中心保持一致。表1 SGZ-IA型鉆機(jī)技術(shù)參數(shù)鉆進(jìn)能力開(kāi)孔110 mm終孔75 mm鉆深150m卷?yè)P(yáng)能

10、力10 KN立軸行程400mm立軸內(nèi)徑46 mm機(jī)身回程300mm重量840 Kg4、注漿設(shè)備注漿使用一臺(tái)日本HFV-C型液壓驅(qū)動(dòng)注漿泵，流量為0200L/min,最大 壓力21Mpa水泥漿攪拌機(jī)采用JS-1000型攪拌機(jī)拌漿表2 HFV-C型注漿泵技術(shù)參數(shù)工作壓力30-130Kg/cm2吸入口徑65mm流量0 200L/min吐出口徑40mm缸徑100mm電動(dòng)機(jī)22 X 4KW XP仃程300mm5、注漿、排水、供水管路注漿管采用50鉆桿作為注漿管，由地面大抓穩(wěn)車懸吊，輸漿管露出地 面1m左右，用墊叉固定于封口盤(pán)上。排水管路采用108鋼管，由地面兩臺(tái)穩(wěn)車懸吊。供水管采用57鋼管隨壓風(fēng)管懸吊。

11、四、注漿施工工藝1、注漿鉆孔的施工 按孔號(hào)1#、5#、3#、7#、2#、6#、4#、8#順序施工，最后施工中心檢查孔。 每進(jìn)尺15-20m測(cè)斜一次，如發(fā)現(xiàn)孔斜過(guò)大，則封孔，重新鉆進(jìn)，如果相 鄰兩個(gè)注漿孔偏斜方位相反，落平點(diǎn)間距超過(guò)漿液有效半徑控制范圍，則必 須補(bǔ)孔。 施工完一個(gè)孔后則注漿，待注漿完畢方可施工第二孔。2、造漿站布置與注漿站布置漿液攪拌采用JS-1000型攪拌機(jī)攪拌，制造漿液時(shí)，水泥必須過(guò)篩，漿液必須攪拌均勻，方可輸入貯漿桶內(nèi)，貯漿桶內(nèi)漿液用風(fēng)動(dòng)攪拌器攪拌，防 止沉淀，注漿泵放置在井口攪拌站附近，漿液通過(guò)50鉆桿與井下混合器及 高壓球閥連接，進(jìn)行注漿，每孔注漿要連續(xù)不斷，達(dá)到結(jié)束標(biāo)

12、準(zhǔn)后方可停注。3、注漿泵與閥門(mén)的操作程序(1) 注漿前先把吸漿管籠頭放入清水桶內(nèi)，關(guān)閉孔口進(jìn)漿閥，打開(kāi)混合器 泄?jié){閥，檢查注漿泵的工作情況及管路是否暢通。(2) 打開(kāi)孔口進(jìn)漿閥，關(guān)閉混合器泄?jié){閥，然后慢慢減少孔口量，用清水 作耐壓試驗(yàn)，超過(guò)終壓0.5-1Mpa,即合乎要求。(3) 注入10分鐘至20分鐘清水，一切正常后方可正式注漿，注雙液漿時(shí)，先 把吸水玻璃籠頭放入玻璃漿桶內(nèi)，注30秒后，再把吸水泥漿籠頭放入水泥漿桶 內(nèi),開(kāi)始正式注漿。結(jié)束注漿后，先把吸水玻璃籠頭放入清水桶中，后把水泥漿 籠頭放入清水桶中，先關(guān)閉孔口管進(jìn)漿閥再打開(kāi)泄?jié){閥后，用清水沖洗注漿泵 及管路、球閥、混合器等。4、注漿施工

13、順序先注清水、水玻璃(沖開(kāi)裂隙通道、潤(rùn)滑裂隙)先稀后濃注單液漿(水f泥漿)最后注雙液漿封孔。5、漿液流程JS-1000型攪拌機(jī)拌護(hù)撬漿桶HFV-C型液壓驅(qū)動(dòng)注漿泵 50鉆桿作漿液管與井下混合器及高壓球閥連接'孔口管 基巖段五、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1、 注漿材料外加劑的質(zhì)量性能等必須符合設(shè)計(jì)要求和規(guī)范規(guī)定，要嚴(yán)格檢查 出廠合格證,化驗(yàn)單和試驗(yàn)報(bào)告。2、注漿前對(duì)注漿材料進(jìn)行試驗(yàn)，按配比測(cè)定凝固時(shí)間。3、孔口管、止?jié){墊均進(jìn)行清水抗壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力應(yīng)大于注漿終壓。4、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即匯報(bào)，及時(shí)采取措施處理。5、認(rèn)真填寫(xiě)各種原始記錄。六、注漿孔鉆進(jìn)及注漿施工安全技術(shù)措施（一）注漿孔鉆進(jìn)安全技術(shù)措施1、在正常鉆進(jìn)

14、中，應(yīng)經(jīng)常檢查鉆機(jī)穩(wěn)定性，準(zhǔn)確丈量孔內(nèi)鉆具及機(jī)上余尺， 及時(shí)填入班報(bào)內(nèi)并妥善保管。2、下鉆時(shí)應(yīng)認(rèn)真檢查鉆具，有彎曲，磨損嚴(yán)重不得使用，接鉆桿前應(yīng)對(duì)鉆 桿吹孔，接鉆桿時(shí)要纏麻。更換沖擊器時(shí)不準(zhǔn)更換鉆頭。如需更換鉆頭必須在 鉆孔開(kāi)孔前進(jìn)行更換。3、 下鉆要穩(wěn)，避免沖撞，遇阻時(shí)應(yīng)及時(shí)提鉆，排除障礙，鉆具距孔底1.0m 時(shí),進(jìn)行先沖孔后鉆進(jìn)。4、 加鉆桿前，應(yīng)盡量把孔內(nèi)巖粉沖凈，并提鉆桿，使鉆頭離孔底0.5m以上 方可加鉆桿。5、鉆進(jìn)過(guò)程中，如遇涌水時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確記錄起止深度，測(cè)量涌水量，提鉆桿，準(zhǔn)備注漿。6、鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)，若遇松軟巖層，要慢速適當(dāng)加壓法鉆進(jìn)，遇石灰?guī)r等巖層 比較硬時(shí)，要輕壓，快速法鉆進(jìn)。7、

15、鉆進(jìn)結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)沖洗鉆孔，當(dāng)孔口冒清水無(wú)巖粉時(shí)即可撥鉆桿，測(cè) 靜水壓力注清水試壓并詳細(xì)記錄 ,注入量、壓力等數(shù)據(jù) ,為注漿提供依據(jù)。8、鉆進(jìn)過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)鉆孔內(nèi)水壓、水量突然增大以及頂鉆等異狀時(shí)，必須 停止鉆進(jìn)，但不得拔出鉆桿，及時(shí)匯報(bào)項(xiàng)目部進(jìn)行處理。9、在井筒工作面打鉆、 注漿人員應(yīng)嚴(yán)格遵守立井施工 煤礦安全規(guī)程、鉆 探操作規(guī)程及一切安全管理制度。（二）注漿施工安全技術(shù)措施1、施工前應(yīng)對(duì)參加施工人員進(jìn)行安全技術(shù)教育，傳達(dá)措施做到人人心中有 數(shù)，定崗、定位責(zé)任明確。2、注漿前試驗(yàn)站應(yīng)按單液漿及雙液漿各種設(shè)計(jì)配比測(cè)定凝膠時(shí)間，當(dāng)更換 水泥等注漿材料品種時(shí)，應(yīng)重新測(cè)定凝膠時(shí)間。3、注漿司泵工必須按

16、操作規(guī)程認(rèn)真操作，并隨時(shí)注意注漿壓力，吸漿量的 變化情況，對(duì)高壓系統(tǒng)各部件認(rèn)真檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修復(fù)更換，確保注漿 安全。每次注漿前應(yīng)對(duì)供電、供風(fēng)、攪拌、注漿設(shè)備認(rèn)真檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及 時(shí)處理。4、井下與地面聯(lián)系的信號(hào)，通訊必須暢通無(wú)阻；井下注漿人員與地面開(kāi)注 漿泵人員經(jīng)常保持聯(lián)系，以確保注漿安全。5、注漿人員配戴防護(hù)眼睛，膠質(zhì)手套，造漿人員戴防塵口罩。6、拌漿人員嚴(yán)格掌握漿液配比，按設(shè)計(jì)配比拌漿。為防止水泥紙、紙屑、 石子及其它雜物進(jìn)入泥漿池，放漿口應(yīng)設(shè)過(guò)濾網(wǎng)。泥漿桶內(nèi)設(shè)置風(fēng)動(dòng)攪拌器 攪拌，以防泥漿沉淀。7、吊盤(pán)、工作盤(pán)必須固定牢固可靠。在吊盤(pán)上作業(yè)人員必須佩戴安全帶并 做到生根牢固，高掛低用

17、。8、井下信號(hào)，把鉤工應(yīng)定人定崗，按章操作。9、注漿期間要設(shè)專人注意觀察止?jié){墊及井壁是否有變形、跑漿、漏漿等現(xiàn) 象，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。處理方法：可采用縮短凝膠時(shí)間、間歇注漿、打入 鐵楔、棉紗等方法處理。10、注漿泵及電氣設(shè)備設(shè)專人檢查維護(hù)、保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)。11、泄壓管路出水口應(yīng)避開(kāi)人員并用鐵絲固定于孔口管上。接頭綁扎牢固。（三）機(jī)電運(yùn)輸安全管理措施1、上下鉆機(jī)及注漿機(jī)時(shí)應(yīng)通知絞車司機(jī)慢速行駛，通過(guò)吊盤(pán)時(shí)要有專人看 護(hù)。2、吊運(yùn)鉆機(jī)或注漿機(jī)時(shí)必須使用鉤頭配 5 分鋼絲繩索并保證綁扎牢固，安 全可靠。3、施工現(xiàn)場(chǎng)所有用電設(shè)備嚴(yán)格按照井下用電設(shè)備要求選用，并安裝保護(hù)裝 置。4、每天安排專人檢查井壁發(fā)現(xiàn)

18、有結(jié)冰等安全隱患時(shí)及時(shí)處理，保證安全施 工。5、下吊盤(pán)至工作盤(pán)之間需安設(shè)軟梯一路，以便工作人員上、下及避災(zāi)。6、井口到吊盤(pán)之間應(yīng)安裝安全梯一個(gè)，由專用穩(wěn)車懸吊，以便井下出現(xiàn)故 障或?yàn)?zāi)害時(shí)，人員能夠順利升井。（四）鉆孔防突水措施1、鉆孔施工前井筒內(nèi)應(yīng)安裝80DG-75X 10型吊泵（楊泵750m,流量54.7m3/l） 及108排水管路，并保證在鉆孔突水時(shí)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)及時(shí)排水。當(dāng)鉆進(jìn)注漿 孔時(shí)，如井筒涌水量接近吊泵額定排水能力，必須停止鉆進(jìn)，提取鉆具，關(guān) 閉高壓閥門(mén)，及時(shí)注漿。2、對(duì)正常打鉆排水采用電泵排至吊盤(pán)水箱，放入吊桶排至地面。3、 孔口管必須按設(shè)計(jì)孔位埋設(shè)牢固，并安設(shè)高壓球閥（不小于15M

19、pa）。注 漿前，必須對(duì)止?jié){墊和孔口管進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力必須大于注漿壓力 1Mpa。孔口管試壓經(jīng)驗(yàn)收合格后方可鉆進(jìn)。確?？卓诠艿某袎嚎厮芰?安全裝置靈活可靠。4、鉆進(jìn)過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)鉆孔內(nèi)水壓、水量突然增大且噴孔嚴(yán)重，情況危急時(shí) 可采取拆掉鉆桿，關(guān)閉高壓球閥及時(shí)向項(xiàng)目部匯報(bào)。七、勞動(dòng)組織與工期安排1 、勞動(dòng)組織 預(yù)注漿施工井下采用“四六制” 、地面采用“三八制”作業(yè)，具體見(jiàn)附表 1。2、工期安排 排水清理 4天。 孔口管、設(shè)備及操作盤(pán)安裝 2 天。 打鉆預(yù)注漿 23 天。 拆除清理 1 天?？傆?jì)工期 30 天。3、其它本措施未盡事宜按煤礦安全規(guī)程 （ 2001 版）及井主井井筒及井底車場(chǎng)、相關(guān)硐室掘砌工程施工組織設(shè)計(jì)執(zhí)行表3勞動(dòng)組織表作業(yè)方式工種班次合計(jì)早中晚夜大鉆工11114隊(duì)長(zhǎng)11班長(zhǎng)11114四井技術(shù)員111115材料員11六司泵工11114下泄壓工11114制信號(hào)工11114機(jī)修工11114電工11114絞車工1113三信號(hào)工1113地把鉤工1113八排水工1113造漿工55515制面機(jī)修工11114電工11114合計(jì)1919819570表4打鉆、注漿設(shè)備配件材料消耗表序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1鉆機(jī)SGZ