立井井筒工作面预注浆安全技术措施 下载本文

宁夏宝丰能源集团有限公司红四煤矿

主井井筒-877m~-955m段工作面预注浆施工

安全技术措施

编制单位:中煤三建二十九工程处 编 制:王庆龙 审 核:陈廷虎

编制日期: 2013 年 5月8日

副井井筒

---m~---m段工作面预注浆施工安全技术措施

第一章 工程概况

一、井筒概况

--煤矿---由公司投资兴建,-----设计研究院设计,设计生产能力----Mt/a,采用立井开拓方式,工业广场布置主、副、风三个井筒。

----煤矿主井井筒工程由我单位承建施工,井筒净径5.5m,全深----m。采用冻结法施工;井筒冻结深度为0~-----m,其中基岩段冻结深度为176m,井深645~962m为非冻结基岩段,采用普通法施工,井壁为单层砼结构,在四含部位井壁为钢筋混凝土结构,壁厚-----mm。目前井筒施工至-----m已完全穿过第四含水层。

二、水文地质情况

根据《------煤矿主井井筒检查孔地质报告》和主井井筒实际施工情况,井筒还有两个含水层没有揭开:第五含水层---~---m,中粗粒砂岩,预计涌水量为---~--- m3/h;第六含水层:----~----m,粗粒砂岩,预计涌水量为---~--- m3/h。各含水层岩性以粗粒砂岩为主,是富水性含水层,出水类型属于微裂缝~孔隙水。参照相邻矿井的施工情况,此次施工的含水层涌水均超过预计涌水量:揭开的单孔涌水最大为---m3/h左右;在施工全断面揭开第五含水层时,井筒涌水为---m3/h左右。

三、编制依据

(1)《煤矿安全规程》

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(2)《煤矿防治水规定》

(3)《---煤矿主井井筒井壁结构示意图》等。

第二章 施工方案

目前主井井筒已掘砌施工至---m,在第四含水层下部临近位置,地层由细、粗粒砂岩构成。由于井壁及工作面淋涌水达到约50m3/h给井筒施工和井壁浇筑质量带来了严重影响,计划提前对下部含水层进行预注浆。根据主井井筒水文地质的赋存状况及四含预注浆后揭露经验,以及结合相邻井筒注浆等情况,制定本次注浆的施工方案:

1、本次注浆设计主要针对一次性完成第五、第六含水层的预注浆工作。但是,考虑到含水层与主井有关硐室的位置关系,在工作面预注浆完成后,根据实际揭露含水层的涌水情况再决定相关硐室的对应施工方案,相关硐室的具体探水注浆施工方案另行编写。

2、井筒通过壁后注浆使涌水量控制在20m3/h以下时,施工止浆垫。在止浆垫内预埋内、外双排注浆孔口管,外圈孔主要负责第五含水层的预注浆工作,同时兼顾第六含水层检查孔;内圈孔主要负责第六含水层的预注浆工作,同时检测第五含水层的预注浆效果。根据前期对本井筒四含水注浆经验,此次注浆仍采用平底圆台形止浆垫以满足注浆压力的需要;浇筑止浆垫时要留设滤水层、滤水桶以及做好排水工作,确保止浆垫的质量。

3、考虑到第四含水层修复的井壁和井壁淋水现象,我单位将在止浆垫浇筑完成和养护期间,对破损井壁进行处理并进行井筒壁后注浆堵水及加固工作,具体施工方案参见壁间、壁后注浆措施。

4、由于预注浆地层以孔隙水为主,裂隙缝-微裂隙缝并存,地层富水性

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较强,水源补给较充分的特征,结合相邻井筒工作面预注浆经验,本次注浆材料设计采用普硅水泥、超细水泥和化学浆液并举,以化学浆液为主,超细水泥为辅,注浆压力取静水压力的2~2.5倍。

第三章 注浆设计

一、注浆段高的确定

结合《---煤矿主井井筒检查孔地质报告》提供的相关数据和参照主井井筒预想地质剖面图可知:目前迎头施工已穿过第四含水层,还未揭露的第五、六含水层岩性均以中、粗粒砂岩为主,是强富水性含水层。设计两圈注浆孔,外圈孔主要对第五含水层进行预注浆,内圈孔在补注第五含水层的同时主要负责第六含水层的预注浆工作,注浆段高划分如下:

井筒含水层 名 称 五含 六含 位 置 ---~---m ---~---m 厚 度 25.3m 5.7m 起止位置 ---~---m ---~---m 注浆段高 段 高 60m 78m 备注 外圈孔 内圈孔 二、注浆材料选择

考虑该段地层以孔隙水为主,裂隙缝-微裂隙缝并存,浆液扩散半径小,结合第一段高注浆施工经验和相邻井筒注浆情况,设计本次注浆材料选用超细水泥液和化学浆进行注浆。

1、超细水泥浆液采用超细水泥与水混合搅拌而成。水泥单液浆水泥采用1250um超细水泥,失效结块的水泥禁用。单液水泥浆水灰比选用2.5:1、2:1、1.5:1、1.25:1、1:1、0.75:1、0.6:1共7个配比。为保证注浆效果,增大注入量,注浆前先压清水洗孔。注浆时,视压水吸水量确定注浆浆液的起始浓度,然后根据压力的变化情况进行浆液配比调换,一般按先稀后浓再稀的

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原则调配浆液。若施工的注浆孔出水量较大,或者注浆时注浆范围内明显出水点及缝隙漏浆严重,可根据现场情况由单液水泥浆调整为水泥-水玻璃双液浆相结合的注浆方式进行,必要时采用双液浆封孔。双液浆配比采用水泥浆水玻璃1:0.5~0.8的体积比注浆。水玻璃选用39~40Be`,M=2.5~3.5为宜。水泥浆现场配制见下表:

水灰比 2.5:1 2:1 1.5:1 1.25:1 1:1 0.75:1 0.6:1 水泥用量(kg) 350 450 550 650 750 950 1100 水(升) 875 900 825 812 750 712 660 制成浆量(m3) 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 2、化学浆液采用改性脲醛树脂和草酸溶液配制。使用时先将乙料与水配成2%~10%的溶液称乙液,乙液的配比可视现场以及地质情况进行调整,在注浆管近端用混合器将甲液和乙液按比例混合,即时注浆。另注意乙液的配制和甲乙料的混合均要均匀,按上述比例混合后的浆料在8min~30min内凝结,但是不同的环境温度会有所影响。浆液凝固时间统计表如下:

序号 1 2 3 4 脲醛树脂(ml) 100 100 100 100 水(ml) 草酸(g) 20 20 20 20 1.5 1.0 0.5 0.25 初凝(min) 2 3 5 9 终凝(min) 9 12 15 20 备 注 根据施工现场,地质、水质不同情况时,可调整配比试验 3、施工过程中,为有效的封堵含水层涌水,更好的达到注浆效果,可采用超细水泥浆液与化学浆液交替使用的方式进行。对施工的钻孔,首先使用

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超细水泥浆液进行注入,如果吸浆量较少、压力升涨过快,则改用化学浆液注入;当单孔注入化学浆液达到20~30m3,注浆压力上升缓慢,浆液注入量无明显减小时,再改用超细水泥进行注浆,直到达到单孔注浆结束标准。两种注浆材料交替使用,可以更好的封堵裂隙,达到注浆效果,还能节约成本。

三、注浆压力的选择

注浆压力是驱动浆液在裂隙中流动、扩散、充塞压实的能量,是控制浆液距离的重要因素之一。考虑该段地层以孔隙水为主,裂缝-微裂缝并存,注浆时对注浆压力要求高,根据以往工作面预注浆经验,并考虑注浆压力对井壁的影响,确保施工和井筒安全,设计注浆终压取静水压力的2~2.5倍。按每百米计算注浆终压如下表,但实际施工时每段钻孔都要实测钻孔静水压力,并根据静水压力计算该段钻孔注浆终压。

名 称 起止位置(m) ---~--- 静水压力(MPa) 9.0~9.5 注浆终压(MPa) 18~23.75 备注 施工时每个钻孔都要实测钻孔静水压力,并根据静水压力计算该段钻孔注浆终压,注浆的同时要密切关注井壁变化情况。 注浆段 四、止浆垫设计

本次施工采用平底圆台形止浆垫,预留粉砂岩作为岩冒,与混凝土止浆垫共同构成承压部分,止浆垫浇筑后预留岩冒长度---m左右,止浆垫上口半径为---m,下口半径为---m。若井筒内涌水量较大时,必须留设滤水层,设计本次滤水层厚度为---m,并做好滤水桶及排水工作,确保止浆垫的浇筑质量。

砼止浆垫设计:本次封底注浆止浆垫设计为平底圆台形混凝土止浆垫,混凝土的强度选用标号C50混凝土。

利用公式计算如下:

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P0r+0.3r B=[δ] 式中:B--止浆垫厚度 m P0--注浆终压

注浆压力取最大23.75 MPa,P0=237.5(kg/cm2) r--井筒净半径 r=2.75m [δ]--混凝土允许抗压强度kg/cm2

[δ]= R/k=(2/3×500)÷2=166.7 (kg/cm2),强度取28d的三分之二。K为安全系数,取2。 R--混凝土的极限抗压强度,砼垫用C50混凝土。

经计算,此段段高的止浆垫厚度为4.74m,本次预注浆止浆垫厚度设计为5.0m。

考虑工作面预注浆时井壁的强度是否能满足注浆终压的要求,经井壁承压

Po(D?2E)2?4h2公式??计算,封底注浆井壁承压经计算?'为56.97MPa,

4E(D?E)??'????该段井壁理论承压计算为???=井壁混凝土强度÷2(取混凝土强度的一半)=25.0MPa,井壁强度不能满足注浆终压要求。(考虑到止浆垫上第四含水层井壁的承压能力,取注浆终压Po=20MPa代入计算)

由于井壁强度不能满足注浆终压要求,采用如下办法阻断注浆浆液对井壁的压力。(1)提高井壁混凝土强度或增加井壁厚度。(2)止浆垫浇筑养护达到强度后对止浆垫及以上---m井壁进行壁后加固注浆,然后再对止浆垫进行耐压试验。

由于井壁已经浇筑完成,我单位将采用第二种办法,对止浆垫及以上---m井壁进行壁后加固注浆。同时,在注浆时设专人时刻观察井壁,出现问题及

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时停止注浆进行处理。

五、注浆孔布置形式

在井筒止浆垫内均匀布置---个注浆孔口管,分两排内外交错预埋:外圈均匀布置---个孔口管作为注浆孔,外圈孔距井壁---m,圈径为---m,孔间距为---mm;内圈均匀布置---个孔口管作为注浆孔,内圈孔距井壁---m,圈径为---m,孔间距为---mm;根据红四煤矿工作面预注浆防治水专家组注浆检查孔不少于4个的意见,将在内外圈注浆孔注浆结束后根据现场实际需要在适当的位置布置检查孔。钻孔达到设计深度后,要确保注浆孔在距各含水层中部井筒荒径外位置的间距不小于---m。所有钻孔都要按设计的径向角布置,检查孔立孔施工。

附:注浆孔布置参数表

名 称 起止位置 (m) 段高 (m) 外圈钻孔 孔数(个) 径向 切向 内圈检查孔 孔数(个) 径向 切向 五含 六含 ---~--- ---~--- 60 78 --- 6° 3° --- 4° 3° 六、注入量估算

结合本矿井地层具体特征及以往注浆的施工经验,由于预注浆地层以孔隙水为主,裂隙缝-微裂隙缝并存,浆液扩散半径小;本次注浆预设计在含水层内形成注浆壁厚度为4m的帷幕,则设计化学浆的有效扩散半径为2.17m;隔水层内设计水泥浆液有效扩散半径为1.0m。 1、隔水层水泥浆注入量采用Q=πR2nHc公式计算:

Q = 3.14*1.02*0.14*29.7*1.2*52 + 3.14*1.02*0.14*41*28 = 1319.36m3(浆液按设计扩散半径扩散的理论需求量) R:浆液有效扩散半径1.1m(以钻孔中心为圆心);

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n:砂层孔隙率,一般取30%~40%,参照主井地层岩性取0.14 ; H:注浆段高,m;

c:修正系数,与浆液、砂层的种类,充填率和浆液消耗有关,一般取 c=1.1~1.3,取1.2。

浆液按设计扩散半径扩散,并且用水灰比为1:1的浆液换算,折合水泥989.52 T。根据主井第四含水层注浆情况和以前相似含水层的注浆经验,理论注入量可能偏高,待实际注入时根据现场实际吸浆量计划分批购进。 2、含水层化学浆注入量采用Q=πR2nHc公式计算:

Q = 3.14*2.172*0.21*25.3*1.2*52 + 3.14*2.172*0.21*5.7*1.2*28 =5496.68m3

R:浆液有效扩散半径2.17m(以钻孔中心为圆心);

n:砂层孔隙率,一般取30%~40%,参照主井地层岩性取0.21 ; H:注浆段高,m;

c:修正系数,与浆液、砂层的种类,充填率和浆液消耗有关,一般取 c=1.1~1.3,取1.2。

根据理论计算,需要化学浆混合液5496.68m3;化学浆按2:1混合需脲醛树脂3664.45 m3,密度按1.23×103kg/ m3,大约需要脲醛树脂4507.27T;需草酸溶液1832.23m3,草酸按浓度0.64%计算需草酸11.73T。

注入量估算仅适用于理想状态,最终材料消耗需要根据现场钻孔实际吸浆量来确定,最终实际注浆量以现场实际签证为准。

七、装载硐室探水注浆

装载硐室设计位置在五含的下端(设计装载硐室上口进入含水层---米),

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井筒施工到装载硐室上口时停止掘进,在井筒和装载硐室连接处设计六个探孔,对装载硐室周围五含的赋水情况进行探查,根据探查结果确定注浆堵水方案。装载硐室探水孔和注浆堵水设计措施另行补充。

第四章 工程施工及相应的技术要求

一、预埋孔口管施工

在每段混凝土止浆垫浇筑前预埋---根(外圈孔---个+内圈孔---个+检查孔暂不设)孔口管,孔口管设计采用Φ108mm×6×6000mm无缝钢管加工制作,上端焊接4寸高压法兰盘。预埋孔口管埋深为5.5m,上端露出止浆垫外0.5m。 预埋孔口管时,要根据每个钻孔设计角度对孔口管进行固定;为防止钻孔偏斜,钻孔的方位角要由专业技术人员进行操作,预埋过程中要及时校对准确,然后用Φ20mm螺纹钢筋一头锚固在井壁内,一头焊接在孔口管上,孔口管与孔口管之间也使用Φ20mm螺纹钢焊接牢固。同时,预埋的孔口管两端要采用彩条布封闭,防止预埋时操作不当,误将铁质器械掉入孔口管内。 浇筑止浆垫时,要确保孔口管不晃动,孔口管壁外混凝土要捣匀、捣实,保证孔口管埋设牢固;若孔口管出现位移,要及时进行纠偏。浇筑的混凝土达到强度后必须对预埋孔口管进行耐压试验,试验压力不小于注浆压力。

二、止浆垫浇筑施工

止浆垫砼设计采用标号为C50的混凝土。浇筑混凝土前,严格按照设计孔位预埋Φ108mm×6mm无缝钢管,并且做好对搅拌机、灰罐的检修工作保证一次性浇筑完成。浇筑混凝土时要保持连续不得中断,工作面要用振动捧分层振捣;同时,应防止孔口管位移或偏斜。为防止止浆垫与井壁间注浆时漏水漏浆,要求止浆垫层与井壁重叠1.5m。考虑到止浆垫在注浆压力过大时

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发生上移,我单位将利用Φ20mm螺纹钢筋对孔口管进行锚焊。混凝土浇筑时,要在地面进行混凝土配制,经底卸式吊桶下料浇筑。浇筑要连续施工,一次性浇筑完成。

若井筒内涌水量较大(≧---m3/h),浇筑止浆垫前要设置滤水层。井筒掘砌排水到位后,在井筒中部设1个Φ500×8×6000mm的滤水桶,利用排水泵进行排水。滤水桶固定后在矸石层上再铺设1.1m厚的石渣作为滤水层,滤水层上铺设一层防水雨布,防止灰浆流失,然后浇筑止浆垫。当井壁淋水较大时,要安装导水管或截水槽进行集水和排放到滤水层,以保证止浆垫浇筑质量。

止浆垫加固注浆:止浆垫浇筑凝固7天后,必须对止浆垫及止浆垫与井壁的接茬处进行加固注浆(包括了四含段井壁段的处理)。

1、止浆垫以上25m井壁壁后充填加固

具体施工方案参照《---煤矿主井井筒壁间壁后注浆安全施工技术措施》,并且要严格执行其中的各项技术措施,确保止浆垫以上25m井壁强度符合施工要求。

2、止浆垫加固注浆

选择对称交叉的4个内圈预注浆钻孔,采用Φ73mm钻头钻进至止浆垫底板,按照注浆施工中的各项要求对止浆垫进行加固,确保浇筑的止浆垫和下部岩层形成整体,也有效的阻断注浆浆液对井壁的受压,注浆压力设计为静水压力2.5倍。

3、止浆垫耐压试验

选择对称的4个外圈预注浆钻孔,采用Φ73mm钻头扫孔至6.5m,进行

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清水耐压试验,试验压力设计为注浆终压。若耐压试验不合格,则反复注浆、试压,直至钻孔耐压试验合格,即可认定止浆垫耐压试验合格。

三、钻探施工

钻探设备采用2台SGZ-ⅢA型液压钻机,配Ф50×6×1500 mm地质钻杆,钻头采用Ф73mmPDC复合片无芯钻头,设计全部清水钻进施工。利用悬挂的临时吊盘作为打钻工作平台,在金属模板的四个方位设固定牛腿,将临时吊盘固定在牛腿上,工作台固定要牢固、稳定,并操平找正。将钻机按设计的方位、孔径固定在打钻工作平台上。

探水施工前,孔口管必须打压试验合格并安装高压阀门,以防钻进时含水层突然涌水造成突水事故。钻进施工过程中技术要求如下:

1、每段预注浆钻孔施工遵循先内后外,对称施工的原则,最后施工检查孔。

2、钻进过程中,若钻孔涌水量超过10m3/h,则停止钻进,关阀进行注浆。孔内浆液凝固达到强度后,再继续钻进施工,若孔内出水再超过10m3/h, 则反复扫孔→钻进→注浆,最后达到注浆孔设计孔深。

3、钻进过程中,若因岩石破碎、塌孔等出现喷孔、抱钻等现象时,造成无法钻进时,则冲孔抽钻进行注浆。

4、施工过程中,操作人员应掌握好钻机操作压力,确保钻进施工时加压、钻速适当。

5、带阀清水钻进时,若循环液变小或中断应立即将钻具提至安全位置,然后检查水量变小的原因,排除故障后再继续钻进。

6、禁止弯曲钻杆下井,提高对中度,定时检查钻具,发现不符合要求的应及时更换,钻具加工要规范,出刃一致,焊接牢固。为防止掉物入孔,钻

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进时孔口钻杆套厚皮胶板。

7、每孔终孔停钻后,应加大水量冲孔,冲孔时间一般为30min左右,直到孔内岩粉基本排除为止。

8、终孔时要核实钻具长度,确保钻孔深度符合设计要求。 9、要认真做好钻进记录与钻机维修工作。 四、注浆作业 1、注浆工艺流程

浆液经搅拌系统搅拌后,经地面注浆泵、输浆管路、注浆管进入受注岩层(详见注浆工艺流程图)。

2、注浆站及输浆管路

注浆采用天津聚能和镇江双液高压注浆泵,浆液搅拌采用JS-500型搅拌机搅拌,制造浆液时,水泥必须过筛,浆液必须搅拌均匀,方可输入贮浆桶内,贮浆桶内浆液用风动搅拌器搅拌,防止沉淀。注浆泵放置在井口搅拌站附近,浆液采用输浆管路到工作面与井下混合器及高压球阀连接,进行注浆。

利用抓岩机绳敷设两路Φ25mm高压胶管,每间隔3m采用10#双股铁丝捆扎,每间隔20m高压胶管采用管卡固定在大抓绳上,确保安全、不滑落,注浆时管路不跳动。每间隔40m高压胶管连接处留1.0~2.0m的空间,预防因管路自重或浆液重量导致管路变形破坏、拉断等,同时也利于管路堵塞时的清理工作。

从地面输送浆液到工作面作为输浆管路,高压胶管的耐压强度不少于28MPa,在注清水的同时检验接头的耐压强度。

3、压水试验

每孔终孔实测水量后,接通输浆管路进行压水试验,压力由小到大逐步升压,测定各不同压力参数时的吸水量确定初始浆液的浆液配比。

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4、注浆设备试运转

注浆设备及管路安装完毕后,必须进行试运转,注浆系统要满足最大注浆压力和流量的要求。经试运转及耐压试验,设备无异常响声,达到设计注浆压力和流量为良好。具体作业程序如下: (1)全面检查注浆、搅拌系统及管路联接处等。 (2)注浆系统进行无负荷试运转。 (3)全系统联合试运转。

(4)处理存在问题,并再次进行试运转,直至符合要求。

5、注浆压力的调整

在注浆过程中,注浆压力可分为初期、正常及终压三个阶段变化,当初始浓度确定后,根据注浆压力变化情况要及时地控制泵量,调整浆液浓度及凝胶时间等,使注浆压力平缓地升高,避免出现较大波动,直至达到注浆终压、终量,并稳定20min。

当浆液在裂隙沉析、充填阶段时,若压力不升,进浆量不减时,应逐级加大浓度;反之,若压力上升快,减量也快,此时为了保证足够的注入量,应适当减小浓度。每更换一次浆液浓度,一般持续30min。当浆液注入量接近预计注入量的40%~50%,其压力不升,进浆量不减时,可采用低压,间歇注浆的方法达到注浆终压。

6、注浆结束标准

(1)单孔注浆结束标准:各注浆孔的注浆压力达到设计终压,浆液总注入量基本达到或超过设计注入量,钻孔吸浆量小于20L/min,稳定20~30min,即可结束注浆。

(2)段高注浆结束标准:每段注浆钻孔注浆结束后,选择交叉对称的4

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个内外圈钻孔及检查孔进行扫孔,若单孔涌水量超过0.5m3/h则重新注浆,再选择其他钻孔检验注浆效果,若单孔涌水量小于0.5m3/h或全断面总水量小于5m3/h,即可结束本段注浆。

7、注浆结束后,由技术员整理各孔钻注全部数据资料并存档。

第五章 防突水预防措施

为保证主井井筒工作面预注浆施工安全,预防施工过程中突然出大水,特编制防突水预防措施:

1、钻孔施工前,在临时水泵房内应安装2台80DM-90×12型号的离心式多级卧泵(一台备用)、临时水箱和Φ108mm排水管路,确保排水系统完好并满足不低于150m3/h排水能力。地面备用2台完好卧泵。如涌水量小于10m3/h时,利用风泵 QYW-25-70型号(流量25m3/h、扬程70m)将工作面的积水抽入吊桶,再将吊桶提升至地面排水;同时要做好清理工作,不留淤泥与杂物。当涌水量较大时,一级排水利用防爆潜水泵和风泵将水排至临时水泵房水箱内,之后二级排水启动大泵将水箱内积水排至地面。

2、每个钻孔孔口管耐压试验合格后,孔口管上必须安设高压阀门和防喷阀,钻具可通过阀体钻进,遇有突水征兆时或井筒涌水量接近卧泵额定排水能力应停止钻进,拔出钻杆,迅速关闭阀门进行注浆工序。当出现钻孔涌水较大和排水设备出现故障难以实现起钻时,我单位将就近卸杆、沉杆和关闭闸阀,待排水系统正常后再进行打捞钻杆,以防止淹井现象发生。

3、孔内涌水超过10m3/h后立即提钻并关闭孔口高压闸阀,启动排水系统,连接注浆装置进行注浆。

4、井下施工由班长及跟班队长现场指挥,遇有突水,要冷静处理。一边

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要提出钻具,关闭阀门,如果突水极大,无法抽钻和关闭阀门不果时,则速撤人至吊盘,提盘避险。

5、每孔首次钻进时,要见水就停,以确定含水层的起始位置。钻孔出水后要及时进行观测记录(涌水情况及涌水量)。

6、套管法兰盘与闸阀以及闸阀与注浆法兰盘之间一律使用铅垫圈,并压紧压牢。

第六章 施工安全技术措施

1、管理制度及人员配备要求

(1)建立健全各工种及技术人员的岗位责任制,施工前对所有施工人员学习本措施签字、考试后严格执行,做好自主保安和相互保安工作。

(2)严格贯彻执行红四煤矿安全生产管理的各项规章制度和岗位责任制。

(3)为确保钻注施工的安全,快速,优质,施工时各班组均配备有经验的钻、注技术工人,施工期间每班井上下作业,必须各设置一名生产负责人。

2、钻机操作严格按《钻机操作规程》执行,操作人员必须持证上岗。 3、提升信号管理措施

(1)严格执行《煤矿安全规程》中的有关规定。

(2)系统提升采用声光信号,注浆采用防爆电话(或备用对讲机)。 (3)绞车司机必须持证上岗,绞车司机设两人,一人操作、一人监护。绞车运行必须保持升降平稳,慢速起落。

(4)井筒预注浆时,井筒内施工吊盘上设置专职信号工,井上、下信号工必须持证上岗,必须参加措施学习,对井筒内的注浆施工位置做到心中有

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数。

(5)施工期间提升信号按项目部主井井筒提升信号管理规定执行。 (6)接班后井口信号工应首先与绞车司机联系好,仔细检查检验有关信号设备、设施是否正常,待一切安全可靠后方可正式操作。

(7)无论是短距离运行,还是交接班绞车运行,井下与井口、井口与绞车司机,需提前联络好乘人吊桶、吊盘运行距离或停车位置后,再发送信号走钩。

(8)信号发出后,井口信号工不得离开信号室,并应密切监视信号显示系统的情况,如发现异常现象,应立即发出停车信号,查明原因处理后,方可重新发送信号。对于事故隐患,必须随即上报有关领导查处。

4、井口警戒和管理

(1)井口的材料、工具要放置整齐,其放置的地点距井口不得小于10m且不会发生滚动。

(2)井口通道口设置警戒线,警戒线距井口不得小于10m。上井口警戒由施工单位负责专门看守,并在警戒线上悬挂“井筒施工,严禁通过”字样的警示牌,非工程施工人员严禁进入警戒线内。

(3)工程施工期间,井口房内禁止与作业无关人员走动和施工。 (4)井口出入口处夜间应设有不少于2盏以上照明灯。 (5)井筒注浆施工期间,所有施工人员服从把钩人员的指挥。 (6)上井口周边应严防物品滚落井下。

(7)每班注浆施工结束后,交给机电队负责检查提升绳悬挂装置等,无异常情况可试钩。

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(8)机电队与施工单位严格实行交接班制度,交清接明,并及时向调度室汇报。

5、保证施工人员及器具的安全措施

(1)施工前必须将本施工措施贯彻至每一个参与施工的人员。 (2)当班人员严禁班前或班中喝酒,班前饮酒者严禁进入井口。 (3)每次施工前应对井口的杂物、煤(矸)及井口内所有的杂物进行清理,谨防杂物坠入井筒伤人。

(4)应保证通讯工具通讯正常,信号、电话和对讲机作为提升期间的联系工具。

(5)对井下停、送风、水、电,必须先取得联系并得到回音后方可进入下一步的操作。

(6)所有机电设备、开关等均需采用隔爆设备,杜绝失爆。

(7)开好班前及班后会,填写会议记录,所有参会人员本人签字,布置和总结生产及安全情况,发现不安全因素,及时汇报并积极处理。

(8)加强通风管理,确保井下有足够的新鲜空气。

(9)注浆时井下施工人员必须佩戴好劳动防护用品,防止浆液对人体造成伤害。

6、井筒防坠措施及上下井工具物品清点制度

(1)为了防止上、下井物品坠落掉入井筒,确保井筒内装备的安全,特制订井筒防坠及上、下井物品清点制度。

(2)施工队长作为防坠措施监督负责人,信号工为上、下井工具物品清点责任人。

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(3)人员防坠落:井筒内所有施工人员都必须配戴安全帽、系安全带并将安全带系在提升绳牢固可靠的地方,安全带的长度应适中,生根要安全、牢固、可靠。

(4)器具材料防坠:所有入井的风锤、工具、大板等材料,在工作平台上必须系留绳。

(5)工具防坠:所有的零星材料必须放在桶里并安放稳固,使用的工具应妥善放置,手头工具应系留绳。每次入井前均应检查安全带、留绳的完好情况,确认完好方可使用。

(6)废旧物品防坠:在工作平台设置废旧物品回收桶并作留绳,将开挖的混凝土及废旧注浆阀门等及时装入,然后运送至地面

(7)上井后所有物品必须清点核对,如发现缺少工具物品,应查明原因并追究责任人和施工队长的责任。每天收工前必须对施工现场进行清理。

8、钻探操作注意事项

(1)开钻前要认真检查钻机安装的牢固性、平稳性、各部件连接是否可靠,操作手柄是否灵活,并进行钻机的试运转,确认无误后可进行钻进。 (2)检查风压系统各管路接头是否拧紧。

(3)钻具要拧紧,各工具及其它物品严防掉进孔内,下放和提拔钻具时,要有专人指挥,确保安全。

(4)开钻人员必须熟悉钻机的工作原理,掌握钻机的操作要领,维护、保养及排除故障的技术知识。探水时必须有技术员现场参与指导,观察探水情况,并随时做好各项探水记录。

(5)钻头下至孔底时应慢速,在距孔底0.5m开大泵量冲孔,轻压扫扎

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到底,正常钻进后再逐步加大压力和转速,严禁采用单纯加快转速的做法,正常钻进时,应保证压力均匀。不得无故提动钻头,如发现孔内有异状,应立即处理,无效时应立即提钻。

(6)启闭开关时,精力要集中,做到手不离按钮,眼不离钻机,随时观察和听从司机命令,准确、及时、迅速地启动和关闭开关。

(7)对钻机的传动部分:皮带、传动链条等要安装防护装置。禁止用手脚直接制动机械运转部分,严禁将工具和其他物品放在钻机、水泵、电机防护罩上。

(8)水压突然加大或顶钻时,必须立即停止钻进,但不得拔出钻杆,迅速向调度人员汇报,并派人监视水情。

9、注浆操作注意事项

(1)注浆前,首先用水冲洗管路及钻孔,做耐压试验(考虑井筒深度,本次注浆管路耐压试验压力取静水压力的3倍,即不小于28MPa),检查注浆孔是否畅通,有无堵塞现象。

(2)压水结束后,如压水情况符合要求,可根据单位吸水量选择合适的浆液开始注浆。施工过程中,根据注浆的压力、吸浆量等情况,随时调整浆液配比及注浆延续时间。

(3)注浆前先测静水压力,根据静水压力确定注浆压力。注浆时应派专人观察压力表变化情况,确保注浆压力不超过设计终压,如有异常,及时汇报。若钻孔出现连续稳定升压,则应连续注浆,直到达到结束标准。

(4)注浆期间要设专人观察注浆管、井壁周围等处是否有跑浆现象,发现问题及时通知有关人员采取措施处理。

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(5)注浆人员要随时注意:当设备运转出现异常时,如压力突然增大、注浆管跳动剧烈等,要立即停机,进行检查处理。

(6)井壁加固时,在井壁上打注浆孔,施工人员让开钻孔正面,应站在风锤侧面,以防断钻杆、风锤倾斜发生意外伤人。

(7)安装井壁加固注浆管时,工具要拴好,不得趴在孔口查看孔内情况;注浆时,人员要避开注浆管正面位置,以防注浆管被压力拔出伤人。

(8)注浆人员严格执行注浆泵操作规程,佩带防护眼镜、乳胶手套,谨防浆液对人造成伤害;注浆管路要牢靠,各螺丝扣的连接必须拧紧,以防脱出伤人;放浆时要注意安全,人员避开放浆阀门,防止高压浆液、高压水、砂等突然喷出伤人,时刻注意压力表变化情况,发现异常情况及时处理。

(9)记录员跟班检查井壁情况,井下所有工作人员时刻观察井壁情况,发现问题应立即停止注浆或打开放浆阀泄压,并向技术人员汇报。

(10)每班班前会必须明确注浆层位,并贯彻到每位施工人员。 (11)注浆结束后,要及时清理钻注设备,并进行检修。 10、注浆期间吊盘使用安全注意事项

(1)钻探、注浆需调整吊盘时,作业盘人员应停止其他工作,并观察吊盘运行情况,确保吊盘提升安全。

(2)工作前要将吊盘上的浮矸、杂物清净,工具摆放整齐,小型工具、材料放入桶内且将小桶绑固在吊盘定安全牢靠处,吊盘工作人员所携带的工具系留绳、小型材料一定要拴好、拿好;以防坠入井底。

(3)吊盘上所有工作人员必须系好保险带,并生根牢固。 (4)风锤的摆放要平稳牢靠,以防发生倾斜伤人。

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(5)使用后的注浆管不应超出井壁50mm,以防落盘时挂碰。 11、注浆期间漏浆、窜浆及压力控制措施

漏浆主要是加压后,浆液通过裂隙在井壁渗出,在注浆过程中,如果出现跑浆、窜浆等异常情况,为控制漏浆,可相应采取如下措施:

(1)跑浆:可在跑浆的裂缝中用木楔、棉纱、棉丝等物嵌塞并配合糊堵水泥-水玻璃胶泥,并作间歇注浆,但间歇时间不宜过长,不能超过凝胶时间;当跑浆严重时,可改变浆液配比、缩短凝胶时间来加以控制;如采用上述方法均不见效时,可重新补孔,进行补注。

(2)窜浆:当发生窜浆时,应及时关闭窜浆孔的孔口阀门,注浆孔的注浆量在可能的情况下,应加倍注入。

(3)长时间不上压:应首先查明有无浆液流失、泵的吸浆是否正常,然后根据不同情况,采取相应的措施。如有浆液流失,应及时采取封堵,调浓浆液、缩短凝胶时间、间歇注浆等措施加以控制;如因注浆泵吸浆不正常,则应采取措施加以排除。

(4)上压很快:如是流出的泥沙堵死了注浆管,需打开阀门清除泥沙;如是水压较大,则应在其附近布设泄压导水孔。

(5)若发现漏浆较多时,经处理无效可封孔处理,处理妥当后再换孔注浆,并对漏浆形成的结块要及时进行清理。

12、注浆期间压力保护措施

(1)通过地面注浆站和井下孔口设置上、下泄浆装置,严格控制注浆压力,确保注浆压力严格控制在设计压力之内,严格按照设计压力进行施工。

(2)考虑井筒内装备风、水管路及电缆等,注浆期间井筒作业盘上应设

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专人进行井壁情况观察,发现异常,应及时停泵处理。

13、应急情况下井筒及避灾路线恢复安全措施

(1)遇有紧急应急情况,调度室第一时间通知项目负责人,项目负责人应立即停止对井筒内所有施工。

(2)根据应急情况,项目负责人立即组织井筒提升和应急避灾路线的恢复,恢复时间不超过30min,而且在保证安全的前提下,时间越快越好。

(3)井筒内所有施工人员接到恢复井筒提升及避灾路线命令时,应沉着冷静,有条不紊,在保证安全的前提下进行收尾作业。

(4)待紧急应急情况解除后,由调度室通知项目负责人恢复工程施工。 14、文明施工及废弃物处理措施

(1)库房、工作平台上的材料工具堆放整齐,施工设备整洁完好;对管、线、缆、钢丝绳受粘污的应进行清理。

(2)井筒内施工,保护好各种电缆、线,保护好各种管路及其他设施。 (3)保护好吊盘、吊桶及井筒提升系统。

(4)杂物浮矸清理干净、装入吊盘内小桶内提至井上,严禁坠入井下。 (5)注浆期间,尽最大努力减少废浆排放,减少跑浆量。 15、其它

(1)井壁加固注浆施工时,为防止施工人员在打眼时打超孔深,技术人员应选择与钻孔孔深一致的钎子或者提前在长钎子上焊制明显的限位标志。

(2)采用对讲机作为通讯工具时,对讲机必须及时充电,并留有一套作为备用。

(3)高压胶管接头必须快速采用标准“U”型卡,胶管绑扎永久管路位置

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间距不得超过6m,并定时检查绑扎位置。

(4)混合器上设放浆阀,用以超压放浆、冲洗管路。井下注浆工紧盯压力表,超压或压力异常时,立即打开放浆阀泄压。

(5)各管口的压力表必须经常检查、校核,损坏的仪表必须及时更换。 (6)地面注浆系统距井口间距不得小于10m。 16、避灾路线

井底—辅助吊盘—吊桶—井口—安全地点。

第七章 工期及劳动组织

1、工期

目前井筒已施工至---m,处在基岩段第四含水层下部,向下掘进施工至井底要揭露第五、第六含水层,也是本措施进行预注浆的目标层段,井筒施工工序将转换为:井筒涌水小于20m3/h后进入止浆垫的浇筑施工(3天)→井筒---~---段加固(15天)→止浆垫加固(7天)→第五含水层预注浆(56)→第六含水层预注浆(75)

预计第二次注浆段循环需工期为156天。附:---煤矿主井井筒---~---m段工作面预注浆工期计划图

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2、劳动组织:组建综合施工队,3班作业,劳动力配备如下表:

工种 工程负责人 地 面 设备操作工 拌浆工 地面辅助工 跟班队长 钻探工 井 下 井下注浆工 技术员 井下辅助 安检员 合计 合计 小班 1 2 4 10 1 6 2 1 3 1 32 圆班 3 6 12 30 3 18 6 3 9 3 93 备注 总负责1人,技术和材料各1人 注浆设备操作工 造浆 注浆施工安全生产管理 止浆垫、井壁加固,预注浆钻探 注浆操作 检查质量、配比、注浆记录 信号、拉放吊盘、排水 安全检查

第八章 文明施工

1、工广场地要平整、清洁、卫生,井口棚各种标牌悬挂应整洁有序,严禁堆放杂物。

2、物料堆放要整齐,并挂标记牌且鲜明醒目,符合利于运输和保管的技术要求。

3、各种施工用管线,电缆必须悬挂整齐,材料工器具摆放有序,并做到“风、水、电、气、油”五不漏,创造良好的施工环境。

4、加强通风和综合防尘管理,使井下粉尘浓度达到安全规程要求。 本措施与《红四煤矿主井井筒壁间壁后注浆安全施工技术措施》、《基岩段施工安全技术措施》及《主井井筒施工组织设计》一并贯彻执行。除本措施外,其他有关井内作业安全措施,执行国家安全生产监督管理总局颁发的

《煤矿安全规程》中有关规定及原井筒作业安全规定。

附图:

1、注浆工艺流程图

2、止浆垫施工及工作面注浆所需材料消耗表 3、---煤矿主井井筒工作面钻孔注浆平面示意图 4、---煤矿主井井筒工作面注浆剖面示意图 5、---煤矿主井井筒工作面注浆钻孔剖面示意图 6、---煤矿主井井筒工作面注浆系统图 7、---煤矿主井井筒工作面注浆排水系统示意图 8、---煤矿主井井筒工作面注浆避灾路线图

9、---煤矿主井井筒工作面注浆通风系统图 10、---煤矿主井井筒工作面注浆含水层地质剖面图

注浆工艺流程图

水 水玻璃

水泥 搅拌 储浆桶 储浆桶

吸浆管 吸浆管

注浆泵

1

输浆管 输浆管

孔口混合

注浆孔

止浆垫施工及工作面注浆所需材料消耗表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 材料名称 碎石 黄沙 散装水泥 无缝钢管 闸阀 型号规格 5—31.5mm 0—5mm P·O42.5R Φ108*6*6000mm 4吋 高压(64kg) 计量 单位 m3 m3 T 根 支 个 个 块 套 T T T 个 T 计划 需量 180 140 200 59 10 59 59 30 450 4507.27 11.73 989.52 50 6.0 工作面注浆 止浆垫浇筑 工作面注浆(浆液按设计扩散半径扩散时需求量) 备 注 止浆垫浇筑 止浆垫浇筑 止浆垫浇筑 工作面注浆 工作面注浆 工作面注浆 工作面注浆 工作面注浆 工作面注浆 法兰盘(母盘) 4吋 高压(64kg) 法兰盘(公盘) 4吋 高压(64kg) 高压球阀 高强螺栓 1.25\Φ27*130mm P·O42.5R (1250目) 4吋 高压(64kg) 河南新乡HNT-K3 10 改性脲醛树脂 11 12 13 14 草酸 超细水泥 高压闷盘 矿井防水剂 2

第二次注浆工作面预埋孔口管布置平面图北.

注意:1、注浆孔由正西方向顺时针进行编号内1~24,外1~24。

2、图中各尺寸单位均为mm。

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