马鞭山风井堵水方案

马鞭山1、前言安徽省洪鑫源矿业有限公司马鞭山铁矿位于安徽省合肥市庐江县龙桥镇境内。矿区工广内布置主、副、风、措施井共四个井筒。由于地质条件复杂、构造较为发育，主、副井井筒均在井筒掘砌时突发大水，主井出水点在500m，副井出水点在370m左右。目前主井处于停滞状态、副井由枣矿集团中兴建安公司施工地面预注浆工程。风井、措施井在强排水的情况下，两井筒凿砌到底，并计划实现贯通。马鞭山目录7制浆与注浆.........................................................................................................................................88质量保证及注浆质量的监督检查与分析.......................................................................................119．安全生产和文明施工...................................................................................................................1310.施工组织与工期...........................................................................................................................1611主要施工设备与器材.....................................................................................................................17马鞭山马鞭山11、前言安徽省洪鑫源矿业有限公司马鞭山铁矿位于安徽省合肥市庐江县龙桥镇境内。矿区工广内布置主、副、风、措施井共四个井筒。由于地质条件复杂、构造较为发育，主、副井井筒均在井筒掘砌时突发大水，主井出水点在500m，副井出水点在370m左右。目前主井处于停滞状态、副井由枣矿集团中兴建安公司施工地面预注浆工程。风井、措施井在强排水的情况下，两井筒凿砌到底，并计划实现贯通。但风井于2012年7月14日晚7时，在正常巷道施工时放炮后突出大水。根据目测，出水量约700-800m3/h。矿方当时提出两套抢险方案，一是用超大卧泵强抽水，然后在井下打隔水墙，二是由钻机从地面打下料孔进行堵漏注浆。矿方采用第一方案后，因水量太大，井深压力大等原因，排水设备始终未能正常工作，强排水没能达到预期目的。为此，安徽洪鑫源矿业有限公司委托枣矿集团中兴建安公司在地面施工大口径下料孔。2、风井地质风井是马鞭山铁矿一期工程重点矿井。井筒净径φ5m。井口标高+52.97井口坐标为x=3443502.522,y=545314.715。风井位于副井的西北方向，距离正在施工的副井为向北585.35m,向西887.578m。2.1工程地质地质条件复杂，岩石以火山熔岩为主，主要岩性有粗安岩，角闪粗安岩。粗安岩多呈灰褐色，灰色，钾化强烈时呈肉红色，斑状结构，块状构造，斑晶为斜长石和钾长石，少量的角闪石，基质呈隐晶～微晶结构。斜长石斑晶自形板状，粒径1～2mm，含量10～20×10-2，聚片双晶发育，偶见有钠长石双晶。钾长石斑晶为半自形宽板状，粒径0.5～1.5mm，含量5马鞭山2×10-2～10×10-2，少见卡氏双晶，有时可见钾长石交代斜长石而成斜长石环边出现。两种长石斑晶都有被基质溶蚀，边部呈不规则的现象。角闪石斑晶已全部暗化，仅保留其晶形轮廓，在岩石中分布不均匀，有时零星分布，有时相对集中并具定向性，含量2×10-2～10×10-2。基质成份主要为隐晶～微晶斜长石和钾长石。付矿物主要为磷灰石。岩石具强烈钾化，其次为水云母化、高岭石化、绿泥石化和碳酸盐化等，局部见磁铁矿，镜铁矿和黄铁矿化。角闪粗安岩：岩石呈灰～深灰色、斑状结构，块状构造。斑晶主要为斜长石和角闪石，基质为交织结构，玻基交织结构。斜长石斑晶呈自形板状，粒径1～2mm，多见聚片双晶，少见环带结构，An为25，属更长～中长石，含量达20×10-2～25×10-2。角闪石斑晶呈长柱状，粒径1.5～3mm，含量为10×10-2～20×10-2，多具暗化边，或极绿泥石，褐铁次火山岩以粗安斑岩为主。粗安斑岩总体呈层状，似层状，具顺层侵入的特点。风井井检孔（x=3443496.711.y=39543229.249地层见表1风井井检孔地层表表1序号起止深度(m)厚度（m）岩石名称备注10-55残积土25-9691角闪粗安岩396-101.45.4粗安斑岩4101.4-106.14.7角闪粗安岩5106.1-11912.9粗安斑岩6119-165.446.4角闪粗安岩7165.4-200.535.1粗安岩8200.5-234.6734.17角闪粗安岩9123.67-384.00149.33粗安岩10384.00-393.69.6角砾粗安岩11393.6-423.329.7粗安岩12423.3-427.013.7凝灰色粉砂岩马鞭山313427.01-532.16105.15粗安岩2.2水文地质水文地质条件复杂。受F8断层及羽状裂隙断层的影响较大。主要导水构造为南北走向的断层，产状近直立。岩石局部破碎严重，岩石RQD值较低，平均为50%。井检孔施工时50m、120m左右出现严重漏失。150m以下全漏失，井口不返水。3、钻孔布置及方案3.1、钻孔布置巷道标高-465,设计宽4.6m,高4.2m，从风井沿N3°50'9方向延展。现迎头距离风井井心距离为395m。地面沿巷道中心线布置2个钻孔。马鞭山风井迎头堵水钻孔布置图图1马鞭山41号孔距离迎头约20m，2号孔距离迎头约10m。1号孔作为下料兼注浆孔，拟下入石块（石子）、砂子、水泥浆等，以起到井下巷道堵水墙的作用。2号孔作为辅助下料孔，拟下入小颗粒骨料，注入单液水泥浆（或双液浆），以起到堵截巷道迎头出水目的。如果2号孔遇到破碎带，则采取注入粘土水泥浆。根据施工效果，有可能在350m下打一分支孔。具体施工方案视具体情况由建设方和施工方协商确定，由施工方编制补充施工组织设计。具体施工参数见表2钻孔施工参数表表2孔号孔深钻孔坐标钻孔结构马鞭山51500mX=3443893.616Y=545218.30050-30m0-485m485-500mφ325套管φ219套管φ190孔径2500mX=3443903.644Y=545220.37530-30m0-485m485-500mφ245套管φ168套管φ140孔径3.2钻孔结构（1）钻孔1设计深度500m(根据矿方提供资料)。钻孔采用三级孔径设计。1#孔0-30m设计孔径φ350mm，下入φ325×10mm无缝钢管。具体下管可根据钻进揭露地层进行调整。30-485m设计孔径φ277mm，下入φ219×8mm无缝钢管。485-500m采用φ190三牙轮钻头钻进至进入巷道。（2）钻孔2设计深度500m(根据矿方提供资料)。钻孔采用三级孔径设计。1#孔0-30m设计孔径φ277mm，下入φ245×8mm无缝钢管。具体下管可根据钻进揭露地层进行调整。30-300m设计孔径φ190mm，下入φ168×8mm无缝钢管。300-500m采用φ130-140mm三牙轮钻头钻进至进入巷道钻孔深度暂定500m,在矿方对钻孔位置实际地面标高测定后要进行调整。3.3套管下放钻孔钻进至设计深度后，按设计下入不同规格的套管。φ325×10mm无缝钢管采用焊接连接下放。φ219×8mm无缝钢管和φ168×8mm无缝钢管采用丝扣连接下放。需要加强段采用焊接加强。钢管下放采用钻孔套管常规下放工具下放。3.4固管各级套管下放后，全部采用0.75:1单液水泥浆进行固管。单液水泥浆用量以浆液从孔口返出为宜。马鞭山64、钻探施工4.1施工场地马鞭山铁矿处于山套之间，工广极不平整，两个钻孔位于山腰之上。由建设方负责平整出一块约1500m2-2000m2的场地以安置钻探设备和附属设备，同时平整出一条宽5m左右的进料道路。具体以满足施工需要为宜。4.2钻场基础及泥浆循环系统将钻塔基础用三七灰土分层夯实，盘面高出地表0.30m。在距钻孔15-20m处的适宜位置建造4个泥浆循环池（单池规格3×4×1.8m），并配有相应的循环沟槽和泥浆沉淀池。4.3供电在适宜位置建造配电室。建设方负责将高压送至工广。安装800KVA（10000V/400V）变压器1台。配备相应的低压配电柜，分供钻机、泥浆泵及制、注浆设备等。4.4供水由马鞭山铁矿提供水源，供水量不小于40m3/h。在注浆站附近建造容量为80～100m3的清水池1个。4.5钻具基本组合表土及风化带固管段：主动钻杆——∮89×10mm钻杆——∮178×51mm导向管——∮350mm(2#孔用∮277mm)三牙轮钻头(或其它种类无芯钻头)。基岩固管注浆段：主动钻杆——∮89×10mm钻杆——∮178×51mm(2#孔用∮159×45mm)导向管——∮277mm(2#孔用∮190mm)三牙轮钻头。4.6钻进方式全孔段采用无芯钻进。马鞭山74.7泥浆管理本工程采用稀泥浆作冲洗液，以携带岩粉、冷却钻具和保护孔壁。泥浆的主要成分是膨润土，添加剂主要有纯碱（添加量为膨润土用量.5%-1.5%），纤维素（添加量为膨润土用量的0.3%-0.5%），腐植酸甲（添加量为膨润土用量的0.1%-0.3%）泥浆的主要性能指标要求为：粘度18-25S，密度1.15-1.25t/m3，失水量≤5，含砂量≤4%，胶体率≥97%。钻进过程中，用振动筛进行除砂，以保证泥浆密度、粘度、含砂量等指标符合钻进要求。对泥浆的调配使用设专人管理，对相关参数进行专项测试。5．下料及注浆5.1下料由1#孔井口下入适量的孔径适中的碎石子、沙，然后下钻至孔底，用清水循环，以便将石子、沙冲平、摊匀。然后从钻具注入适量的单夜水泥浆或双液浆。如此反复多次，最后在巷道内形成一混凝土墙。5.2注浆在2#孔下入止浆塞，位置尽量接近孔底，注入单液水泥浆或双液浆，每次注入量30-50方。在钻进过程中如出现较大漏水或遇到破碎带，将采取注浆堵漏措施。6、工程量及工程质量6.1工程量钻探工程量500m钻孔两个，计钻探1000m。马鞭山8下料：设计下入碎石子、沙子300方。注浆量：计划注入单液水泥浆800方。双液浆200方。预计主要材料用量表表3材料名称用量规格备注水泥1000TPO42.5水玻璃200T36—40Be碎石子、沙500方适中φ325套管30mφ325×8mmφ245套管30mφ245×8mmφ219套管485mφ219×8mmφ168套管300mφ168×8mm6.2工程质量6.2.1钻孔质量两钻孔全部是直孔施工。全孔偏斜不超过4‰,钻孔沿巷道垂直方向偏斜不能超出巷道断面，且尽可能靠近巷道中部。钻孔轨迹应圆滑，以便套管下放，禁止钻孔大角度定向钻进。6.2.2钻孔测斜全孔采用JDT-6型(或JDT-5型等)陀螺仪测斜，基本测点间距30-50m，定向孔段要加密测点，发现钻孔偏斜超限或偏向不利时，要及时采取定向纠偏措施。6.2.3注浆质量以形成堵水墙为施工目的。工程质量双方合同约定巷道迎头注浆后剩余水量不大于10m3/h。7制浆与注浆7.1注浆站的布设在井盘附近适宜位置建造一整套制、注浆系统。建造一套30×20m的注浆泵房和水泥库房；布设两套单液水泥浆制作系统；建造一个容量不小马鞭山9于40m3的水玻璃池；建造其它配套设施。7.2制浆7.2.1单液水泥浆（1）配制流程（一级搅拌池）定量加水→开动搅拌机→加入定量水泥→（二级搅拌池）定量加入添加剂→连续搅拌均匀即可注入孔内。（2）浆液配比水和水泥的用量（水灰比）依注浆段吸水率而定，常用的水灰比为1:1、0