工作面注浆堵水措施

第1页石河王铁矿井下工作面注浆堵水方案温州通业建设工程有限公司驻东平百成矿业项目部2011-9-28第2页注浆堵水的概念中间对注浆堵水的几个概念进行解释：1、注浆堵水现在专业化。有好处。2、注浆充填过程原理：在低速下的沉淀物逐渐使裂隙被充填，所以注浆范围i控制，与注浆速度，浓度都是互相关联的因素。3、注浆过程的原理是注浆机克服水的静压力，挤走水，使浆液压入裂隙、4、注浆扩撒原理：注浆机压力使水流到别处，一般是向上或水平移动，一般不会向下充填，下部被充填的过程是沉淀下沉的距离，所以巷道注浆孔尽可能的靠下部布置。5、在砂中注浆试验：只是局部浆液上翻，不进行水平扩撒或下沉充填。所以对待砂子只有旋喷和冻结及疏干法。这是裂隙中有泥沙不被充填的原因。6、一般的水泥浆液沉淀后总会有一定的缝隙出现，也就是注浆有会有水出现，一般好的效果为90~95%之间。7、特殊方法注浆后可达99~100%的效果。三、注浆的目的：1、堵水。巷道堵水，，，，堵油渤海漏油事故注浆。2、胶结破碎岩层，过破碎带。3、充填，预防渗漏，大坝注浆等。四、注浆堵水的经济效益的探讨1、选用材料经济2、选用方法的经济性，浅孔、深孔、3、预防为主是最佳方法，探水孔。如何探水：第3页开钻探水是目的，必须最大限度的垂直于裂隙、断层和节理构造。目录一、工程概况.........................................................................1二、水文地质概况.....................................................错误!未定义书签。（一）、地形地貌...............................................错误!未定义书签。（二）、地质构造...............................................错误!未定义书签。(三)、场区水文地质条件........................................错误!未定义书签。1、岩层水文地质特征...........................................错误!未定义书签。2、含水层.....................................................错误!未定义书签。3、隔水层.....................................................错误!未定义书签。（四）、地下水的补给、径流和排泄条件..........................错误!未定义书签。（五）、岩层富水特征..........................................错误!未定义书签。（六）、断层及破碎带的水文地质特征............................错误!未定义书签。（七）、地表水和地下水水力联系................................错误!未定义书签。三、治水方案.........................................................................5四、注浆方案.........................................................................6（一）、方案选择...............................................................6（二）、井筒壁后注浆施工方案简述...............................................6（三）、工作面预注浆施工方案简述...............................................8五、注浆设备及材料选择..............................................................11（一）、井筒壁后注浆设备布置..................................................11（二）、工作面预注浆设备布置..................................................12（三）、注浆材料..............................................................12六、注浆孔布置和参数确定............................................................13（一）、壁后注浆孔布置........................................................13（二）、工作面预注浆注浆孔布置................................................13（三）、注浆参数..............................................................15第4页七、浆液材料消耗量估算..............................................................16（一）、井筒壁后注浆量计算.....................................................16（二）、工作面预注浆量计算....................................................17八、主要设备及材料汇总表............................................................18（一）、壁后注浆..............................................................18（二）、工作面预注浆..........................................................18九、劳动组织及施工进度计划..........................................................18（一）、劳动组织..............................................................18（二）、进度计划..............................................................18十、安全技术保证措施................................................................21十一、质量保证措施..................................................................21一、工程概况一、水文地质1.地形、地貌及地表水该区地处东平湖东侧16㎞，地势北西高；南东低，为剥蚀低山丘陵，最高点为矿区西部大王山，标高295.6m。矿区一般标高为50-150m。区域是地表水系属汶河水系，主要干流为大清河，向西注入东平湖。该区距地表水体较远，对矿坑充水无大影响。2.地下水矿区南部的第四系褐黄色砂质粘土、沙砾等、厚度较小，5-15m由于受地形坡降的影响，透水不含水。含水层主要为寒武系灰岩及泰山岩群黑云变粒岩，根据地下水的赋存条件，物理性质及地层岩性等，本区分为：第5页⑴碳酸盐类型裂缝岩溶含水层在矿段南埋藏于第四系松散岩类之下，矿段北部直接出露地表，含水物主要岩性为灰色白云质灰岩，厚层鲕粒灰岩，裂缝岩溶发育，富水性，透水性较好，丰水期水位埋深10-15m，井涌水量500-1200立方米/d,地下为类型为HCO-CaMg型，矿化度小于1g/L.⑵基岩裂缝含水层基岩裂缝水层为寒武系之下的泰山岩群草峪组，主要性质为黑云变粒岩，绿泥石化黑云变粒岩等，矿体赋存其中，本层富水性差，属弱含水层，地下水类型为CL-Ca、Na型、矿化度大于1g/L。⑶地下水补给，经流、排泄条件由于矿区远距地表水体，大气降水为该区地下水的主要来源。矿区西部水北部两面环上，汇水面积较小，地形坡降大。因此，该区地下水主要靠大气降水补给，经济途径较短，以泉水及地下水潜流排泄。⑷矿坑涌水量预测矿区属于水文地质简单的矿床。地质报告是根据梁林铁矿详查和附件开采矿区资料预测本区坑涌水5164立方米/d。最大7747立方米/d（150m中段）。三、治水方案根据对井下现有涌水量的测量，处测得涌水量为20~80.60m3/h。第6页根据水文地质资料的介绍，再加上几十年来生产的经验总结，：1、根据提交的水文地质资料，并结合我们的实际经验，当井筒掘进，预测裸露段涌水量小于6m3/h、提升高度在100米以内时，我们考虑通过潜水泵，将工作面的涌水排至吊桶内，提升到井口排至地表。工作面潜水泵选型根据水文地质资料介绍的最大涌水量m3/日，小时最大涌水量为m3/h，选择山西解州水泵厂生产的型号为QS32-52/4-7.5（流量32m3/h，扬程52m，电机功率7.5千瓦，重量70kg）潜水泵，用于工作面排水（根据工作面涌水量情况，可考虑安装两台）。2、当巷道掘进，预测裸露段涌水量大于6m3/h而小于10m3/h、3.1、施工过程中，根据提供的水文地质资料，在接近含水带或可能与水体有联系的地段，坚持“有疑必探，先探后掘的原则，超前施工探水孔。四、注浆方案（一）、方案选择根据主井地质钻孔柱状图,及钻孔水文资料的结论，前期在涌水量小的时候，工作面预注浆。掘进出水点工程进行工作面预注浆，以解决井下涌水量大的问题。（二）、工作面预注浆和探水施工方案简述1、深孔注浆阶段划分根据地质情况，发现是断层破碎带出现，则需要深孔探水，利用工作面侧面掘进机窝一个，进行50米的工作面钻孔探水，发现较大出水10m³/h以上，则停机进行注浆。如果是分段少量出水情况，将钻孔一直打到设计深度，第7页根据出水情况可分段进行注浆。2、浅孔浆孔根据现有工程地质资料，掘进遇到岩石比较破碎、断层及裂隙水较大的地方，拟采用YT-28凿岩机，钻凿Φ42mm的钻孔，孔深5m，孔距2.5米在工作面周边程15~30°外斜进行打孔，中间可留观察孔2个，利用风动注浆泵进行注浆（注浆孔布置见图1）。在页岩或裂隙明显的地段，钻孔必须尽量垂直裂隙打孔，以提高注浆效果。3、注浆管加工注浆管长度2.5米（可根据工作面节理裂隙发育程度，加长注浆管）；采用φ42×4.5mm的热轧无缝钢管加工，。注浆管外端外壁车马牙扣，以增大与钻孔内壁间的摩擦力，缠麻丝。4、注浆管埋设注浆管埋入钻孔内2000mm，尾部外露长度50mm。注浆管后端口加工成（1.2寸）G3/4″的丝扣以连接G3/4″的球阀。5、注浆方法采用单、双液注浆的方法。6、注浆顺序用高压胶管连接注浆机、孔口球阀混合器形成注浆系统。首先在注浆孔内进行压清水试验，了解裂隙沟通情况，确定可注性。待确定可以注浆的前提下，先注稀浆（浆液浓度2:1），后注浓浆（浆液浓度0.8～1:1），增大单孔吸浆量。封堵注浆采用双浆液浆，水玻璃浓度为25Be´～40Be´；水泥浆液与水玻璃浆液的体积比为1:0.5～0.7，当达到堵水效果后换孔注浆。第8页注浆时要根据压力表表压适当调整注浆流量。注浆结束后当注浆压力达到2.0～2.5倍静水压力，并稳定15分钟后，方可停止注浆。如此反复，直至达到设计要求。注浆效果的检查为：工作面无明显出水量。为保证注浆质量，准确控制凝胶时间及浆液扩散范围，提高裂隙结石率及堵水效果，局部如果漏浆，可进行补孔探水，直到找到较大出水裂隙，直接采