1、工程概況

生建煤礦位于焦廟鎮(zhèn)，設計生產能力0.45Mt/a,采用立井開拓方式,凍結法施工,主井筒深567.5m,其中凍結段483.7m,基巖段83.8m,設計井筒凈直徑4.5m,基巖段壁厚350～1000mm,砼標號C30,主井套砌內壁結束后,先進行工作面排水、清淤泥工作,接著進行打鉆探水及工作面預注漿工作。

2、地質及水文條件

（1）地質情況

基巖段起止標高-457.78～-567.5m,地層為二疊系。二疊系地層上部為風化帶,厚度26.72m。在-490.21～-496.8處為一層厚6.59m破碎帶。基巖段通過巖性為粉砂巖6.51m，粉砂巖70.7m。

（2）水文情況

主井井筒檢查孔共打兩個鉆孔。一號鉆孔全孔進行了系統(tǒng)簡易水文觀測并詳細記錄泥漿消耗量，在孔深482.19m～-490.21m處泥漿消耗量大，最大漏失量0.6m³/h，未作抽水試驗。

二號鉆孔全孔進行了系統(tǒng)簡易水文觀測并詳細記錄泥漿消耗量，全孔泥漿消耗量0～0.2m³/h之間變化。

含水層：檢2號共揭露4個含水層組。第四系含水層組、第三系含水層組、基巖風氧化帶含水層、基巖含水層。

其中472.51～-530.00m為基巖含水層。巖性為粉砂層，巖芯完整，基本不含水，鉆進過程中沒有發(fā)生漏水現(xiàn)象。但是與檢2號孔相距大約100m的檢1號孔鉆進過程中，此層位曾經漏水。所以風氧化帶下部的基巖含水性較弱，但在裂隙帶中含有一定的裂隙水。

3、技術準備

（1）組織技術與管理人員認真學習技術措施。

（2）開工前對技術人員，管理人員及施工人員做好技術交底。

（3）組織測量對標高進行復核校驗。

4、施工隊伍

施工隊由原施工表土段的濟西主井隊及機運隊抽調技術素質好、經驗豐富的人員進行工作面預注漿施工，作業(yè)前對所有施工人員按ISO9002標準及ZM71/QP418-1999《培訓控制程序》要求組織學習培訓。

5、設備、材料準備

（1）預注漿施工所用鉆機、注漿機、排水泵、攪拌機等設備進行全面維修、調試、試運轉。

（2）按附表2所列的打鉆、注漿施工所需設備、配件、材料消耗表進行配置。

1、注漿孔數(shù)

根據(jù)主井井筒凈直徑及井筒所要穿過地層的水文地質情況，確定8個注漿孔，孔與孔互相夾角45o,同心圓等距離布置,孔間距1.413m，孔徑90mm。

2、布孔圈徑

布孔圈徑為Ф3.6m,孔中心線距井壁450mm。

3、注漿材料

采用單液水泥漿為主,適時采用水泥---水玻璃雙液漿。

選用新鮮32.5R普硅水泥；水玻璃模數(shù)為2.8～3.1，其濃度為38-40Be；工業(yè)級三乙醇胺和工業(yè)食鹽。

4、漿液注入量

根據(jù)孔內實際情況,預計漿液注入量按公式V=AπR²Hηβ/m計算

式中：A---表示漿液損失系數(shù),取A=1.5；

R---表示漿液擴散半徑,R取8m；

H---表示注漿段高,85m；

η---表示巖層裂隙率,3%；

β---表示漿液在裂隙內的有效充填系數(shù),取0.9；

m---表示漿液結石率,取m=0.85；

經計算:V=813.9m³

按漿液水灰比1:1計算水泥用量為813.9×0.75=610.4t,水玻璃約需20t,三乙醇胺需610.4×0.5%=3.05t,食鹽約需30.5t。

5、漿液起始濃度及其調整

漿液起始水灰比為1:1;隨著注漿壓力的變化,水灰比可調整為0.8:1,0.6:1。

使用雙液漿時,水泥水灰比為1:1,水泥漿和水玻璃漿的體積比為1.5:1～1.5:0.5。

注漿過程中漿液濃度應先稀后濃遂級調節(jié)，調整步驟為:當某一級濃度的漿液注入20～30min后,吸漿量不減或者壓力不升時,提高一級漿液濃度,當漿液濃度提高到0.6:1時,仍不見升壓,應及時改注雙液漿。

注漿以單液為主、雙液漿作為最后封孔。

在壓水實驗時,如果泵量為200L/min、泵壓低或無壓力時,應考慮注雙液漿。

6、注漿段高

根據(jù)主井基巖段深度為83.8m,基巖含水層標高為472.51～530.00m,本次注漿段高初定為94m,一次注完。

7、注漿方式

本次注漿采用下行式注漿，遇水就注，再掃孔復注直至終孔位置。

在鉆眼時，若孔內出水或巖層松散，無法鉆進時則停鉆，撤鉆桿鉆機，進行注漿，待注漿結束再開孔，依次循環(huán)鉆進、注漿。

8、注漿壓力

注漿壓力的大小，直接影響漿液的擴散距離，經測試該段靜水壓力為4Mpa,注漿終壓

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取靜水壓力的3倍,本次注漿終壓取12Mpa。

9、注漿結束的標準

注漿施工為隱蔽性工程,為保證注漿質量和堵水效果,每一孔段注漿都必須達到終壓、終量和注入量的設計要求。在達到設計終壓后，泵的流量在50～60L/min，穩(wěn)定20～30min，才可結束該孔段的注漿。

在8個注漿孔全部施工結束后，利用中間排水孔打鉆孔，估算井筒涌水量，如井筒涌水量小于10m³/h，可結束注漿；若大于10m³/h，則采用打分支定向孔的辦法進行補充注漿，確保開鑿基巖段時，涌水量小于10m³/h。

1、止?jié){墊的注漿加固

（1）止?jié){墊厚度??

止?jié){墊厚度參照公式Bn=P_Or/[ó]+0.3r計算,經計算止?jié){墊厚度為2.2m。

（2）止?jié){墊在凍結段套壁之前與外壁同時施工1.2m，套壁結束后又施工1m，止?jié){墊總厚度2.2m砼標號C₅₅。由于迎頭出水，打止?jié){墊時，先鋪了一層碎石濾水層，預埋一個Ф219排水管，打鉆之前利用Φ219排水管對止?jié){墊進行注漿加固，如止?jié){墊漏水時采用雙液漿封堵，利用排水管對止?jié){墊加固無效果時,可采用1#～8#孔口管打鉆對止?jié){墊進行注漿加固。

2、孔口管的安裝

孔口管采用Ф108無縫鋼管，每根長度為2.950m,外焊螺旋筋,采用Ф131鉆頭打眼,砂漿封實,按圖1及圖2位置、深度預埋孔口管8根?？卓诠苌虾阜ㄌm盤，法蘭盤上連接高壓球閥，鉆具通過高壓球閥鉆進。

3、鉆機的布置

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鉆機選用SGZ-IA型，安裝在工作盤上，工作盤下面用6根Ф100mm、長2.4m鋼管等距離布置作支撐。另外為防止鉆眼時工作盤晃動，用手拉葫蘆配鋼絲繩索固定于孔口管上。工作盤距迎頭以2.4m為宜。

吊盤松至距工作面8m左右，利用吊盤懸掛滑輪，提升鉆桿。

鉆機固定①鉆機底盤與工作盤用M12螺絲連接固定；②用手拉葫蘆配繩索，固定于孔口管上。鉆機固定前應校對位置，保證懸吊點與鉆桿中心及孔口管中心保持一致。

表1?? SGZ-IA型鉆機技術參數(shù)

4、注漿設備

注漿使用一臺日本HFV-C型液壓驅動注漿泵,流量為0～200L/min,最大壓力21Mpa。