塔什店主井及副井井筒地面預注漿方案設計

楊再江　李　寧　陳紅蕾

(1．新疆邢美礦業有限公司，新疆庫爾勒　841000;2．北京中煤礦山工程有限公司，北京　100013)

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塔什店主井及副井井筒地面預注漿方案設計

楊再江1李寧2陳紅蕾2

(1．新疆邢美礦業有限公司，新疆庫爾勒841000;2．北京中煤礦山工程有限公司，北京100013)

摘要:結合工程實例，介紹了全“S”孔注漿施工方案，從注漿起止深度、注漿孔布置、注漿段高與壓力、漿液注入量等方面，探討了注漿施工中的設計要點，有助于鑿井掘進工作的順利進行，為類似工程的施工提供了參考。

關鍵詞:地面預注漿，注漿施工，井筒

1　工程概況

礦井南距庫爾勒市18 km的塔什店鎮，東北距焉耆縣城約43 km，314國道和和庫高速公路從井田東南部處通過，南疆鐵路從井田東南部約2 km處通過，區內有簡易公路與之相通，交通便利。行政區劃屬庫爾勒市管轄。

塔什店礦區一號礦井由新疆邢美礦業有限公司籌建，設計主、副、風井三個井筒，采用立井開拓方式。目前，三個井筒均采用普通鑿井掘進至約340 m，由于工作面出水，無法繼續掘進。下一步主、副井擬采用凍結法對上部地層實施特殊鑿井，采用地面預注漿法對下部基巖段含水層進行治理。

2　地面預注漿總體設計

目前，由于井筒出水原因，井筒已停止掘砌。為盡快恢復井筒掘砌，主、副井均采用全“S”孔注漿施工方案。注漿采用以粘土水泥漿為主要注漿材料、輔以單液水泥漿，必要時可選用化學漿液等其他材料的地面預注漿施工工藝，總體設計方案見表1。

表1　注漿主要參數設計表

3　注漿施工設計

1)注漿起止深度。根據地質資料尤其是含水層特征，主、副井井筒地面預注漿起止深度分別為608 m～762．5 m，608 m～707．5 m，上部距離凍結段120 m，下部超過井筒深度20 m，注漿段長分別為154．5 m，99．5 m。

2)注漿孔布置?！癝”孔布孔圈徑的具體位置主要根據鑿井井架、鑿井施工條件及凍—注平行作業等條件確定。主、副井均布置6個注漿“S”孔，布孔圈徑分別暫定27 m和29 m，落點圈徑分別為10．5 m和11．5 m，落點基本均布，見圖1。

圖1　注漿孔布置示意圖

3)注漿段高與壓力。注漿段高的劃分取決于含水層的位置、厚度以及注漿泵的性能等諸多因素。段高劃分遵循針對性、特殊性及一致性的原則。針對性是對已確定的含水層(段)進行注漿;特殊性是指注漿用于特殊的目的，如斷層及破碎帶的加固等;一致性是將具有相同地質沉積環境、相同的巖性及裂隙發育規律的一組或兩組以上巖層劃為同一注漿段高。根據井筒檢查孔鉆孔綜合柱狀圖及相應地質報告，劃分不同的注漿段高，施工時可以根據揭露巖層的含水、破碎等實際情況，有針對性地進行段高調整，縮小或合并段高，以更有利于保證注漿質量。注漿壓力:巖帽段注漿終壓為靜水壓力1．5倍～2．0倍;其他注漿段注漿終壓為靜水壓力的2．0倍～2．5倍。施工過程中可以根據壓水、巖層等實際情況進行必要調整。另外，在井筒地層中的破碎層位等特殊地層使用不同漿液注漿時可以根據地層情況進行注漿壓力調整。主、副井注漿段高劃分及注漿壓力見表2。

表2　主、副井注漿段高劃分及各段高注漿壓力表

4)漿液注入量。漿液注入量根據漿液有效徑向擴散距離和注漿段平均裂隙率，應用下列公式進行計算:

其中，Q為漿液注入量，m3;A為漿液超擴散消耗系數，基巖取1．3，巖帽段取1．5;R為距井中心的漿液有效擴散半徑，m，R=r+ L，r為注漿孔落點半徑，主井為5．25 m，副井為5．75 m，L為漿液沿徑向方向的最小有效擴散距離，取10 m;H為注漿總段高，主井為154．5 m，其中巖帽段為20 m、基巖注漿段為134．5 m，副井為99．5 m，其中巖帽段為20 m、基巖注漿段為79．5 m;m為漿液結石率，取0．85;β為漿液充填系數，取0．95;η為巖層平均裂隙率，均取5%。

固管與巖帽段采用單液水泥漿，一序和二序“S”孔分別需要單獨固管，根據經驗，“S”孔固管每次約20 m3。根據公式計算，注漿量的設計見表3。

表3　主、副井漿液注入量設計表　m3

5)注漿造孔。套管段鉆孔直徑為195 mm～245 mm，套管采用φ168 mm×6．5 mm無縫鋼管。注漿段鉆孔直徑為120 mm～135 mm。造孔工程量見表4。

表4　造孔工程量

4　注漿注意事項

1)注漿前要對整個注漿施工管路系統做壓水耐壓試驗，檢查管路上的所有接頭、閥門及管件的耐壓能力，如有不符合要求的要及時更換或調整，直到符合要求后才能開始注漿。

2)注漿中發現壓力突降而吸漿量突然增大，或已注入一定量的漿液而注漿壓力仍不回升時，說明漿液進入孔隙或裂隙泄漏。此時應查明原因，可采取加大水泥漿濃度，縮短凝固時間等方法處理。3)注漿中發現泵壓驟升，可能是注漿管路堵塞，應立即停泵檢查，找出原因，及時處理，以保證注漿工作順利進行。

參考文獻:

［1］趙杰，薛懷軍．注漿堵水技術在井壁防治水中的實踐與探索［J］．山東煤炭科技，2010(1):19-23．

［2］王國合，高學奎，張建軍．地面預注漿在平煤五礦井筒堵水中的應用［J］．中州煤炭，2009(1):37-40．

［3］趙書梅，賈立芹，王德強，等．金地鐵礦地面注漿堵水技術應用實踐［J］．探礦工程(巖土鉆掘工程)，2009(2):59-60．

［4］鄭春陽．注漿堵水技術在盲斜井施工中的實踐［J］．采礦技術，2009(1):101-102．

［5］王志驊，湯友誼．立井井筒工作面預注漿堵水技術的研究與應用［J］．煤炭技術，2009(3):7-8．

The design of Tashidian main shaft and auxiliary shaft surface pregrouting scheme

Yang Zaijiang1Li Ning2Chen Honglei2
(1．Xinjiang Xingmei Mining Co．，Ltd，Kuerle 841000，China;2．Beijing China Coal Mine Engineering Co．，Ltd，Beijing 100013，China)

Abstract:Combining with the engineering example，this paper introduced the all“S”hole grouting construction scheme，from the start-stop depth of grouting，grouting hole layout，the height and pressure of grouting section，grout injection amount and other aspects，discussed the design key points of grouting construction，help sinking tunnelling work smoothly，provided reference for similar engineering construction．

Key words:ground grouting，grouting construction，shaft

作者簡介:楊再江(1964-)，男，工程師

收稿日期:2015-10-26

文章編號:1009-6825(2016)01-0088-02

中圖分類號:TD265．4

文獻標識碼:A