-400m水平分区隔离系统注浆加固工程综合报告(1)

淄矿集团公司许厂煤矿-400m水平分区隔离系统注浆加固工程竣工报告编制单位：中煤第三建设（集团）有限责任公司二十九工程处编制时间：二OO九年十二月2工程项目名称：-400m水平分区隔离系统注浆加固工程工程施工单位：中煤第三建设（集团）有限责任公司二十九工程处报告编制单位：中煤第三建设（集团）有限责任公司二十九工程处编制：项目负责：审核：经理：总工程师：报告提交时间：2009年12月3目录第一章工程概况第二章工程施工设计第一节施工设计第二节布孔原则第三节钻孔布置第四节钻孔结构第三章工程设计变更第一节第一段变更设计第二节第二段变更设计第三节第三段变更设计第四节第三、四段补孔变更设计第五节第八段变更设计第六节第八段检查孔和验证孔设计第七节第五段检查孔设计第八节变更后的工程量第四章钻探施工第一节钻探机具第二节施工顺序第三节钻孔施工第四节钻探质量控制第五章注浆施工第一节注浆机具与布置第二节注浆工艺、注浆段高的确定第三节注浆材料及配比第四节注浆压力第五节注浆施工第六节单孔注浆结束标准第七节注浆质量控制第六章安全技术保障措施第七章成果总结第八章问题与建议附：1、-400m水平分区隔离系统注浆加固工程平、剖面竣工图2、-400m水平分区隔离系统帷幕注浆加固工程施工工程量及技术参数表3、-400m水平分区隔离系统帷幕注浆加固工程单孔验收单4、-400m水平分区隔离系统帷幕注浆加固工程钻探原始记录表4淄矿集团公司许厂煤矿-400m水平分区隔离系统注浆加固工程竣工报告第一章工程概况矿井主要承压含水层十下灰，为导水性较好的透水层，下组煤-400m水平各采区（包括1160采区、2160采区、3160采区）一旦突水，防水闸门难以阻止矿井充水通过十下灰渗入而造成生产系统被淹。为此设计治理目标层为十下灰含水层，在下组煤-400m水平周围实施注浆帷幕，把十下灰含水层改造为隔水层。联合各采区水闸门共同抵御各采区突水的侵入，尽可能减轻下组煤-400m水平生产系统遭受淹没的威胁。一、注浆加固层位：主要为十下灰及以浅破碎层段。二、注浆加固工程范围：下组煤-400m水平分区隔离系统加固工程应包括-400m水平生产系统四周及1160、2160和3160等3个采区可能通过十下灰可能充入-400m水平生产系统的范围。鉴于下组煤-400m水平实施分区开采，先1160、再2160、最后3160顺序安排采掘工程，所以下组煤-400m水平分区隔离系统加固工程可以分期分步实施，但不管分区开采进入哪个阶段，必须将各采区可能突水而通过十下灰进入的充水通道进行帷幕注浆封堵，始终保证生产阶段下组煤-400m水平安全。根据设计要求，受许厂煤矿委托，我单位承担了本次下组煤-400m5水平分区隔离系统加固工程施工任务。工程于2009年4月开始筹备，5月1日正式施工，于2009年12月1日施工结束，历时8个月，累计施工钻孔106个，钻进工程量4307.78m，注入水泥242.95t，下设Φ89mm孔口套管2072.8m。第二章工程施工设计第一节施工设计在-400m水平外围巷道（-400m水平外围巷道主要包括-400m水平外水仓、-400m水平轨道大巷、-400m水平回风大巷及绕道、-400m水平清淤巷）布置钻孔（设计工程量9段/96个孔/3316m），对十下灰含水层进行注浆加固封堵形成闭合帷幕带隔离，保证-400m水平各系统的安全。第二节布孔原则-400m水平分区隔离系统注浆加固工程共布置9段/96个孔/3316m对十下灰含水层进行注浆加固。为保证注浆浆液能充满、充实注浆层段，根据我矿多年钻注经验（-400m水平十下灰裂隙发育），预期注浆扩散半径为8.0m，为确保隔离的充填效果，经计算钻孔平面投影最小间距为9.0m。开孔在十下灰顶板的钻孔均钻进距十下灰含水层底板1m（垂直距离）终孔，第七段、第八段钻孔采用每间隔1个孔穿过十下灰底板终孔。开孔在十下灰含水层中的钻孔均钻进距十下灰含水层顶板1m（垂直距离）终孔。注浆（改造）加固后，使-400m水平外围巷道以外形成帷幕墙，堵截水闸门前方奥灰来水威胁1160采区水闸门外各巷道；第一段、第二段、第三段主要对-400m水平水6闸门外50m段防水煤（岩）柱进行注浆加固。钻孔布置详见-400m水平分区隔离系统注浆加固工程平、剖面布置图。第三节钻孔布置1、-400m水平分区隔离系统注浆加固第一段钻孔布置在-400m水平皮带暗斜井终端处左帮，共布置5个孔，钻探工程量199m。2、-400m水平分区隔离系统注浆加固第二段钻孔布置在-400m水平皮带暗斜井停头处正前方，共布置8个孔，钻探工程量412m。3、-400m水平分区隔离系统注浆加固第三段钻孔布置在-400m水平仓底检修道F#导线点以下29m右帮处，共布置5个孔，钻探工程量184m。4、-400m水平分区隔离系统注浆加固第四段钻孔布置在-400m水平清淤巷施工道E#导线点右帮处，共布置5个孔，钻探工程量116m。5、-400m水平分区隔离系统注浆加固第五段钻孔布置在-400m水平回风绕道D#导线点处，共布置7个孔，钻探工程量284m。6、-400m水平分区隔离系统注浆加固第六段钻孔布置在-400m水平外水仓S62#导线点以下18m右帮处，共布置5个孔，钻探工程量286m。7、-400m水平分区隔离系统注浆加固第七段钻孔-400m水平轨道大巷段，共布置20个孔，钻探工程量612m。8、-400m水平分区隔离系统注浆加固第八段钻孔-400m水平外水仓段，共布置31个孔，钻探工程量786m。79、-400m水平分区隔离系统注浆加固第九段在-400m水平轨道暗斜井底盘处，共布置7个孔，钻探工程量437m。-400m水平分区隔离系统注浆加固工程量合计96孔/3316m。第四节钻孔结构一、根据目前-400m水平已掘巷道区域十下灰含水层水压均小于1.0Mpa的实际情况，钻孔开孔均采用一级结构，即开孔Φ110mm，钻进至十下灰顶界以下0.5m后下设Φ89mm安全孔口套管，注浆固管后换径Φ73mm裸孔钻进至终孔。二、开孔在十下灰含水层中的钻孔，开孔用Φ110mm钻头钻进10.5m后，下设Φ89mm安全孔口套管10.0m，注浆固管后换径Φ73mm裸孔钻进至终孔。第三章工程变更设计第一节第一段变更设计-400m水平分区隔离系统帷幕注浆工程第一段设计变更说明-400m水平分区隔离系统帷幕注浆工程第1段4#孔时，（方位角为88°、倾角为9°），开孔层位十下灰，施工至8.7m，见16上煤，终孔深度40m（8.7m～40m煤），根据资料分析，施工钻孔前方8.5m左右有一约1.90m正断层。为确保第一段帷幕注浆工程质量，经研究，对第1段4#孔再增补一个孔（4-2#孔），钻孔参数为：方位角为88°、倾角为15°。第一段其它钻孔与-400m水平分区隔离系统帷幕注浆工程设计相同。8第二节第二段变更设计-400m水平分区隔离系统帷幕注浆工程第二段设计变更说明-400m水平分区隔离系统帷幕注浆工程第1段注浆钻孔已施工完毕，根据资料分析，施工钻孔前方8.5m左右有一约1.90m正断层。为确保第二段帷幕注浆工程质量，经研究，对第二段钻孔参数进行变更。说明如下：1～4#钻孔：方位角不变、倾角为19°（原设计为12°）、钻孔深度不变。5～8#钻孔：方位角不变、倾角为17°（原设计为12°）、钻孔深度不变。第三节第三段变更设计-400m水平分区隔离系统帷幕注浆工程第三段设计变更说明-400m水平分区隔离系统帷幕注浆工程第三段1#、2#、3#、5#孔现已施工结束，1#、2#、3#、5#孔开孔层位均为16上煤，倾角均为+12°，终孔深度分别为39.21m、34m、36m、42m；2#、3#、5#孔孔深分别在15.2m至20.15m、15m至30m、16.5m至42m为泥质粉砂岩，根据此三个孔揭露情况分析，-400m水平仓底检修道G#导线点以西9.5m有一落差3.5m左右正断层，经研究，为确保第三段帷幕注浆工程质量，对处在断层范围内的第三段4#孔不再施工，对注浆钻孔作适当调整，变更为在-400m水平清淤巷F#导线点以下5m处补充3个钻孔。钻孔参数如下：9孔号倾角(°)方位角(°)孔深（m）1#+2196152#+1228153#-125815合计45钻探、注浆方案与-400m水平分区隔离系统帷幕注浆工程设计相同。第四节第三、四段补孔变更设计-400m水平分区隔离系统帷幕注浆工程第三～四段补孔说明-400m水平分区隔离系统帷幕注浆工程第三段、第四段已施工结束。6月15日集团公司达标检查时对加固注浆工程进行了现场检查，指出第三段与第四段注浆孔距离太远，不能形成帷幕交圈。为确保注浆工程质量，经研究，对第三段与第四段之间增补注浆钻孔，确定在-400m水平清淤巷F#导线点以上15m处补充3个钻孔。钻孔参数如下：孔号倾角(°)方位角(°)孔深（m）A#-1525815B#-1222815C#-1019615合计45第五节第八段变更设计-400m水平分区隔离系统帷幕注浆工程第八段变更说明10-400m水平分区隔离系统帷幕注浆工程第一、二、三、四段已施工结束，目前正在进行第六段和第八段钻探注浆工程施工。第八段布置在-400m水平外水仓，共设计布置31个钻孔，设计钻孔倾角为-26～-58°，其中奇数钻孔均穿过十下灰后终孔。原设计外水仓段巷道拱高2.6m，宽4.6m，可以满足第八段钻探注浆工程施工要求，由于该段巷道施工层位处于十下灰顶板以上泥岩中，巷道底鼓及两帮变形严重，故对巷道进行了铺网砌碹改造处理，砌碹处理后外水仓段巷道设计变更为拱高2.1m，宽3.6m，因此现场实际情况已不能满足第八段钻探注浆工程施工设计要求，钻机安设后，虽根据现场情况将原1.65m钻杆加工成0.8m，但是钻孔倾角最大范围只能调整到-32°，个别钻孔最大调整到-25°，而外水仓已铺网砌碹施工验收完毕，无法进行钻机房施工。通过对第八段钻孔现场实际勘测，除1～5#、13#、28#钻孔能满足原设计施工要求外，其它钻孔均不能满足原设计施工要求，经矿研究确定，要想满足第八段钻探注浆工程施工要求，需对其它24个钻孔倾角、孔深进行调整，调整后方位角维持不变，钻孔个数不变，调整后与原设计比较工程量增加234m，钻孔技术参数见附表。-400m水平分区隔离系统帷幕注浆工程第八段钻孔技术变更参数表孔号原设计倾角(°)调整后倾角(°)方位角(°)原设计孔深（m）调整后孔深（m）1#-38-389336362#-38-386733333#-46-461531314#-48-483452929115#-58-5830126266#-45-3225929377#-47-3225930418#-45-3225928379#-47-32259304010#-44-32259283611#-46-32259293912#43-32259283613#-32-32244383814#-43-32230283515#-45-25198294216#-46-32173263517#-48-32173273618#-43-32173263319#45-32173273420#41-32173253021#-41-32173263222#-37-32173252923#-39-32173253024#-35-32173242625#-37-32173242826#-34-32173232527#-37-32173242828#-26-2615630301229#-37-32132232830#-37-32104222431#-36-25802636合计7861020第六节第八段检查孔和验证孔设计根据集团公司8月份隐患排查会议要求，第六、八段单孔出水大、注浆量小，经研究选择第八段单孔出水量较大钻孔进行扫孔验证和补打检查孔，其中8-21#注浆钻孔单孔出水量为27.1m3/h，注入水泥2.8t；8-25#、8-27#注浆钻孔单孔出水量分别为22.42、27.5m3/h，分别注入水泥1.15、1.40t，依据均匀布置的原则，对8-21#注浆钻孔进行扫孔验证和