深立井筒凿井高水压工作面防治水实践发表稿

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1、深立井筒凿井高水压工作面防治水实践韩振先王海军黄鹏飞王小红(焦作煤业（集团）新乡能源有限公司河南新乡453633)摘要：随着立井井筒的不断加深，含水层的埋藏深度也在加深，地质条件也较为复杂，水压大、注浆压力及注浆施工难度均较大。如何在较深工作面注浆防治水成为施工中的一大难题。关键词：立井井筒工作面防治水注浆赵固二矿矿井隶属河南省焦作煤业集团，位于河南省辉县市赵固乡，设计生产能力180万t/a,采用立井开拓方式；工业广场内布置主、副、风两个井筒。主、副、风三井筒均有由中煤五公司第三工程处承建。1、工程及地质概况赵固二矿风井井筒净直径φ5

2、.2m，井筒全深：711.5m，井筒表土段和风化基岩段采用冻结法施工，冻结段深度610m。基岩段深度为106.5m。冻结段为双层井壁、双层钢筋砼结构，井壁厚度为950～1650mm，砼强度等级为C40～C70、C90；基岩段为单层钢筋砼井壁结构，井壁厚度为600mm，砼强度等级为C50。井筒基岩段的主要含水层为二1煤层上部砂岩裂隙承压含水层组和太原组上段灰岩岩溶裂隙承压含水层组。二1煤层顶板以上50m范围内的地层，岩性由泥岩、砂质泥岩、砂岩等组成，含水层为细、中、粗粒砂岩，砂岩裂隙一般不太发育，地下水补给条件差，富水性较弱，以消耗静储

3、量为主。预计在二1煤层顶板垂深683.40m～730.87m处，井筒涌水量为60m3/h。为了下一步安全顺利通过基岩段掘砌施工时不受水患威胁，采用了对下部地层进行工作面探水、注浆施工。2、探水、注浆方案赵固二矿风井套内壁结束后先将排水系统形成，接着对止浆垫上部10m范围内井壁进行注浆加固，然后采用ZDY650（MK-3）型煤矿全液压坑道钻机施工探水注浆孔，根据设计要求进行工作面预注浆。工作面预注浆是以封堵砂岩裂隙水为目的，采用人工砌筑砼止浆垫，预埋无缝钢管作注浆孔口管，用钻机在工作面施工注浆孔。地面设一个注浆站，通过地面注浆泵和井壁吊

4、挂无缝钢管，将地面搅拌好的水泥浆液压入注浆孔含水层裂隙中，用来封堵裂隙水。3、注浆工程设计3.1注浆起止深度及注浆方式本次探水注浆段为119.5m（-610m～-729.5m）根据井筒基岩段水文地质条件及钻探设备的施工能力，采用2个段高进行探水注浆（详见表1）；第一探水注浆段高为-610m～-683.4m/73.4m，第二探水注浆段高为-683.4m～-729.5m/46.1m。采用下行压入式注浆，将上段已注浆过的裸孔，经扫孔作为下段注浆的导管，注浆终孔深度超过井筒落底深度10m。注浆方式，全段高下行压入式注浆。钻进过程中，当钻孔涌水

5、量大于5m3/h时，暂停钻进，先注浆封水，钻孔水量减少至5m3/h以下时，恢复钻进至终孔。注浆段高的划分表1注浆段高划分备注段次起止深度(m)段高(m)1-610～-683.473.42-683.4～-729.546.13.2注浆探水孔设计为了节省工期，本着一孔多用的原则，根据含水层的水文地质条件、井筒特征、类似工程的施工经验先布设6个钻孔，1#孔布置在井中正北方向，顺时针编钻孔序号，其余钻孔均匀布置。钻孔分两组交替施工，单号孔为第一组，先行施工，封堵大的裂隙，双号孔为第二组封堵细小裂隙，并作注浆质量检查孔，其中1#号孔均为初检孔，主

6、要检查水量和地层的岩性，末号孔作为终检孔，检查本次探水注浆的质量。3.3砼止浆垫施工为了节约砼止浆垫的养护时间，3m厚的砼止浆垫（C80）于2007年9月21日在套内壁刚开始时已施工完毕。砼止浆垫施工从垂深610.0m～613.0m。砼浇筑，采用井筒施工的地面砼配制，经底卸式吊桶下料浇注。浇筑要连续施工，加强震捣，砼中掺入水泥重量的3%早强减水剂。3.4打钻平台搭设为了便于钻机的安装、定位和移动，保证探水注浆孔的钻进质量，井筒套壁结束后，在距止浆垫上2.0m的位置施工搭设工作平台，工作平台采用三根Ф108mm钢管搭设,钢管由六个牛腿固

7、定在井壁上。在工作平台的底部另加2个主梁加固工作平台，主梁应与止浆垫连接牢固。在钢管上铺δ=50mm木板。3.5埋设孔口管孔口管采用ZDY650（MK-3）型煤矿全液压坑道钻机按设计钻孔的方位、孔径、倾角固定在井壁上，用Φ130mm冲击钻头钻进，钻进深度4.5m，用压风吹净孔内岩粉，在钻孔内灌满2∶1水泥砂浆，紧接着下入长分别为Φ108mm×4.5m的孔口管，24小时后用钻机扫掉孔口管内水泥砂浆，试压1.5倍静水压力后，均达到合格标准。孔口管选用Φ108mm×4.5mm无缝钢管，孔口上部焊接法兰以便联接高压注浆球阀，以防钻孔时含水层突

8、水造成淹井事故。孔口管高出砼面0.5m。4、钻孔注浆施工4.1注浆前准备工作注浆站布置在井口西面，站内安装2台HFV-C型液压注浆泵，并设置清水池、水泥浆搅拌系统。本注浆站充分考虑现有设备，利用JS1500型搅拌机作为一