礦建工程中副井井筒鉆探注漿防治水

摘要：在副井井筒建設的過程中，經常會遇到含水比較多、含水層比較厚的地層，為了提高施工的安全性，就需要使用鉆探注漿的方法來對水進行防治，進而保證工程的安全進行。基于此，文章對礦建工程中副井井筒鉆探注漿防治水的施工技術進行了探討。

關鍵詞：礦建工程；副井井筒；鉆探；注漿防治水

中圖分類號：TD265 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）29-0090-02

1 工程概況

谷家臺鐵礦副井井筒凈直徑Ф6.5m，井深656m，井筒中心坐標X=4010638，Y=552402，井口標高+176.00m。井筒0～62m為井頸段，鋼筋砼支護，支護厚度分別為1000mm、800mm，砼標號C30。井筒基巖段素砼支護，砼標號C30，支護厚度為400mm。井筒在-50m、-150m、-250m、

-350m、-410m、-450m分別布置馬頭門。現井筒已施工至-340m管子道位置。在上部井筒施工過程中有少量涌水，涌水量1m3/h左右，自井筒深度480m（絕對標高-304m）開始水量逐漸加大，在井深515m處經現場實測，涌水量達到25m3，并且在管子道掘進過程中，揭露巖石破碎、裂隙發育，有多個錨桿孔往外流水。

2 注漿方法及工藝設計

2.1 確定注漿參數

（1）鉆注深度。根據現場機械設備配置確定段高44m。（2）布孔方式及數量。采用徑向斜孔布孔方式。共布置8個孔口管，沿2.75m的半徑周邊均勻布置（如圖1所示），注漿孔徑向傾角3°。（3）注漿終壓。根據不同水平靜水壓力和《礦山井巷施工及驗收規范》終端壓力應為靜水壓力值的2～4倍，工作面注漿選上限，確定注漿終壓為10MPa。（4）經公式計算，注漿的厚度應為2.5m。（5）潛水泵選擇。井筒現涌水量為25m3/h，濾水桶內的潛水泵，排水量不少于30m3/h，揚程不低于50m。（6）設備的選擇。選擇KQJ-100B潛孔鉆機1臺和2TGZ-60/210雙液四速高壓注漿泵1臺。

2.2 注漿材料的選取

工作面注漿以單液漿為主，選普通硅酸鹽水泥P.O.42.5，堵漏時用雙液漿，水玻璃35～45Be、模數為2.4～2.8，工作面注漿時水泥漿水灰比不高于1∶0.8；壁后注漿時不低于1∶1兩種漿液；水泥漿與水玻璃的體積比，宜為1∶0.3～1∶0.6，在壁后注漿的過程中，水泥漿和水玻璃漿應分開間歇性注漿，防止堵管。

3 注漿施工

井筒注漿工作主要包括壁后注漿、工作面、馬頭門預注漿。具體的施工順序為：清理工作面浮矸→預埋孔口

管→澆筑止漿墊→自下而上壁后注漿→壁后注漿結束→止漿墊加固→井筒工作面預注漿→馬頭門預注漿→檢查注漿效果→驗收→注漿結束。

3.1 壁后注漿

井筒自井深480m開始涌水量逐步變大，壁后注漿工作在480～520m井筒段進行。自下而上進行壁后注漿，將接茬及壁后用水泥漿液注實，達到堵水效果。經研究決定壁后注漿終壓取2倍取4MPa。在注漿的過程中采取哪里有水就在哪里打注漿孔的方法進行布孔，自下而上的原則進行，將接茬及壁后用水泥漿液注實，達到堵水效果。井深480m、520m處的鉆孔深度2m，孔口管長度1.06m，孔口管端部0.4m外鉆擴漿孔，其他位置孔口管長度0.85m，鉆孔深度1.2m。注漿管采用1.2寸鋼管制作，壁厚4mm，管長度分別為1.05m和0.55m。注漿管一端帶有絲扣，便于安裝注漿閥門，管體隔段加工溝槽，長管尾部要鉆漿液擴散孔。施工好鉆孔后，將注漿管用風鉆頂入鉆孔中，端口托盤要與壁面接觸密實。為防止注漿壓力將管頂出，應在管上纏以麻絲。注漿時必須密切監視注漿機壓力表的讀數，當它超過規定限值時立即發出信號，停止注漿。注漿時漿液的濃度掌握原則是稀-濃-稀，跑漿時采用棉紗、木楔及雙液漿進行封堵。跑漿部位處理好后不要著急封孔，要繼續注單液漿，使漿液沿壁后繼續擴散，直至達到設計壓力后封孔。

3.2 工作面預注漿

根據現場設備配置情況，工作面預注漿鉆注深度40m，施工順序：清理工作面浮矸→鋪設濾水層石子→預埋Ф108mm孔口管及濾水桶→施工混凝土止漿墊→加固止漿

墊→鉆注→檢查注漿效果→驗收→注漿結束。具體實施步驟如下：（1）將井底工作面浮矸、雜物等清理干凈，施工石子濾水層0.5m厚。安放濾水桶，預埋孔口管（8根），施工止漿墊，止漿墊厚度為2.0m（進入井筒凈徑0.5m），砼強度為C30。孔口管露出止漿墊外側0.5m。（2）止漿墊砼達到設計強度2/3時（或7天后），注漿加固止漿墊及其下部濾水層，封閉濾水桶。（3）孔口管上安設4寸閥門，潛孔鉆機鑿孔，鉆眼深度40m（井深520～560m段）后，進行注漿。（4）依次按順序鉆注完設計孔位。（5）掃孔檢查注漿效果，掃孔深度與鉆注深度一致。

3.3 馬頭門預注漿

為保證馬頭門安全施工，對馬頭門進行預注漿。馬頭門鉆注深度15m。馬頭門預注漿順序：鉆Ф133mm鉆孔→下Ф108mm孔口管→注漿加固孔口管→鉆注→檢查注漿效

果→驗收→注漿結束。具體實施步驟如下：（1）按設計眼位鉆Ф133mm鉆孔，深度2.5m，將加工好的Ф108mm孔口管用大錘打入孔內，外側留0.5m。Ф108mm孔口管加工時外側焊Ф6.5mm鋼筋，0.3m一圈，安裝前用麻纏好，外側涂抹黃油，便于安裝。在安設過程中孔口管法蘭盤上要墊上木板，防止大錘打壞法蘭盤。每根孔口管配兩根錨桿固定，左右側各一根，用4股8#鐵絲與孔口管連接牢固。（2）孔口管加固好后，注雙液漿加固孔口管，將管裂隙封堵密實。（3）凝固至少8h，安裝4寸閥門。（4）潛孔鉆機鑿孔，鉆眼深度設計12m，進行注漿。（5）依次按順序鉆注完設計孔位。

3.4 鉆孔施工

井筒鉆孔要按照先鉆注1#最后鉆注8#的順序進行施工，將鉆注孔打開壓蓋，鉆孔前先安裝孔口閥門，連接牢固。然后將鉆機移到位，根據孔口管、角度擺正對中。固定鉆機要牢固，其固定方法可用鋼絲繩套，手拉葫蘆及錨桿將鉆機固定在工作臺上。經試運轉正常后，接鉆桿給風給水鉆進。鉆進過程中，要經常檢查鉆機是否平穩、牢固，鉆孔內返水、返氣是否正常，嚴防卡鉆堵鉆，如發現孔內異常，應立即停鉆，并退出一節，然后處理。接換鉆桿或上提鉆桿時，必須用卡子將鉆桿卡緊，才能松開鉆機上的卡盤。當鉆機上卡盤再次卡住鉆桿后，下邊的防墜卡子才能取下，嚴防鉆桿掉入孔內。鉆桿的接頭處抹黃油纏麻絲，防止漏水漏風，嚴禁鉆桿倒轉。在鉆機正常運行時，不得將其他物件插入卡盤，防止造成人身或機械事故。鉆進過程中，要根據巖石的硬度，調節鉆進的壓力和轉速，隨時掌握孔深。當涌水量大于10m3/h，應停止鉆進，開始注漿。待涌水堵住并滿足注漿終壓要求，方可結束本段孔注漿，繼續鉆注本孔位施工部分直至達到設計孔深。為防止矸石段、破碎巖石段卡鉆頭，應每打進一定深度（500mm）對該孔注漿，讓巖石裂縫膠結后，再打鉆，反復進行此項工序直至矸石段、破碎巖石段注實、封嚴。在鉆進的全過程中，做好打鉆記錄，記錄內容有：接班孔深、本班進尺、交班孔深，鉆孔出水后應測量水壓、

水量。

4 注漿過程中的注意事項

鉆孔結束后應立即進行沖洗鉆孔，而后提出鉆桿，測量水量、水壓準備注漿。連接注漿管路、吸清水注入管內，檢查有無漏水現象，如漏水立即處理。注漿前應對注漿孔進行壓水試驗20min，測定注漿孔最大吸水量及每米吸水率以便初步確定漿液濃度和漿液注入量。（1）開泵前，放漿閥門處于打開狀態，開泵后打開孔口閥門，關閉放漿閥門，開始注漿。（2）每次注漿開始時，吸漿籠頭先放入清水桶，待吸漿正常后，再將籠頭放入注漿液桶中。（3）停止注漿時，先開放漿閥門，后關孔口閥門，吸清水沖洗管路及泵頭而后停電。（4）注漿過程中，漿液應先稀后濃，根據泵壓及吸漿情況，調整漿液濃度，注漿工作應連續進行，如需間歇，停泵前，應注入5min清水，防止鉆孔被漿液堵塞，如停泵時間較長，應打開孔口閥門放水，為再注漿創造條件。（5）注漿過程注中，司泵人員應做好現場記錄，內容為泵壓、泵量、水泥及其他材料用量。注漿參數表中設計的注漿終壓是指注漿終端壓力，從注漿泵上掌握注漿壓力時應考慮減去漿液自重產生的壓力。（6）當各注漿孔的注漿壓力達到設計終壓注入量小于20L/min，穩定20min，一般可結束本孔注漿，凝固20h，打開閥門，若有漏水，可繼續復注。終注孔掃孔后，單孔涌水量小于2m3/h，否則對所有孔重新掃孔復注直至滿足要求。

5 結語

在礦建工程中，鉆探注漿防治水是一項非常重要的施工技術，有效地保證了施工的安全和工程進度，為了進一步保證施工的質量，在施工過程中要對施工主體進行落實，對水文地質資料有一個詳細的了解，并采取正確的暴雨洪水等自然災害的預防措施，進而確保礦建工程的安全開展以及施工人員的生命安全。

參考文獻

[1] 楊雙鎖.回采巷道圍巖控制理論及錨固結構支護原理

[M].北京：煤炭工業出版社，2004.

[2] 王凱，楊雙鎖.巷道松軟兩幫錨固支護原理[J].地下

空間與工程學報，2007，3（6）.

作者簡介：羅勇軍（1976—），男，金誠信礦業管理股份有限公司工程師。