潘一東區主井井筒地面預注漿工程施工工藝

摘要：本文對潘一東區主井井筒地面預注漿工程施工工藝進行了簡要論述。

關鍵詞：注漿工程 施工工藝

1 工程概況

潘一東區礦井位于淮南市潘集區境內，距淮南市區約25公里，工業場地位于潘集鎮東約8公里處。礦井由煤炭工業合肥設計研究院設計，立井開拓。礦井設計生產能力為3.00Mt/a。井筒治水采用上凍下注的方式，即新生界松散層采用凍結法，基巖段采用地面預注漿法，礦井由淮南礦業集團投資建設，主井井筒地面預注漿工程由礦業集團地質勘探工程處施工。主井井筒凈直徑為7.6m，設計井筒深度為-873.2m，井筒內地層傾角5~7°，走向85~105°，F32斷層從本區穿過。

本次注漿段設計經過變更后為233.00~883.5m。設計注漿壓力不超過25.0Mpa，設計注漿量22591m3，根據檢查孔資料將注漿段劃分為10個含水層，總涌水量預計為434.56m3/h，要求井筒剩余涌水量不超過6m3/h。

2 注漿孔施工

2.1 鉆孔布置

根據井筒建設“三同時”的原則，主井井筒地面預注漿先行施工，本工程地面共布置9個鉆孔，內圈6個直孔，分別為注1、注2、注3、注4、注5、注6孔，內圈孔布孔圈徑φ13.0m，且大體均勻分布；外圈3個“Y”形分支孔，分別為Y1（Y2）、Y3（Y4）、Y5（Y6），其布孔圈徑為φ30~40m。

2.2 施工順序

先施工內圈孔，后施工外圈孔。內圈直孔分兩組施工，先期施工第一組孔：注1#、注3#、注5#，后期施工第二組孔：注2、注4#、注6# 孔。

外圈“Y”孔也分兩組施工，先期施工主Y2、主Y4、主Y6孔，后期施工主Y1、主Y3、主Y5孔。其中外圈孔的最后一個孔Y5孔作為注漿質量檢查孔。

2.3 鉆探施工技術措施

根據施工組織設計要求，單孔偏斜率不大于8~10‰，且大體分布均勻，以確保在井筒任意深度注漿帷幕有足夠的厚度。

2.3.1 設備選型

根據注漿深度選用TXB－1000Ａ型、TSJ－1000型鉆機、TBW850/50泥漿泵、NBB250/60泥漿泵、YST－25型隨鉆測斜儀、螺桿鉆具等。

2.3.2 沖洗液

我們在鉆進與透孔時均使用正常泥漿護壁，相比以前要求的清水鉆進，這樣效果更好。

2.3.3 測斜、防斜與導斜

每個段高結束時均用陀螺測斜儀測斜，測斜要求重復性要好。由于本地區的地層極易歪斜，用鉆具防斜的效果不大，故大多采用定向糾偏的方法。外圈“Y”型分支孔要從φ30~40m布孔圈徑導斜鉆進到φ13.0m圈徑，造孔過程中及時測斜、計算、投圖、分析孔斜資料，預測孔斜可能超偏或估計不能達到預定位置，即時進行糾偏或導斜。本工程采用了目前國內最先進的隨鉆定向技術來進行糾偏與導斜，經過精心施工，鉆孔偏斜率全部達到要求。

3 注漿工藝

3.1 注漿設備

BQ—350撬裝泥漿泵3臺，NBB—250/60三缸泵3臺，粘土漿制漿機2臺，攪拌機5臺，移動式皮帶運輸機3臺。

3.2 注漿材料

巖帽段使用單液漿，材料包括：三乙醇胺、水、水泥、食鹽。基巖段采用粘土水泥漿，材料包括：水、水玻璃、粘土、水泥。

3.3 注漿施工

3.3.1 注漿段劃分

注漿段劃分主要是要考慮到含水層的位置、主要煤層及需要加固的硐室等，其次考慮容易拉塞的位置。本次注漿共劃分了9個段高，內圈孔4個段高，外圈孔5個段高，最小段高58m，最大段高88.5m。

3.3.2 注漿壓力與注漿量

注漿壓力與注漿量是影響注漿質量的最重要因素。本工程設計注漿壓力內圈孔為靜水壓力的2.5～3.0倍，外圈孔485.0～720.0m為靜水壓力的2.5～3.0倍；720m～孔底為靜水壓力的2.0～2.5倍；施工中注漿壓力滿足設計要求。本工程設計注漿量22591m3，實際注入量33634m3。增加的注漿量主要在于對煤層，破碎帶，斷層進行了加固注漿，這樣不僅鞏固了注漿質量，也利于以后的鑿井。

3.3.3 注漿

注漿巖帽段單液漿水灰比自0.5：1~1.25：1，三乙醇胺為水泥重量的0.5‰，食鹽加量為水泥重量的5‰；粘土水泥漿的原漿比重1.18~1.28，水泥加量100~250Kg/m3，水玻璃加量10~30l/m3，注漿一般要遵循先稀后稠的原則。

3.3.4 注漿結束標準

注漿壓力與每米注入量達到設計要求，單液水泥漿注漿終量＜100l/min，粘土水泥漿≤250l/min，且穩定時間大于20min。

4 注漿效果檢查

通過壓水試驗來檢查注漿效果，內圈孔待選取注2#孔在第四段注漿之前，外圈孔選取Y5#孔分別在第九段和第七段注漿之前，透開鉆孔將φ168mm或φ110mm止漿塞下在孔深233.0m或485.0m或720m左右，進行壓水試驗。調節BQ～350的流量，壓力與流量同步觀測，每5分鐘一次，使壓水試驗的壓力及流量穩定20min以上；壓力穩定標準ΔP≤1%，流量穩定標準ΔQ≤10%。

本工程共進行三次壓水試驗，最后通過計算得出井筒預計涌水量為2.673m3/h，完全滿足設計要求。

5 存在的問題及建議

地面預注漿工程是一項綜合性、系統性的工程，工序較多且復雜。本工程質量要求高，工期要求較緊，工程施工具有一定的難度，因此，加強施工組織與管理，不斷優化施工設計，嚴格把好各施工環節的質量關，對加快施工速度，保證注漿質量十分重要，在此方面尚需總結提高。

4 結束語

本工程自2008年1月24日第一個內圈孔開工至2008年12月21日最后一個Y孔封孔結束歷時333天，總進尺7450.5m，總注漿量33634m3，本工程施工在監理方嚴格監理和甲方的嚴格監督下，順利完成了鉆探造孔和注漿任務，各施工環節符合設計要求，各施工工序均按有關規定進行報驗。

施工鉆孔結構合理，偏斜符合要求，注漿達到結束標準，經抽水試驗井筒剩余涌水量約2.673m3/h，計算堵水率達99.38%，注漿質量良好。