立井井筒穿過(guò)含水巖層或破碎帶,采用地面或工作面預(yù)注漿法進(jìn)行堵水或加團(tuán)時(shí),應(yīng)遵守下列規(guī)定:
立井井筒穿過(guò)含水巖層或破碎帶,采用地面或工作面預(yù)注漿法進(jìn)行堵水或加團(tuán)時(shí),應(yīng)遵守下列規(guī)定:
(一)注漿禱,工前,必須編制注漿工程設(shè)計(jì)。
(二)注漿段長(zhǎng)度必須大于注漿的含水巖層的厚度,并深入不透水巖層或硬巖層5~10m。井底的設(shè)計(jì)位置在注漿的含水巖層內(nèi)時(shí),注漿深度必須大于井深10m。
(三)地面預(yù)注漿的鉆孔,每鉆進(jìn)40m必須測(cè)斜1次,鉆孔偏斜率不得超過(guò)0.5%。
(四)注漿前,必須進(jìn)行注漿泵和輸送管路系統(tǒng)的耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)壓力必須達(dá)到最大注漿壓力的15倍,試驗(yàn)時(shí)間不得小于15m,無(wú)異常情況后,方可使用。
(五)注漿過(guò)程中,注漿壓力突然上升時(shí),必須停止注漿泵運(yùn)轉(zhuǎn),卸壓后方可處理。
(六)每次注漿后,應(yīng)至少停歇3m,方可提拔止?jié){塞,以防高壓漿頂出鉆桿。
(七)冬季注漿施工時(shí),注漿站和地面輸漿管路,必須采取防凍措施。
(八)井筒工作面預(yù)注漿前,在注漿的含水巖層上方,必須按設(shè)計(jì)要求設(shè)置止?jié){巖帽或混凝土止?jié){墊。含水巖層厚度大,需采用分段注漿和掘砌時(shí),對(duì)每一注漿段,必須按設(shè)計(jì)要求設(shè)置止?jié){巖帽或混凝土止?jié){墊。巖帽和混凝土止?jié){墊的結(jié)構(gòu)形式和厚度應(yīng)根據(jù)最大注漿壓力、巖石性質(zhì)和工作條件確定。混凝土止?jié){墊由井壁支承時(shí),應(yīng)對(duì)井壁強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。
(九)孔口管必須按設(shè)計(jì)孔位埋設(shè)牢固,并安設(shè)高壓閥門。注漿前,必須對(duì)止?jié){墊和孔口管進(jìn)行耐壓試驗(yàn),試驗(yàn)壓力必須大于注漿壓力1MPa。
(十)鉆注漿孔時(shí),鉆機(jī)必須安設(shè)牢固。取芯鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)使用能夠防止頂出鉆具的鉆頭;無(wú)芯鉆進(jìn)時(shí),可使用三翼鉆頭,以防承壓水頂出鉆具。
(十一)井內(nèi)應(yīng)設(shè)吊泵,及時(shí)排除井底積水。當(dāng)鉆進(jìn)注漿孔時(shí),如井筒涌水量接近吊泵額定排水能力,必須停止鉆進(jìn),提取鉆具,關(guān)閉高壓閥門,及時(shí)注漿。
(十二)注漿站設(shè)在地面時(shí),井上、下必須有可靠的通信聯(lián)系。
(十三)制漿和注漿的工作人員,應(yīng)佩戴防護(hù)眼鏡和口罩,水泥攪拌房?jī)?nèi)應(yīng)采取防塵措施。
(十四)注漿結(jié)束后,必須檢查注漿效果,合格后,方可開(kāi)鑿井筒。
【解讀】本條是關(guān)于立井井筒施工中采用地面或工作面預(yù)注漿法進(jìn)行堵水或加固時(shí)應(yīng)遵守的規(guī)定。
注漿法是把有充塞膠結(jié)性能的漿液,通過(guò)注漿孔(或注漿管)注入含水地層中,漿液封堵巖石裂隙、隔絕水源?;?qū)⑺缮r層膠結(jié)成不透水的整體,從而起到永久性的堵水與加固作用,然后進(jìn)行井巷挖掘工作。
按注漿施工時(shí)間的不同可分為:預(yù)注漿和后注漿兩種。預(yù)注漿又有地面預(yù)注漿和工作面預(yù)注漿兩種。
注漿施工前,必須編制注漿工程設(shè)計(jì),以指導(dǎo)施工,編制注漿工程設(shè)計(jì)必須具備下列資料:
1.地質(zhì)和工程地質(zhì)資料
(1)工程地質(zhì)說(shuō)明書(shū);
(2)地質(zhì)勘查報(bào)告;
(3)井筒檢查孔必須取得的資料,應(yīng)按《礦山井巷工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》中有關(guān)的規(guī)定執(zhí)行;
(4)檢查孔巖芯實(shí)地調(diào)查資料。
2.水文地質(zhì)資料
(1)工程水文孔的簡(jiǎn)易水文資料;
(2)水文地質(zhì)報(bào)告書(shū)及計(jì)算書(shū);
(3)水質(zhì)分析資料。
3.井筒施工圖及施工組織設(shè)計(jì)
(1)礦井設(shè)計(jì)及圖紙;
(2)立井施工組織設(shè)計(jì)及圖紙。
注漿工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容應(yīng)包括:
(1)注漿深度及段高的劃分。
(2)注漿參數(shù)的確定。注漿參數(shù)包括注漿壓力、注漿量、漿液擴(kuò)散半徑和注漿孔數(shù)等。
(3)施工順序及注漿方式。
(4)施工組織及管理。
(5)注漿工期及工程投資預(yù)算。
注漿段長(zhǎng)度即注漿孔的終孔深度的確定,主要取決于含水層的埋藏條件,要符合本條
(二)款規(guī)定,以保證能有效地封隔含水層(圖2-1-4)。
鉆孔偏斜率不得超過(guò)0.5%。若偏斜率過(guò)高,則漿液達(dá)不到充填和滲透的有效范圍,失去封堵和隔絕作用。此時(shí),應(yīng)停止鉆進(jìn),進(jìn)行糾偏。每鉆進(jìn)4m,必須測(cè)斜1次。注漿前,必須對(duì)注漿泵和輸送管路系統(tǒng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn),試驗(yàn)壓力必須達(dá)到最大注漿壓力的1.5倍,試驗(yàn)時(shí)間不得小于15min。若設(shè)備無(wú)異常響聲,管路不漏水,調(diào)節(jié)注漿泵流量的裝置、測(cè)試儀表及除塵裝置等使用可靠,無(wú)異常情況后,方可使用。
(a)含水層埋藏深度小于井筒設(shè)計(jì)深度;(b)含水層埋藏深度不大于井筒設(shè)計(jì)深度;
1——沖積層;2——井筒輪廊線;3——含水層;4——注漿孔;5——不透水巖層;6——隔水層
注漿過(guò)程中,必須注意觀察注漿壓力(泵壓及孔口壓力表)和吸漿量的變化情況。當(dāng)泵壓突降,吸漿量迅減或不吸漿時(shí),一般是泵的吸水籠頭或泵吸漿口球閥堵塞;如果泵壓突增,而注漿孔口壓力上升是很慢或不升壓,一般是輸漿管路堵塞,當(dāng)泵壓及孔口壓力均均突然上升,而吸漿能力下降或不吸漿,則多為混合器或鉆孔發(fā)生堵塞。出現(xiàn)上述情況時(shí),必須停泵,進(jìn)行檢查處理。當(dāng)注漿壓力突然下降,增大流量仍不回升,屬跑漿或超擴(kuò)散,則可采用縮短凝固膠時(shí)間、增大漿液濃度或低壓、間歇注漿的方法來(lái)解決。
為了防止高壓漿液頂出鉆桿傷人,每次注漿后,應(yīng)至少停歇30min,方可提撥止?jié){塞。
冬季注漿施工時(shí),注漿站和地面輸漿管路,必須采取防凍措施。
工作面預(yù)注漿是井筒掘進(jìn)到含水層上方一定距離時(shí)停止掘進(jìn),預(yù)留止?jié){巖帽或澆筑混凝土止?jié){墊,然后從工作面鉆孔注漿,形成帷幕,再進(jìn)行井筒施工。
井筒工作面預(yù)注漿前,為了使?jié){液在注漿壓力下沿著含水層中裂隙有效地滲透擴(kuò)散,防止向工作面跑漿、漏漿,按規(guī)定必須在注漿的含水層上方預(yù)留能承受最大注漿壓力的巖柱,即止?jié){巖帽或用混凝土構(gòu)筑的上漿墊。
止?jié){巖帽或混凝土止?jié){墊,應(yīng)按下列條件選用:
(1)在含水巖層上方具有足夠強(qiáng)度和百度的致密的不透水層時(shí),可采用工作面預(yù)留止?jié){巖帽;
(2)在含水巖層上方無(wú)良好隔水層,不具備預(yù)留止?jié){巖帽的條件時(shí),可采用砌筑混凝土止?jié){墊;
止?jié){巖帽應(yīng)符合下列要求:⑴止?jié){巖帽必須能承受最大注漿壓力,其厚度可參照下列公式計(jì)算:
式中 B——預(yù)留止?jié){巖帽的厚度,m;
D——井筒凈直徑,m;
P0——注漿終壓,MPa;
【r】——巖石允許抗剪強(qiáng)度。
⑵對(duì)預(yù)留止?jié){巖帽必須進(jìn)行鉆孔和耐壓試驗(yàn)。當(dāng)鉆進(jìn)距離含水層2~3m時(shí),用清水試壓;注水壓力達(dá)到設(shè)計(jì)注漿終壓,并持續(xù)10min,止?jié){巖帽無(wú)跑水現(xiàn)象,即證明該止?jié){巖帽合格;如果止?jié){巖帽有少量跑水時(shí),應(yīng)進(jìn)行局部加固或在止?jié){巖帽上部澆注1m厚的混凝土墊層。
?、抢靡炎{的巖層作為止?jié){巖帽時(shí),也必須進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。
混凝土止?jié){墊應(yīng)符合下列要求:
?、沤Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工方便,止?jié){可靠;
?、苹炷翉?qiáng)度等級(jí)不低于C23;
⑶能夠承受注漿終壓。
混凝土止?jié){墊的結(jié)構(gòu)形式,應(yīng)根據(jù)施工條件和經(jīng)濟(jì)合理性選定,可采用單極球面型或平底型,如圖2-1-5所示。
預(yù)留止?jié){巖帽或混凝土止?jié){墊的設(shè)置情況如圖2-1-6所示。
混凝土止?jié){墊由井壁支撐時(shí),慶對(duì)井壁強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。當(dāng)井壁實(shí)際承受壓力超過(guò)井壁材料允許抗壓強(qiáng)度時(shí),應(yīng)提高與混凝土止?jié){墊連接處的井壁材料的設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度或增加該處井壁的厚度,
孔口管必須埋設(shè)牢固(圖2-1-7)。
固定孔口管,應(yīng)符合下列要求:
?、旁谥?jié){巖帽內(nèi)埋設(shè)孔口管時(shí),可用濃水泥漿或水泥—水玻璃漿,必須使其固結(jié)牢靠;
?、撇捎没炷林?jié){墊時(shí),孔口管必須按照設(shè)計(jì)孔位預(yù)埋在混凝土內(nèi),并牢固可靠;
?、强卓诠荛L(zhǎng)度必須大于混凝土總厚度(包括濾水層)300~500mm,并使其外露。
孔口管上應(yīng)安設(shè)高壓閥門。注漿前,對(duì)止?jié){墊和孔口管進(jìn)行耐壓試驗(yàn),試驗(yàn)壓力必須大于注漿壓力1MPa。
當(dāng)工作面涌水較大時(shí),可在止?jié){墊之下鋪設(shè)碎石濾水層,如圖2-1-8所示。
鉆注漿孔的鉆機(jī)必須安設(shè)牢固。取芯鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)使用能防止頂出鉆具的鉆頭,無(wú)芯鉆進(jìn)時(shí),可使用三翼鉆頭,以防承壓水頂出鉆具。
為保證打鉆和注漿安全施工,井內(nèi)應(yīng)設(shè)吊泵,及時(shí)排除井底積水。當(dāng)井筒涌水量接近吊泵額定排水能力時(shí),必須停止鉆進(jìn),提取鉆具,關(guān)閉高壓閥門,及時(shí)注漿。注漿站設(shè)在地面時(shí),井上、下必須有暢通無(wú)阻的信號(hào)通訊聯(lián)系。制漿和注漿的工作人員,應(yīng)佩戴防護(hù)眼鏡和口罩,水泥攪拌房?jī)?nèi)應(yīng)采取防塵措施。
注漿結(jié)束后,必須檢查注漿結(jié)果,合格后,方可開(kāi)鑿井筒。
注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)符合下列要求:
?、琶靠鬃{時(shí)應(yīng)達(dá)到注漿的終壓和終量。單液水泥水漿的終量為50~60L/min,并穩(wěn)定20~30min時(shí),即可結(jié)束該孔的注漿;雙液水泥—水玻璃注漿的終量為100~120L/min,并穩(wěn)定10min時(shí),即可結(jié)束該孔注漿;粘土—水泥注漿,井深為200~300m時(shí),終壓為8~12MPa,大于300m時(shí),終壓為12~18MPa。
?、平K檢孔經(jīng)過(guò)注漿后,在最大注漿壓力下注漿段內(nèi)實(shí)測(cè)的吸水量不超過(guò)0.5~1.0L/min,漿液注入量等于或大于設(shè)計(jì)要求的注入量時(shí),即為注漿孔注漿合格,必要時(shí)可進(jìn)行一次抽水試驗(yàn)。
?、钱?dāng)測(cè)得注漿段的井筒涌水量小于3m3/h,水中不含砂、且立井井筒的全部漏水量不超過(guò)10m3/h,即為井筒注漿效果合格。