工作面直接堵漏注浆治水技术在含水石英砂岩中的推广与应用.docx

工作面直接堵漏注浆治水技术在含水石英砂岩中的推广与应用临沂矿业集团有限公司凤凰山铁矿筹建处司书波摘要:立井施工在穿过厚层破碎含水石英砂岩时，钻孔难度大，费时长， 存在喷砂、喷泥现象，常规注浆方法升压快、进浆量小，效果得不到保证，对此 类地层治水办法对带水强过后壁后注浆、工作面预注浆、工作面直接堵漏注浆进 行全面技术、经济对比分析，决定推广工作面直接堵漏注浆治水方法此方法具 有施工周期短且技术工艺简单的特点，对复杂地质及水文地质条件下立井快速施 工具有良好的效果关键词：厚层含水层；破碎石英砂岩；伞钻；岩帽；注浆一、 工程概况凤凰山铁矿副井井净直径Φ7.5m,井深1222m,施工到195m处泥 灰岩段出现涌水，涌水量40m3/h,施工到231m处石英砂岩时，涌水量増大到 56.8m3/h,经井壁壁后注浆，井筒涌水量减少到8.2m3/ho石英砂岩段起止深度216-274m,岩层厚度58m,岩层总体走向为北北 东，倾向东；岩石坚硬，粒状结构，块状构造，岩体破碎，工程地质条件差；节 理裂隙发育，裂面不平直，黄色钙质薄膜充填，透水性好，通过察看井检孔岩芯 岩性、井检孔地质柱状图和相邻井筒揭露的水文地质条件，综合分析：副井 231m-274m段含水石英砂岩段，预测井筒涌水量在100m3/ho二、 石英砂岩段治水方案的比较与选择1、工作面预注浆优点：①常规的治水办法，具有成熟的经验；②对深井基岩多层含水层 注浆具有针对性，比较地面预注浆、冻结法可少打钻，缩短施工期，节约成本;缺点:①坚硬的或破碎的岩性打钻速度慢，容易发生孔内事故，工期长； ②对高角度裂隙或裂隙连通性差的地层，需多布孔，造孔工程量大；③钻孔与掘 砌转换工期多，造成矿建窝工；④需施工止浆垫工作台。

2、 工作面直接堵漏注浆优点：①工艺简单，使用正常伞钻造孔，注浆使用吊盘注浆机；②不施 工止浆垫，节约吋间和成本；③矿建工人发现炮眼涌水，直接注浆堵水，不发生 工序转换与窝工；④工作面可多打孔，打眼吋间短，孔径小、耐高压、见效快缺点：①工作面易发生跑浆；②出现涌水量大，砸管不及时，井筒排水 泵量小，易发生淹井3、 不治水强行掘砌，成井后壁后注浆鉴于壁后注浆经验，采用先强过后治水方案，涌水量大，工作条件差, 具有不安全因素，进度缓慢，10-20m/月，混凝土质量得不到保障，麻面多，壁 后注浆上下提升吊盘拆风水管路、打孔、复注，工序复杂，占用人员多，劳动强 度大，注浆周期长，材料浪费严重，井壁承担侧压力大，存在多个隐患4、 冻结法施工井筒已施工到231m,井下空间小，不利于冻结孔施工，冻结管路布设 困难，不适合局部冻结，未提前建设冻结站，需要的准备期长，施工费用高本 井筒石英砂岩的特点是岩石坚硬，潜孔钻机造孔每小班(8h)进尺15-25m,且 时常发生砂粒岩粉埋钻事故；裂隙不联通，裂隙内含细沙，阻碍浆液的扩散，注 入量少、升压快鉴于以上条件，该地层需多打孔，注浆使用高压力，故选择方 案2工作面直接堵漏注浆。

三、注浆流程钻孔工序施工按施工顺序进行钻孔，后序钻孔兼做探水孔注浆工作台 设在下层吊盘，下完注浆管一切正常后开始压水、注浆，浆液浓度按从稀到浓的 原则，吋刻注意压力表读数变化，达到设计终压后，持续20-30min后可停止注 浆每次注浆段高为6m,为保证下序注浆有足够岩帽，每次放炮段高控制在3.5m 以内；下循环施工依据探水结果决定施工方式，若12个6m深探水孔无涌水, 则可直接进行小段高放炮作业，若探孔内有涌水，则先进行炮孔预注浆施工，后进行小段高放炮掘进四、 注浆施工钻注施工应逐一进行，以防注浆吋两孔窜浆降低注浆工效；开始吋先注 水20min以上，而后进行单液注浆，当吸浆量大、压力不上升、浆液注入量大 于：L0m3吋，采用间歇注浆或停止注浆，待注浆结束16h后，用φ32mm钻 头再进行扫孔复注，直至钻孔达到设计注浆结束标准最后应根据各孔注浆的效 果，决定是否需要增加探水注浆孔五、 注浆结束标准1） 各注浆孔的注浆压力达到终压，浆液注入量小于30-40L/min,稳定 时间：单液水泥浆20-30min,水泥■水玻璃双液浆lOmin,可结束该孔的注浆工 作；2） 各注浆孔的涌水已封堵、无喷水，且其涌水量小于施工设计规定。

六、 钻注过程中出现的问题及处理办法1、 工作面发生跑浆：降低注浆压力，采用小流量注浆，同时加大浆液 浓度，配加水玻璃，加快浆液凝结若上述措施效果不显著，则进行间歇注浆2、 注浆孔数确定：初期按设计施工，一序孔注浆结束后，后序孔双号 孔涌水量减量转少的情况下需加密注浆孔数，直到探孔内涌水量小于正常井筒掘 砌施工要求3、 注浆孔孔径小U涌水含泥沙处理：先用高压风冲洗孔底，用清水冲 洗，直至返清为止，若涌砂量大，吋间长，则采取加注浆孔，在相邻孔采取置换 注浆办法4、 细小裂隙、涌水量少、进浆量少采取措施：采用高于静水压2Mpa压 力进行30-60min压水，后采用低浓度低流速的超细水泥进行注浆5、 注浆异常处理：注浆中断时，必须对中断的孔扫孔并进行复注，发 现串浆立即采取措施，将串浆孔上高压球阀关闭，待注浆孔注浆结束后，对串浆 孔进行扫孔、冲洗大量吃浆时，采用降低注浆压力、限制进浆量、加犬注浆浓 度、间歇注浆、水泥■水玻璃双液浆等6、 井壁观察：当注浆压力升高时，注意空帮井壁、永久井壁及岩帽变 化，特别预防空帮井壁掉块事故7、 岩帽漏浆处理：孔口管外壁与止浆岩帽的环形空间有漏水现象时， 除用绵纱、道钉堵塞或用水泥■水玻璃塑胶泥糊堵外，还可用注浆法进行加固和 补强。

七、结束语1、 工作面直接堵漏注浆，可利用伞钻、炮孔及掘进的现有设施，及时 的下管注浆，实现钻孔注浆、爆破、出肝、砌碩一个大的循环系统，即在原有的 循环工序内加入一次打孔注浆程序，纳入正规循环作业系统，便于施工管理注 浆与掘砌的工序转换，伞钻打孔，造孔时间短，每孔约l-2h,注浆约l-4h,每 次段高6m,钻注工期约1天（无水钻孔不注浆，若连续2孔无水，则中间不造 孔），探砌约1天，钻注结束后，直接用伞钻打炮眼，连续进行矿建施工，本段 57m石英砂岩成井用时*30天，每月成井50-60mo2、 对于硬岩含水层、喷砂喷泥含水层，工作面钻机造孔难度大，而需 要钻孔数量多的地层，适合小孔径伞钻打眼注浆，可节省造孔时间3、 对弱含水、裂隙不连通地层，往往几个探水钻孔打不到裂隙上未见 涌水，当井筒爆破后岀现涌水，采用伞钻钻眼，钻孔速度快，可多打眼，全面揭 露含水层，同吋钻孔，无水则作为炮孔，有水则作为注浆孔，有效地防止淹井事 故4、 工作面直接堵漏注浆，对工作面直接跑浆的处理和增人段高注浆虽 然取得了一定经验，但还需进一步探讨、寻求加大注浆段高及高压注浆条件下， 减少工作面跑浆的措施5、 对单层厚度大、高角度裂隙发育、涌水量大的含水层，工作面直接 堵漏注浆，存在一定风险，还需有待理论探讨和试验。

参考文献：⑴中国有色工业协会.GB50653-201H有色金属矿山井巷工程施工规范》.中国计划出版社⑵崔云龙.《简明建井工程手册》.煤炭工业出版社⑶北京建井研究所.《立井井筒施工技术》•煤炭工业出版社作者简介：司书波(1986-),男，2009年毕业于内蒙科技大学采矿工程专业，本科学历，助理工程师，现任凤凰山铁矿工程技术科副科长，从事技术管理工作。