夏店礦副井井筒治水技術(shù)研究

高吾斌 倪 淼 軒云輝

（河南平煤神馬夏店煤業(yè)有限公司，河南 汝州 467500）

1 工程概況

夏店井田位于汝州煤田東部，汝州市西北，東臨庇山礦區(qū)，其中心距離汝州市約15km，行政區(qū)劃隸屬河南省汝州市夏店鄉(xiāng)、陵頭鄉(xiāng)管轄；其詳細位置見圖1.1交通位置圖。夏店礦副井井筒：井深893m(含井底水窩22.8 m)，井口標高+309.2 m,凈直徑7m，井壁500mm,井筒凈斷面38.5 m2。

圖1 壁后注漿孔斷面示意

2 水文地質(zhì)概況

夏店井田地處汝河流域，為山前洪、沖積傾斜平原，北部高、南部低，沖溝發(fā)育，大氣降水一部分滲入地下，在洪、沖積物空隙間徑流，于沖溝切割部位或在荊河河谷以泉的形式泄出。在夏店村西北的夏店正斷層附近，有中寒武系張夏組灰?guī)r出露，與井田的二疊系石千峰組平頂山砂巖接觸。受地形地貌影響、地質(zhì)構(gòu)造、氣象等因素影響，夏店井田地下水接受大氣降水補給后，由北東流向南西，其大部分頂托排泄到第四系砂礫石孔隙含水層中，另一部分在高壓水頭的驅(qū)動下，經(jīng)庇山二井進入本區(qū)，繼續(xù)向南西徑流，至毛寨正斷層沿斷層帶向上越流補給其它含水層。根據(jù)井檢孔地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，副井井筒所穿過的主要含水層見表1。

表1 井筒所穿過的主要含水層

3 方案選擇

質(zhì)量控制與安全技術(shù)對策:

夏店煤礦副井井筒施工期間嚴格遵守《煤礦防治水規(guī)定》，依據(jù)井筒現(xiàn)實情況，提出以下4種治水方案：

3.1 方案一：普通注漿法。選用普通硅酸鹽水泥+液體水玻璃注漿法。現(xiàn)有成套的注漿設(shè)備，過硬的注漿技術(shù)與成功的注漿經(jīng)驗，一直沿用至今，治水易把握。

優(yōu)點：注漿材料便宜，造價低。缺點：對于井壁質(zhì)量差的地方無法進行帶壓注漿，遇大水易沖散無法固結(jié)。

3.2 方案二：注漿材料選用白銀牌BY12-VI型遇水不分散注漿料，BY12-IA型早凝早強高強注漿料，BY12-I型高性能無收縮注漿料，BY12-7型瓦斯密封孔專用注漿料注漿。

優(yōu)點：抗壓強度大，密實度高，能夠?qū)β銕r面及破碎帶進行加固提高抗壓強度。缺點：小裂隙水無法注入且工程造價高。

3.3 方案三：采用馬麗散A+B料化學漿進行注漿堵水。

優(yōu)點：固結(jié)性好：缺點：強度不高，裂隙水效果不佳，材料貴，造價高。

3.4 方案四：采用普通法水泥+水玻璃雙液漿與白銀牌注漿材料相結(jié)合，兩種材料根據(jù)現(xiàn)場的實際情況交替使用，考慮到平頂山砂巖段豎直裂隙發(fā)育，白銀注漿材料對小裂隙效果不佳采用用普通注漿法封堵水眼注裂隙，用白銀注漿材料加強井壁強度堵水的思路進行施工。

優(yōu)點：兩種注漿法相互補充其自身的不足，即能達到注漿效果又能降低注漿成本。缺點：施工工藝復(fù)雜。根據(jù)以上四種注漿方案通過成本及施工壞境進行對比，經(jīng)國內(nèi)多名注漿專家現(xiàn)場分析指導，第四種注漿方案優(yōu)于前三種注漿方案，因夏店煤礦選用第四種注漿方案。

4 方案實施

4.1 注漿段劃分

根據(jù)已揭露巖性、井壁出水特點及井壁破壞情況，自上而下通過臨時工作盤往混凝土壁后鉆孔2-3.5 m深，考慮到平頂山砂巖的特殊巖性，在平頂山砂巖段孔深最深控制在5m進行注漿，材料選用兩類：（1）選用白銀牌BY12-VI型遇水不分散注漿料，BY12-IA型早凝早強高強注漿料，BY12-I型高性能無收縮注漿料，BY12-7型瓦斯密封孔專用注漿料注漿；（2）采用水泥+水玻璃進行注漿封堵,水泥選用用新鮮袋裝P·O42.5 級普通硅酸鹽水泥，水玻璃選用濃度為38～42Be＇，模數(shù)為2.8 ～3.2 液體水玻璃。

4.2 注漿孔布置

注漿材料的選擇不影響注漿鉆孔的施工，本次施工自上而下通過吊盤，從62米處滲漏水開始往下造孔，采取垂直井壁和切向注漿孔（水平切線角3～50）相結(jié)合，深淺孔“三花”均勻布置。深孔3m，淺孔1.5 m，排距1m，孔距1m，每排對應(yīng)布置20～22個注漿孔，在封堵集中漏水點處，直接造孔，在接茬漏水處，均勻上下布孔。

4.3 設(shè)備選擇

注漿設(shè)備：選用2TGZ-120/90型雙液調(diào)速高壓注漿泵和BY12-500L立式高速拌漿機。

造孔使用YT-28型風動鑿巖機，配￠43mm一字型合金鉆頭，使用￠22mm中空鋼長2m～3.5 m做鉆桿。

4.4 注漿參數(shù)選擇

4.4.1 水泥漿液的配制：水泥漿液的水灰比為1：1～0.8 ：1（重量比）。

4.4.2 水玻璃漿液的配制：水泥漿與水玻璃漿液配比為1:0.6 ～1:0.8 （體積比）。

4.4.3 注漿壓力：本次壁后注漿堵水壓力為4～6Mpa（注漿壓力可根據(jù)井壁抗壓情況和注漿效果做相應(yīng)調(diào)整）。

4.4.4 擴散半徑：壁后注漿擴散半徑3m～5m控制。

5 結(jié)論

經(jīng)過此次對副井井筒壁后注漿，注漿治水效果達到70%以上；經(jīng)截水槽收集到第二腰泵房中，工作面淋水不超過5m3/h。