港里第一次工作面注浆总结

港里1#矿体进风井井筒第一次工作面探水预注浆效果评价中煤五建三处第七工程项目部2011年5月24日1港里1#矿体进风井井筒第一次工作面探水预注浆效果评价一、工程概述港里铁矿位于莱芜市城北8至12km处，勘察钻孔位于莱芜市张家洼港里铁矿边缘，口镇以南，港里村东侧，汇河两岸，交通较为便利。进风井距离莱新铁矿的2#副井13.521km，该矿的进风井距离回风井约818.2m。港里铁矿设计进、回风井两个井筒，井筒均采用普通钻爆法施工，其中回风井表土段采用旋喷法通过。根据《鲁中冶金矿业集团公司港里铁矿进、回风井井筒基岩段工作面探水、注浆施工组织设计》及项目部施工计划，按照4月29日探水注浆专题会议纪要，为确保进风井井筒施工安全及施工质量，待井筒掘砌垂深230.4m后，暂停井筒掘砌，进行第一次工作面探水预注浆施工，注浆垂深231～331m，探注段高为100m。二、地质概况：本次探水注浆所穿过地层如下所述角砾岩：236.5～243.7m，层厚7.2m：灰～灰绿色，角砾状结构，裂隙发育，角砾母岩成分主要为灰岩及闪长岩，角砾呈棱角及次棱角状，直径一般10～40mm，最大80mm，为泥质及砂质胶结。岩芯多呈柱状，少呈块状，岩芯采取率100%，RQD78%。破碎带：243.7～245.7m，层厚2.0m：杂色，岩芯呈碎块及砂土状，可见灰岩角砾，岩芯采取率约80％。微晶灰岩：245.7~265.4m，层厚19.7m：灰～青灰色，局部为灰白色，微晶结构，层状构造，主要矿物成分为方解石，裂隙较发育，多充填黄褐色粘土及重结晶方解石，未见溶孔。岩芯多呈块状及短柱状，少呈长柱状，岩芯采取率90％，RQD40％。破碎带：265.4~266.8m，层厚1.4m：杂色。主要成分为方解石，多蚀变，岩芯呈碎块及砂土状。花岗闪长岩：266.8~278.1m，层厚11.3m：灰红色，花岗结构，块状构造，主要矿物成分为正长石、斜长石及角闪石，裂隙很发育。其中266.8～268.2m、274.4～276.8m、277.4～278.1m岩芯多呈块状，少呈柱状，其他地段岩芯多呈柱状，少呈块状。岩芯采取率95％，RQD27％。268.6～269.0m为青灰色短柱状微晶灰岩。2微晶灰岩：278.1~296.3m，层厚18.2m：青灰色，微晶结构，层状构造，主要矿物成分为方解石，裂隙较发育，多充填黄褐色粘土及重结晶方解石，未见溶孔。岩芯采取率90％以上。其中278.1～279.1m岩芯呈碎块状；279.1～280.5m岩芯呈灰绿色，块～短柱状；280.5～280.8m为灰绿色蚀变闪长岩；280.8～281.6m岩芯呈碎块状，少呈短柱状；281.6～282.9m岩芯多呈柱状，少呈块状，RQD约70％；282.9～283.7m岩芯呈碎块状；283.7～290.6m岩芯多呈块状，少呈长柱状，RQD13％，偶见溶孔，直径5～10mm，充填红褐色粘土；290.6～292.7m岩芯多呈柱状，少呈块状，RQD29％；292.7～294.0m岩芯呈碎块状；294.0～296.3m岩芯多呈柱状，少呈块状，RQD80%。变质闪长岩：296.3~297.9m，层厚1.6m：灰褐色，粒状结构，块状构造，矿物多蚀变，主要矿物成分为长石及角闪石，裂隙很发育，岩芯多呈柱状，少呈碎块状，岩芯采取率95％，RQD60%。微晶灰岩：297.9~318.9m，层厚21.0m：灰～青灰色，微晶结构，层状构造，主要矿物成分为方解石。其中297.9～310.3m裂隙很发育，多充填黄褐色粘土、重结晶方解石及蚀变闪长岩，岩芯多呈块状，少呈柱状，岩芯采取率约90％，RQD14％；310.3～318.9m裂隙发育，多充填黄褐色粘土及重结晶方解石，岩芯多呈柱状，少呈块状，岩芯采取率96％，RQD50%。闪长岩：318.9~320.8m，层厚1.9m：灰白色～灰黄色，局部呈杂色，粒状结构，块状构造，主要矿物成分为长石及少量角闪石，裂隙很发育，岩芯多呈长柱状，少呈块状，岩芯采取率98％，RQD95％。辉长岩：320.8~323.8m，层厚3.0m：灰绿色，局部呈灰褐色，辉长结构，主要矿物成分为长石及辉石，裂隙很发育，岩芯多呈碎块状，少呈柱状，岩芯采取率90％，RQD25％。变质闪长岩：323.8~327.1m，层厚3.3m：灰白色，粒状结构，块状构造，主要矿物成分为长石及少量角闪石，裂隙很发育，岩芯多呈碎块状，少呈柱状，岩芯采取率95％，RQD17％。辉长岩：327.1~330.4m，层厚3.3m：灰绿色，辉长结构，主要矿物成分为长石及辉石，裂隙很发育，岩芯部分呈碎块状，部分呈柱状，岩芯采取率90％，RQD50％。变质闪长岩：330.4~331.6m，层厚1.2m：灰红色，粒状结构，块状构造，主要矿物成分为正长石及角闪石，裂隙很发育，岩芯多呈碎块状，少3呈柱状，岩芯采取率95％，RQD25％。四、水文地质概况本次探水预注浆主要通过含水层为石炭系基岩裂隙含水层，含水层位于井筒垂深241.4～411.1m，厚169.7m，涌水量26.66m3/h。第三系地层为盆地内主要隔水岩层，由于第三系隔水层较厚，厚度达到约237.3m，所以地表水和第四系水与基岩裂隙水水力联系较弱。根据水位变化和区域水文地质条件，确认岩层含水段为承压含水层。根据设计要求，针对进风井岩层进行抽水试验。抽水试验成果见下表。进风井基岩裂隙含水层抽水试验成果表钻孔直径91mm静止水位198.7m水温13°提水试验起止时间自2008.2.18水位变化S154.4m涌水量Q10.18L/s至2008.2.19水位变化S272.2m涌水量Q20.22L/s单位涌水量q13.31×10-3L/s.m渗透系数K10.1074m/d平均渗透系数Kcp0.1501m/d单位涌水量q23.30×10-3L/s.m渗透系数K20.1928m/d选用公式0.366(lg/)QKRrMSKSR10基岩裂隙水涌水量计算公式选取：Q=2лKSr（承压水井底进水非完整井）式中：K=0.1501m/d；S=411.1-241.4=169.7m；r=4.0m。涌水量：Q2=2×3.14×0.1501×169.7×4.0=639.86m3/d=26.66m3/h结论：进风井总涌水量：Q进=Q1+Q2=26.664m3/h。四、探水注浆情况本次探水注浆于5月7日进行平台搭设，埋设孔口管，铺设止浆垫施工，止浆垫厚度3.1m，砼标号C40。利用止浆垫凝固期间，进行壁后注浆，对井筒局部出水点进行封堵。5月12日进行孔口管开孔、试压，试压完成后注浆，截止05月24日，累计施工18天。本次探水注浆设计布置4个探注孔，1#布置在井筒北面，按顺时针编钻孔序号，分别为1#、2#、3#、4#。本次注浆施工在工作面施工搭设工作平台，利用井壁固定2台ZDY650型液压钻机及两台QKZ-100B型潜孔钻机进行造孔作业，通过地面注浆机及4井壁吊挂管路进行探注的施工方法，其具体施工情况如下：1、完成工程量（截止05月24日）⑴第一次工作面累计造孔13次，造孔进尺200m，单液浆347.15m3，水泥214.6T，食盐1089.8kg，三乙醇胺108.98kg。⑵单孔工程量如下：1＃：试压1次，探水1次，探注1次，造孔进尺49m，注入单液浆21.343m3，水泥13.95T，食盐70.8kg，三乙醇胺7.08kg。2＃：试压1次，探水1次，探注2次，造孔进尺60m，注入单液浆104.395m3，水泥68.1T，食盐345.5kg，三乙醇胺34.55kg。3＃：试压1次，探水1次，探注1次，造孔进尺43m，单液浆123.004m3，水泥88.35T，食盐448.8kg，三乙醇胺44.88kg。4＃：试压1次，探注2次，造孔进尺48m，注入单液浆76.017m3，水泥44.2T，食盐224.7kg，三乙醇胺22.47kg。2、探水情况本次注浆钻孔钻进最大段高为24m。1#～4#孔钻进深度达到16～18m段时均出现塌孔、卡钻现象，根据跟班技术员对岩性的收集判断，此层位为破碎带，与施工单位所提供地质资料基本相符，截止5月24日，所探注各孔均未出现涌水现象。3、注浆情况第一次注浆于2011年05月13日开始，每次注浆前，按照施工工艺要求需对探孔先压入一定量的清水，以冲刷孔壁上残留的岩粉及岩石裂隙中的残留物质，增强裂隙的导通性，以便提高注浆封水效率。各钻孔注浆过程均按设计配比2：1至0.5：1进行，已探注段高注浆情况基本正常。五、注浆效果分析1、根据注浆规范要求注浆结束标准如下：⑴各注浆孔的注浆压力达到设计终压值，注入量小于50～60L/min，稳定20分钟以上。⑵注浆结束时，浆液的水灰比不低于1:1（即1:1浆液或更稀）。⑶浆液的注入量基本达到设计要求。2、进风井井筒第一次探水注浆设计工作面注浆压力6.5～8.3MPa，实际施工各孔最后一次注浆终压如下：1＃孔：7.8MPa；2＃孔：7.5MPa；3＃孔：6.5MPa；4＃孔：8.0MPa。53、各孔注浆结束时浆液水灰比及压力（截止05月24日）孔号次数日期终压Mpa水灰比最后一次涌水量备注1＃12011.05.217.80.75：102＃22011.05.227.50.75：103#12011.05.176.50.75：104＃22011.05.228.00.75：104、港里进风井井筒第一次工作面探水预注浆设计段高为100m，实际探注最大段高为24m,各孔均未出现涌水现象。六、存在问题港里铁矿进风井井筒在第一次工作面探水、注浆施工过程中遇到了钻进速度慢、破碎带卡钻、塌孔等多项难点并采取了更换钻机、反复注浆加固破碎带等措施。根据5月22日“港里铁矿进风井井筒防治水技术专题会议纪要”，下步施工先恢复井筒掘砌工作，充分考虑破碎带施工方案，待破碎带施工完成后，在工作面采取边探边掘的施工方案，在掘进过程中提前准备好破碎带临时支护材料，确保排水设备、管路完好，保证井下排水能力及安全。附图表：1、港里项目部进风井井筒第一次工作面探水注浆钻孔平面布置图。2、港里项目部进风井井筒第一次工作面探水钻孔打钻资料汇总表。3、港里项目部进风井井筒第一次工作面探水钻孔注浆料汇总表。4、港里项目部进风井恢复井筒掘砌报告。中煤五公司三处第七工程项目部2011年05月24日