井筒注漿工藝分析與應用

代守樂 杜 鵬 張晶潔

（河南興平工程管理有限公司 467000）

井筒注漿工藝分析與應用

代守樂 杜 鵬 張晶潔

（河南興平工程管理有限公司 467000）

對井筒治水的研究，是井筒治水的一個關鍵環節，所以對治水方法的研究直接關系到井筒施工的成敗。本工程以平頂山砂巖段為例，對注漿鑿井法工藝進行分析，積極推廣和運用新技術、新工藝、新材料、新設備、提高施工技術水平和技術含量，不斷加快施工進度。不但施工簡單，并大大縮短了工期。

井筒；治水；注漿；平頂山砂巖段

井筒是礦井的咽喉，在眾多影響建井快速施工的因素當中，水害及其防治技術是最關鍵的因素。平頂山砂巖，節理與細微裂隙極其發育，含水量大、水壓高，水患嚴重，導致工期延長甚至停工，為保證工程的順利進行必須治水。

平煤股份十礦北二進風井井筒掘砌工程是進風井工程施工過程中的一個重要組成部分，由平頂山平煤設計院有限公司設計，該井筒主要擔任十礦三水平二期開采時期內的進風任務，設計井筒凈直徑8m，井口標高+223.000m，井底標高-896.572m，井深1119.572m。

含水層最大的平頂山砂巖含水層位于井深338.3～430.4m處，巖層厚92.1m，實測最大涌水量191m3/h。該段巖層為井筒主要含水層，巖性為淺肉紅色、橫向裂隙不發育，巖層極具幾何形狀，裂隙開度小、連通性差且不均勻，出水形式以巖層大面積小裂隙涌水為主，該段裂隙分布規律性較差。

1 注漿治水法

目前井筒常用的治水方法為注漿治水，注漿是把可以凝結的漿液通過專用的注漿設備和注漿管路，注入到巖土體的空隙（含孔隙、裂隙）和空洞中去，漿液經過擴散、凝固、硬化，改變巖土體的力學性能，降低其的滲透性，提高其強度和穩定性，從而實現加固巖土體和堵水之目的。

2 注漿工藝

當井筒施工至含水層時采取以下方式進行注漿堵水：

當探水鉆孔單孔涌水量大于5m3/h或綜合涌水量大于5m3/h時，根據工作面巖石穩定情況，每次留5～10m隔水巖帽，進行工作面循環預注漿，每次注漿段高按18～20m控制，要求注漿至含水層底板以下5m，每次注漿結束后，必須打4個注漿檢查孔，檢查注漿效果。注漿效果明顯或水量小于0.5m3/h且無水壓時，繼續掘進。

3 注漿方法

工作面預注漿：工作面預注漿適用于含水層埋藏較深，層數較少，井筒涌水量大于40m3/h，含水層具有垂直或傾斜的細小裂隙的條件。在井筒掘進到距含水巖層一定距離時停止掘進，構筑混凝土止水墊，隨后鉆孔注漿。然后在止水墊上鉆孔注漿。

該井筒工作面注漿范圍位于井深430m以上，共劃分為22個注漿段；每次工作面預注漿共布置41個注漿孔，俯角83°，注漿順序1→3→5→7→9→11…→41→2→4→6→8→10→12…→40，外圈注漿孔距幫300mm，二圈距外圈孔2m，內圈距二圈孔2m，控制井筒輪廓線外5m。檢查孔距井筒中心對應布置4個，俯角90°，當檢查孔單孔水量大于1m3/h時，補打鉆孔繼續補強注漿；每循環注20m，掘12m，預留8m超前距，在井筒外圍形成注漿帷幕，將水堵截在注漿帷幕圈以外。

井筒壁后注漿：井筒施工過程中，當井壁涌水量大于10m3/h時，采取壁后注漿，壁后注漿方式采用上、下行相結合進行注漿堵水，注漿孔的布置采用“三花孔”，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；壁后注漿孔排距2m，孔距1～1.5m，每排對應布置16個注漿孔，淺孔1～2m，中深孔2～3m，深孔3～5m，依現場實際出水情況可增減注漿孔。

4 技術創新點

對井筒治水的研究，是井筒治水的一個關鍵環節，所以對治水方法的研究直接關系到井筒施工的成敗。本工程以平頂山砂巖段為例，對注漿鑿井法工藝進行分析，積極推廣和運用新技術、新工藝、新材料、新設備、提高施工技術水平和技術含量，不斷加快施工進度。不但施工簡單，并大大縮短了工期，其創新點有：

（1）根據平頂山砂巖層裂隙垂直發育特點，工作面注漿徑向切線孔布置，外圈孔布置順時針方向，內圈孔逆時針布置。

（2）每個鉆孔采用分段循環的注漿方式，以井筒中心為基點：施工完一個孔后，旋轉180°對稱施工另一個孔；先施工最外圈孔，接著施工二圈鉆孔，最后施工中心孔與檢查孔。

（3）利用雙漿液把裂隙極發育且連通性好的富含水砂巖層裂隙、孔隙充填飽滿，與巖層固化成密實整體，形成一個隔水帷幕，把涌水排擠在井筒周邊5m范圍以外，井筒掘砌過后，局部井壁滲水，可采用壁后注漿封堵，從而達到綜合防治水目的。

（4）通過井筒工作面預注漿+壁后注漿，封堵涌水，改變水流方向，同時增厚、加固井壁，達到徹底根治井筒涌水的目的，從而實現安全生產。

5 推廣及應用

通過綜合注漿技術，達到防治水目的。一方面節約井壁長期維修費用和不斷排水費用，經濟效益極為明顯；工作面預注漿及壁后注漿封堵涌水確保地下水資源，保護地面生態環境；另一方面可以為公司乃至國內外同類行業工作面預注漿+壁后注漿新工藝技術應用方面，提供可借鑒的成果和經驗。再者，通過注漿消除井筒施工時突水淹井事故，保證施工安全，由此證明經濟和社會效益非常可觀，已經成為當今世界發展的一個必然趨勢。

[1]徐繼民，裴大文.首山一礦主井井筒施工中的綜合防治水技術[J].建井技術，2006，27（6）：8～9.

[2]仝洪昌.立井井筒施工中的綜合防治水技術[J].建井技術，2007，28（5）15～17.

[3]郭明生，翟加文，高顯龍.平頂山砂巖段含水層地面預注漿堵水辦法.中州煤炭，2013：9.

[4]梁祖軍.平煤四礦三水平風井井筒工作面預注漿施工技術[J].中州煤炭，2007，4（1）：65～66.

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1004-7344（2016）03-0194-01

2016-1-10