金青頂礦區主井工作面預注漿堵水施工工藝研究

【摘 要】本文介紹了金青頂礦區主井在高涌水的情況下，合理確定注漿堵水施工工藝，并取得的良好效果，為深井井筒涌水的治理提供了技術和經驗。

【關鍵詞】注漿；涌水；施工工藝；工作面預注漿

0 引言

金洲公司金青頂礦區主井設計井深1263米，施工中遇到較大涌水，涌水量約為30m3/h，對施工速度、施工安全及工程質量造成了嚴重影響，工程人員決定進行工作面預注漿堵水，而如何確定合適的施工工藝則顯得至關重要。我們就此課題進行了研究。

1 注漿前準備

1）孔口管的埋設：將工作面清理干凈后，將模板拉起3m，并對下部2米永久井壁進行鑿毛處理，在井筒周圍按設計規定角度（與垂直方向成5°角）均勻埋設8根直徑為Ф108mm，長度為4m的孔口管（在孔口管的中部及上部焊三道加固肋，從而增加孔口管埋設的牢固性），在靠近孔口管的附近的砼井壁上注入一根管縫錨桿，將孔口管固定在錨桿上。

2）濾水桶的埋設：在清理好的工作面上在兩個吊桶之間，接近井筒中心左右的位置，將長度為4m的濾水桶垂直放置，并固定好，濾水桶的作用是在澆筑止漿墊及養護期間排出濾水層內的井筒涌水，使其不影響砼止漿墊的澆筑及養護。

3）鋪設濾水層：在固定完孔口管及濾水桶以后開始鋪設碎石作為濾水層，鋪設高度0.7m。

4）澆筑止漿墊：鋪設完濾水層以后在濾水層上鋪設一層風筒布或厚塑料布，其作用是防止灰漿滲入濾水層，鋪設完以后，在上面澆筑砼，標號為C30，澆筑厚度3m，澆筑期間要振搗充分，并使砼與巖壁和砼井壁契合密實，從而確保止漿墊的澆筑質量，為下一步注漿提供壓力保證。澆筑完成后要對止漿墊進行養護，養護期7天，在養護12小時內絕對不能使濾水桶內的涌水超過止漿墊底部，從而確保止漿墊的質量，使其不會受到下部涌水的影響。

5）井壁的加固：在養護止漿墊期間對止漿墊以上井段進行壁后注漿，并且在止漿墊上部0.5m處打8個孔深為3m的注漿孔進行深孔注漿，以防止注漿時漿液上竄破壞井壁。

2 鉆孔施工

養護完成后開始施工鉆孔，注漿鉆孔采用一臺潛孔鉆機，配Ф60mm鉆桿、Ф90mm沖擊鉆頭施工，鉆孔孔徑Ф90mm，鉆孔分兩個階段施工，在打鉆之前要在注漿孔口管上安設Ф133mm高壓球閥和防噴裝置，以防止鉆孔時含水層突水或噴砂等造成淹井事故及噴孔傷人。

鉆孔時堅持兩步：第一步堅持有水即注的原則，先堵水；第二步是將該層水成功堵住以后對下部巖層進行探水，探水深度42m。工作面存水利用風泵排到吊桶內，再通過主、副提絞車提升到地面，排出場外。

3 注漿作業

1）工藝方法

在進行打鉆探水過程中堅持有水必注的原則，注漿前先用清水沖刷鉆孔，沖孔時流量和壓力要盡可能大些，目的一是借此檢查一下管路的承壓效果，二是盡可能的在短時間內將鉆孔沖洗干凈，沖洗干凈后通過泄壓三通將壓力泄掉，再用漿液注漿，水泥單液漿要求漿液先稀后濃，壓力由小到大平穩增至設計終壓并穩定30分鐘，結束前先壓注管路容量的80%的清水，然后再結束注漿，放出管路中的殘液，沖刷管路，為下次注漿做準備，如此1#～8#循環往復直至注漿結束（打鉆掃孔后無水）。

2）注意的問題

①鉆孔、注漿施工順序：原則上施工一個鉆孔注漿一個孔，堅持對稱打鉆注漿的原則，打鉆、注漿先后順序為1#、5#，3#、7#，2#、6#，4#、8#。

②深部探水施工：當注漿達到要求以后，進行深部探水，探水深度42米，為下一步掘進提供水文及地質參考資料。可能的情況下，如果鉆機能力允許可以加大探水深度。

③注漿過程中注漿壓力控制在7.8MP（注漿終壓）以下為最佳。

4 注漿結束

1）注漿終壓控制在7.8MP。

2）當井壁接茬出現跑漿時，要及時減小注漿流量，并調整漿液濃度，增大草酸濃度，通過控制流量來控制注漿壓力，當井壁接茬不再跑漿時要及時停止注漿，防止破壞井壁。

3）結束注漿時，需壓注一定量的清水，將管路沖洗干凈。采用化學漿液注漿，每次結束注漿刷管時只沖刷草酸溶液的管路即可，脲醛樹脂的管路不用沖刷，待下次注漿時直接注漿即可。

5 排水

為防止注漿施工期間發生淹井事故，必須有完備的排水方案。排水采取一段排水即可，配備一臺200QJ32/299潛水泵，水泵及水箱設在吊盤上部，并將水箱固定在吊盤上部，井下布置4臺（暫定，根據水量大小依情況而定工作臺數）風泵。啟動潛水泵通過經排水管將水排到-785m中段巷道內，進入到甲方水倉內，通過甲方排水大泵排出。設置專人觀察水情變化，每班至少觀測兩次。

6 結語

按照此工藝進行的注漿堵水有效的解決了金洲公司金青頂礦區主井的涌水問題，涌水量由30m3/h降為5m3/h。為井筒的掘砌施工進度、質量及安全提供了良好的條件。此項工藝對其他的井筒堵水工程有極好的借鑒意義，尤其是施工難度大的千米深井。

【參考文獻】

[1]崔云龍.最新簡明建井工程手冊[M].煤炭工業出版社，2010.

[2]GB50511-2010 煤礦井巷工程施工規范[M].中國計劃出版社.

[3]董方庭，姚玉煌，等.井巷設計與施工[M].中國礦業大學出版社，2004.

[責任編輯：楊玉潔]