深部矿井井筒突水原因研究(2)
(1)注浆总形式:封堵两处明显出水点(累深355.5m、180m)→进行壁后充填加固(采用上行式)。
(2)钻孔布置方式:加固累深350~50m,每60m一个段高(累深350m、290m、230m、170m、110m、50m),每排均匀布置4个孔,方向垂直井壁。
(3)钻孔深度及结构:钻孔深度以穿过内壁不得大于100mm(双层聚乙烯塑料板不大于100mm);造孔(YT-28型风钻,Ф42mm钻头,孔深500mm)→送注浆管(缠麻,Ф42×550mm的注浆管,外带马牙扣)→钻至设计孔深(Ф28mm钻头)。注浆管外露长度不得超过50mm。
(4)工艺流程:
总工艺流程:布置注浆站→安装设备→试验→调整设备→挖补井壁裂隙(挖“V”型槽,水胶泥封裂隙,不坚固井壁全部挖出,并封堵严密,糊缝水泥、水玻璃比采用1:1~1:0.5)→开钻。
单孔注浆工艺流程:开孔→安装孔口管→扫孔并钻到设计深度→测涌水量→压水试验(静水压力的1.5~2倍,最大注浆压力控制在3Mpa,基岩段注浆压力最大为2.0Mpa,稳定10min)→制备浆液→注浆→(结束)清洗注浆管路。
(5)注浆材料与浆液配比。
水泥浆、水泥-水玻璃双液浆两种。水泥为P.o42.5普通硅酸盐,水玻璃为40~45Beˊ,模数为2.8~3.2,单液水泥浆浓度在1:1~0.6:1范围内,原则上按先稀后浓,水泥浆和水玻璃双液浆的体积比按现场需要在1:0.4~1:1范围内现场调节。对出水量较小注浆孔接好注浆系统,先压水试验,依据压水情况,确定浆液的起始浓度;对出水量较大钻孔可直接进行制浆、注浆,用双液浆堵水;壁间充填加固注浆以单液水泥浆为主。
(6)注浆结束标准。
单孔注浆结束标准是达到设计的注浆压力或距工作盘较远处漏浆;总注浆工程结束标准:井筒内无明显涌水点。
(7)封孔及废孔的处理。
注浆达到设计压力,采取间歇注浆或注双液浆,待注浆孔能稳住设计的注浆压力停止注浆,拆除孔口球阀后,把孔口管闷盖上紧。对打出的干孔用水胶泥或树脂封住。
3.存在问题及建议
(1)回风井井筒解冻后内壁大量出水,说明外井壁有大量渗透水裂隙。为防止裂隙进一步扩大,加强回风井水文地质跟踪调查,进行必要的水温测试、水质化验。从动态上把握涌水水源变化。
(2)目前四个井筒(风井、副井、回风井、主井)解冻后壁基之上部位都有不同程度出水,通过壁间注浆,涌水量控制在6m3/h以下,治水效果显著。
(3)中性层危险截面的形成,可很好地解释在冻结立井施工中上层井壁不断出现水平裂隙问题。因此提高井壁强度设计时应考虑到:增加中性层壁厚,且其上下一定范围内采用较高标号混凝土。 [科]
【参考文献】
[1]高磊.矿山岩石力学[M].北京:机械工业出版社,1987.
[2]黄定华等.淮北临涣矿区立井井壁破裂机理及治理技术的研究.淮南矿业学院,1994.5.
[3]经来旺等.冻结法施工中温度变化对井壁强度的影响,煤炭学报,2000.2.
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