会宝岭铁矿副井工作面预注浆施工组织设计样本.doc

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目 录
第一章 概况
第一节 工程概况
第二节 地质和水文地质概况
第三节 设计编制依据
第二章、 施工工艺
第一节 施工方案
第二节 施工设计
第三节 施工工艺
第三章、 施工辅助系统
第一节 排水系统
第二节 通风系统
第三节 供水系统
第四节 供电系统
第五节 其它系统
第四章、 劳动组织及工期预计
第一节 劳动组织
第二节 工期预计
第五章、 设备材料计划表
第六章、 安全技术措施措施
第一节 钻孔防突水安全技术措施
第二节 钻进技术安全技术措施
第三节 注浆施工安全技术措施

会宝岭铁矿工作面预注浆施工组织设计
第一章 概况
第一节 工程概况
会宝岭铁矿副井井筒净直径5.5m, 井筒全深764.75m, 井口标高+88.2m, 落底标高-676.55m, 井筒全部为基岩, 井壁结构除井颈和壁座外, 全部为素混凝土井壁, 壁厚为300mm, 混凝土标号为C30。 井筒设计有14个马头门和2个管子道。
副井井筒现已浇筑施工到井深747.5m, 施工完12个马头门和1个管子道, 浇筑结束位置位于已施工的最下一个马头门-601.7m往下浇筑16模( 每模3.6m) , 于 8月21日凌晨5: 12在井深750.2m工作面伞钻打眼时, 发现在西南部眼孔有涌水, 且有压力, 工作面水位上涨, 水泵排不及, 实测涌水量有102m3/h( 不包括往三处联络巷内排水量20 m3/h) , 为防止涌水淹井, 不能再继续往下施工, 只能采取强排水应急救援方案, 现已增加安装一台50 m3/h卧泵, 使用两台卧泵配合吊桶排水, 同时对-601.7m马头门往下到大模位置进行井壁壁后注浆, 现在已经能够控制住水量, 准备进行工作面注浆封水, 为了注浆工作有序进行, 特编制此设计。
第二节 地质和水文地质概况
根据矿方提供的《副井检查孔地质报告》副井检查孔只打到-545.83m, 以下无地质资料, 根据矿方要求根据《主井检查孔地质报告》主井检查孔打到-678.99m的井筒预测地质柱状图推断: 副井750.2m-764.75m该段地质资料为岩芯以块状、 短柱状为主, 次为柱状, 少量长柱状。岩石坚硬、 性脆, 可见正长石花岗岩脉及石英团块侵入, 使得岩体破碎, 易掉块, 工程地质条件差, 裂隙发育, 与岩心轴夹角分别为10-150, 35-400, 裂面均不平直, 具滑感, 个别裂面粗糙, 新鲜, 白色及铁氧化锈色薄膜充填。施工区段岩层不含水, 只有井底往下在768-774m段含水极微弱。
主井井筒预计最大涌水量为52.23m3/d,而副井井筒预计最大涌水量为43.001m3/d, 但根据现场实际揭露水量与预计水量出入较大, 经过8月21日到现在的排水, 并对-601m马头门及到工作面井筒段注浆, 现实测涌水量涌水量为72m3/h, 涌水量仍较大。
第三节 设计编制依据
一、 《矿山井巷工程施工及验收规范》( GBJ-213-90) ;
二、 《金属非金属矿山安全规程》( GB16423- ) ;
三、 《煤矿安全规程》( ) ;
四、 临沂会宝岭铁矿主、 副井井筒检查孔地质报告;
五、 临沂会宝岭铁矿主井井筒检查钻孔水文地质柱状图;
六、 临沂会宝岭铁矿副井井筒检查钻孔水文地质柱状图;
七、 临沂会宝岭铁矿主井井筒检查孔抽水试验综合成果图;
八、 临沂会宝岭铁矿副井井筒检查孔抽水试验综合成果图;
九、 会宝岭铁矿副井工程井筒全貌图;
十、 《简明建井工程手册》。
第二章 施工工艺
第一节 施工方案
一、 施工方案
根据井筒施工现状, 现在安装有两台50 m3/h卧泵排水系统, 能够满足100 m3/h以内水量的排水, 故此先采取强排水到底, 查看测量工作面出水量, 如工作面涌水量小于20m3/h, 且无压力, 采取工作面直接堵漏封孔注浆, 后直接施工, 打一模注一模, 采用工作面短段探、 注、 掘施工, 逐模推进到井窝; 如工作面涌水量大于20m3/h, 或有压力, 采取工作面封孔注浆减少水量, 打止浆垫进行剩余施工段工作面预注浆, 封堵涌水后, 一次施工到底。
二、 施工顺序
( 一) 工作面短段探、 注、 掘施工顺序
1、 先强排水到井底, 采用f48´4mm无缝钢管加工注浆管直接砸到原打眼出水的眼孔内, 进行封闭工作面涌水注浆;
2、 伞钻下井, 使用长4.7m钻杆配合直径f55的钻头探水, 沿荒径周圈平均布置8个眼, 再在原出水的西南位置距荒径500mm布置2个探眼, 打眼时钻杆要打到底;
3、 探眼时, 如眼孔无水, 则直接使用伞钻打眼, 使用f50的钻头打眼, 眼深不超过2.5m, 探眼在装药时眼底要回填到眼深不超过2.5m, 进行装药放炮; 如眼孔内有涌水, 打到底后直接用f48´4mm无缝钢管加工的带球阀长1.5m的注浆管砸到眼孔内, 采用ZDW-22-60/45中型多功能卧式电动高压注浆泵, 注浆结束后, 再用伞钻再在原探眼间打探眼, 如有水, 则再注再探, 直到探孔内没有水, 再打2.5m浅眼放炮;
4、 如此重复, 每一炮都坚持先探后掘, 先注后掘的施工方法, 探眼孔深应大于循环进尺不小于2m, 施工时边探、 边注、 边掘, 直至施工到底。在施工过程中如打探眼时, 涌水超过排水能力, 要停止继续探眼钻进, 先将涌水量大的眼孔提钻, 砸好注浆管, 关闭球阀, 要依次处理, 不得同时将有水的眼孔同时提钻, 全部砸好注浆管后进行注浆。处理过程中如注浆管砸不住, 且水压大, 涌水量增大, 就不再提出钻杆, 直接卸掉, 收伞钻上井, 进行打止浆垫工作面预注浆施工。
( 二) 工作面预注浆施工顺序
1、 先强排水到井底, 采用f48´4mm无缝钢管加工注浆管直接砸到原打眼出水的眼孔内, 进行封闭工作面涌水注浆;
2、 脱模, 拆除大模刃角, 提升大模底口距浇筑好的混凝土下口不小于1米;
3、 浇筑止浆垫前, 先按预定止浆垫宽度刷帮找底, 再焊接固定预埋7个孔口管, 孔口管距井壁0.5m, 周圈平均布置, 间距2m, 考虑该段为黑云变粒岩, 岩石完整性较好, 且纵向裂隙较明显, 布置时采取径向角70, 切线角1200斜孔, 以满足封水效果, 孔口管采用f108´6mm无缝钢管加工而成, 外焊与4寸25MPa高压闸阀配套的法兰盘, 全长4.1m, 埋固3.5m, 外露0.6m, 以便高压闸阀和注浆三通盘的安装。安装后要采用混凝土将底部浇筑固定;
4、 打止浆垫封工作面, 止浆垫总厚度为3.5m, 先铺650mm的石子滤水层, 再铺一层普通砖, 最后浇筑强度C30混凝土, 止浆垫压井壁800mm, 施工止浆垫时, 中心要预先采用铁桶做为滤水桶, 下部650mm的桶身上要打眼做滤水孔, 确保水流通畅, 用做铁桶作为吸水小井进行排水, 铁桶要高于止浆垫上平面不少于200mm, 最后使用混凝土一次性封闭, 如发现水大时, 也可埋一个注浆管, 最后与其它注浆管一起进行工作面预注浆;
5、 在等待止浆垫强度达到要求的过程中, 搭设钻机平台, 采用钢木结构, 平台底口距离工作面迎头高2.2m, 平台梁上设置两圈槽钢, 以方便钻机安装及移动, 槽钢外圈圈径以不影响钻机安装为准;
6、 使用MZ120-Ⅱ型风动潜孔钻机进行钻孔打眼, 该钻机额定钻距120m, 采用1m/根直径Φ60mm的钻杆, Φ90mm钻头钻孔, 钻孔深度28m;
7、 在钻机平台上安装ZDW-22-60/45中型多功能卧式电动高压注浆泵, 配置电机功率22KW, 注浆压力最高达22Mpa, 浆液在井口配置, 经过底卸式吊桶下放到钻机平台上的铁桶内进行注浆, 注浆压力要求达到15MPa,注浆以先稀后浓为原则进行注浆。注浆结束标准为注浆压力达到设计终压, 其值并保持20分钟以上; 达到终压时吸浆量＜40升/分;
8、 止浆垫拆除, 采用钻爆法施工, 由于止浆垫混凝土的强度比一般岩石的强度要高, 施工中能够采取分次爆破, 首先在井筒中心掏槽, 增大自由面, 然后爆破注浆孔布置圈径内的断面, 最后按井筒净径刷帮;
9、 井筒掘砌按普通基岩段开始正常掘砌组织施工。
第二节 施工设计
一、 探水注浆段高设计
现在施工工作面的井深为750.2m, 设计井筒深度764.25m, 现要打止浆垫深3.5m, 则止浆垫上平面到井底距离为17.55m。
根据注浆段高均遵循《煤矿安全规程》第31条第二款: ”井底的设计位置在注浆的含水岩层内时, 注浆深度必须大于井深10m。”的规定, 因此注浆段高定为28m。
二、 注浆终压设计
根据《矿山井巷工程施工及验收规范》第3.5.20条第一款规定, 注浆终压宜大于或等于静水压力的2~4倍。即P0=(2.0～4.0)P静水压力
根据《临沂会宝岭铁矿副井井筒检查孔抽水试验综合成果图》, 得知黑云变粒岩中静止水位12.41m, 钻孔时钻口标高为+87.42m, 则静水位标高为+75.01m, 由于注浆终孔超井底10m计标高为-686.55m, 则高差为
H=75.01-( -686.55) =761.56m。
计算静水压力为:
P静水压力= ρ·g·h=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×761.56m=7.46MPa.
本设计含水层取注浆终压为2倍的静水压力, 得
P0= 2.0P静水压力=2.0×7.46=14.92Mpa 取值15Mpa。
三、 止浆垫设计
止浆垫设计为单级球面形止浆垫, 混凝土选用素混凝土结构, 选砼等级为C30。见单级球面形止浆垫示意图如下:
止浆垫厚度按公式计算: B≈P0·r/[σ]
B: 单级球面形止浆垫厚度, m;
P0: 注浆终压, 15Mpa;
r: 井筒荒半径, 3.05m;
[σ]:混凝土允许抗压强度, [σ]=R3-7/k, Mpa;
R3-7:混凝土3~7天的极限抗压强度, 根据C30配合比报告单7天抗压强度为26.6Mpa;
K: 安全系数, 取K=2;
混凝土抗压强度: [σ]=R3-7/k=26.6/2=13.3 Mpa;
止浆垫厚度: B≈P0·r/[σ] =15×3.05/13.3=3.44m , 取3.5m;
为防止从止浆垫和井壁结合部位跑浆, 止浆垫浇注时向上和井壁重合0.8m, 总厚度3.5m。考虑到工作面有水, 为保证止浆垫早期强度, 应适当的添加早强减水剂。由于工作面有涌水, 为保证止浆垫质量, 需铺设碎石滤水层, 根据工作面岩石完整性好, 裂隙少, 并要先注浆封堵工作面涌水后打止浆垫, 现已对-601.7马头门及往下井筒段已注浆, 则井筒涌水量以-601.7m往上计井筒涌水量, 原实测-601.7m马头门往上井筒涌水量为30.4m3/h, 现往与三处施工的-601.7m联络巷排水20m3/h, 则剩余影响止浆垫质量的井筒涌水量应在10~15m3/h, 根据《简明建井手册》表4-2-70取滤水层厚度为650mm。
四、 井壁强度验算
井壁强度验算公式 : [δ′]=P0[(D+2E)2+4h2]/4E(D+E)≤[δ]
[δ′]: 井壁材料的实际压应力, Mpa;
[δ]: 井壁材料的允许抗压强度, 30Mpa;
D:井筒的净直径, 5.5m;
E:井壁设计厚度, 0.3m;
P0: 注浆终压, 15Mpa;
h: 球面矢高, h=0.3r=0.3×3.05=0.915m;
r: 井筒荒半径, 3.05m;
井壁材料的实际压应力[δ′]=P0[(D+2E)2+4h2]/4E(D+E)=15×[(5.5+2
×0.3)2+4×0.9152]/4×0.3×(5.5+0.3)=87.4Mpa
井壁强度验算值87.4Mpa＞30MPa, 井壁强度不符合施工要求。
则需要计算满足注浆要求的与止浆垫连接段的井壁厚度公式为
E′=
E′:按注浆要求与止浆垫连接段的井壁厚度, m;
δC: 井壁材料的允许抗压强度, 30Mpa;
代入计算得: E′=1.25m
为此决定从止浆垫的底部开始, 往上范围内增加井壁厚度至1.25m, 同时将球面半径浇筑水平, 并对止浆垫向上10m范围内进行注浆加固, 来满足井壁强度验算的要求。
五、 探水注浆孔数设计
探水注浆孔的计算公式为 N=π(D-2A)/L
N: 注浆孔数量, 个;
D:井筒直径, 5.5m;
L:孔间距, 由于采用Φ90mm钻头钻孔, 中等裂隙, 孔间距取值为2m;
A:注浆孔与井壁的距离, 0.5m;
计算 N=π(D-2A)/L= 3.14×(5.5-2×0.5) /2=7个。
探水注浆孔数设计为7个, 检查孔以最大涌水量的钻孔扫孔结果作为注浆结果的检查依据, 不再设计专门的检查孔。
六、 注浆孔布置设计
该注浆段为黑云变粒岩, 岩石完整性较好, 且径向垂直裂隙较明显, 含水裂隙大, 但裂隙发育不均, 裂隙的连通性差, 为考虑注浆效果, 注浆孔布置时采取径向、 切向斜孔, 以满足封水效果。具体见探水注浆孔平面布置图。
斜孔径向倾角公式 α=tg-1( S+A) /H
α: 斜孔在径向上与竖直轴线的夹角, ( 0) ;
S: 终孔位置在径向上超出净径的距离S=E+m, m;
E: 永久井壁厚度 , 0.3m;
m: 终孔位置超出荒径的距离, 一般m=2~4m, 取2.5m;
A: 注浆孔与井壁的距离, 0.5m;
H: 注浆段高 , 28m;
计算 钻孔径向倾角为
α=tg-1( S+A) /H= tg-1( 0.3+2.5+0.5) /28=6.70,取70;
切向布孔的切线角一般β=110～130°, 本设计将切线角取值为120°。详见下图( 副井探水注浆孔平面布置图) : 其

七、 孔口管设计
孔口管设计要确保探水工作的安全, 并对排放水能做到有效控制, 保障注浆终压的完成。孔口管采用f108´6mm无缝钢管加工而成, 外焊与4寸25MPa高压闸阀配套的法兰盘, 全长4.1m, 埋固3.5m, 外露0.6m, 以便高压闸阀和注浆三通盘的安装。孔口管管身焊接数个钢筋倒刺, 以增加孔口管管身与周围围岩的磨擦力。如下图所示:

八、 注浆量设计估算
注浆量按公式 Q=NλπR2H1ηβ/m
Q: 全部浆液量, m3;
N: 注浆孔个数, 7个;
λ: 浆液损失系数, 取1.4;
R: 浆液有效扩散半径, 取6m;
H1: 注浆段高, 28m;
η: 岩层平均裂隙率, 取0.03;
β: 浆液在裂隙内的有效充填系数, 取0.9;
m: 结石率, 取0.85。
计算 预计注浆量
Q=NλπR2H1ηβ/m =7×1.4×3.14×62×28×0.03×0.9/0.85=985m3
施工中应根据注浆的实际情况及时调整。
九、 注浆设备选型设计
1、 钻机选型
选用MZ120-Ⅱ型风动潜孔钻机。该钻机功能具有较强的针对性, 重量轻、 人工搬运方便, 扭距大、 不易卡钻, 钻进速度快, 钻孔质量高, 可调性强, 适应各种岩石, 能够钻进不同角度、 不同孔径的钻孔。
MZ120-Ⅱ型风动潜孔钻机工作风压0.6—1.2Mpa, 配置中压空压机; 耗气量12—17m3/min, 一次推进行程1.0m, 额定钻距120m, 最大进尺速度可达0.4m/min, 最大推进力18KN, 最大起拔力30KN。钻杆直径Φ60mm, 1m/根; 主风管为Φ50高压管, 20m/根。
2、 注浆泵选型
选用ZDW-22-60/45中型多功能卧式电动高压注浆泵, 该注浆泵的传动系统为二位变速齿轮轴传动, 性能稳定, 操作简单; 浆缸、 浆缸盖、 吸、 排浆阀为单体结构, 安装检修、 排除故障便利; 配置电机功率22KW, 浆缸内的缸套、 活塞直径左Φ60, 右Φ45, 注浆压力最高达22Mpa, 两级调速, 可满足各种条件注浆的需要。
第三节 施工工艺
一、 孔口管埋设工艺
1、 为加快安装速度, 根据注浆孔的设计孔位, 孔距和角度等, 先在井口地面试组装和校正工作;
2、 将工作面按止浆垫设计尺寸刷大后, 利用风锤在原浇筑混凝土井壁底口向上200-300mm范围内同一水平打眼4个, 两眼连线与井筒十字线平行, 且距井筒十字线垂距950mm, 砸进道轨橛子, 用U型卡子将其与5000mm长的I20工字钢连接, 在钢梁上方放置16#槽钢井定位圈, 槽钢之间采用螺栓连接;
3、 架设好上部槽钢定位圈, 槽钢定位圈直径4.4m, 要调整定位圈中心与井筒中心重合, 并以中心转动, 使槽钢定位圈上的预留螺栓孔与设计标注的方向重合, 安设孔口管, 使用U型卡固定, 按上下圈上的分组编号, 将孔口管对号卡在生根圈上;
4、 孔口管下口要用锚杆打眼按设计固定在迎头底板岩石上。
二、 止浆垫浇筑工艺
1、 先对靠近止浆垫10m范围内已浇筑好的井壁进行注浆加固;
2、 按设计刷帮找底, 满足止浆垫浇筑段1.25m壁厚和单级球面形状;
3、 采用早强混凝土先在底口浇筑固定孔口管, 并调整孔口管方位、 角度、 高低, 浇筑固定孔口管下方200mm左右;
4、 将加工好的带密集滤水孔的集水桶紧靠底板, 放置在井中固定, 滤水孔高度不超过650mm, 并将井壁淋水使用截水槽截流流入集水桶, 确保集中排水, 不影响混凝土浇筑强度;
5、 施工混凝土止浆垫前, 将井壁与混凝土止浆垫的接触面凿毛, 以便两者严密结合, 避免跑浆。
6、 按设计球面铺设650mm的碎石作为滤水层;
7、 铺一层普通单砖, 再铺一层塑料布, 封堵混凝土防止浆液渗漏, 影响滤水效果;
8、 开始浇筑止浆垫, 在浇筑时, 所用砼由地面搅拌机严格按照砼配合比C30进行搅拌配制, 拌好后的砼经2m3底卸式吊桶下放至工作面, 风动振捣器分层振捣, 分层厚度400m。为缩短砼养护时间, 在砼中加入三乙醇胺与氯化钠复合早强剂。
三、 搭设钻机平台工艺
1、 距止浆垫上平面2.2m处同一水平打眼4个, 眼位距井筒南北中心线垂距950mm, 砸进道轨橛子, 用U型卡子将其与4800mm长的I20工字钢连接, 南北方向放置;
2、 东西方向也同水平, 距东西中心线垂距950mm, 也打4个眼, 砸进道轨橛子, 用短工字钢平行东西中心线一头与南北工字钢螺栓连接, 一头与道轨橛子连接, 北面南北工字钢中同直线上也连接一根短工字钢, 南面连接在贴近东西井中线, 南面留做吊桶通道, 钻机施工时, 可临时设置活动槽钢作底盘, 确保打眼时钻机稳固, 确保施工安全;
3、 平台梁上设置两圈槽钢, 以方便钻机安装及移动, 详见钻机平台示意图。
4、 再在上面铺设不小于50mm厚的大板, 将大板与工字钢和槽钢用铁丝绑扎连接固定, 间距过大时, 可在中间加设槽钢;
5、 确保平台稳固承重后, 安设钻机或注浆设备等进行施工。

四、 孔口管、 止浆垫注浆加固工艺
1、 孔口管埋设完毕后, 经过养护, 并搭设好钻机平台后, 对固结质量进行压水检查, 如发现孔口管外围有漏水现象时, 采用注浆加固补强, 方法: 用钻机扫孔到孔口管底口以下0.5m, 定量注入水泥水玻璃双液浆到冒浆, 重复2-3次, 再压水试验到不漏为止;
2、 如果止浆垫下有滤水层, 止浆垫浇筑完, 并经过3-7天养护后, 要对滤水层进行低压注浆固结, 封闭工作面涌水, 使滤水层和止浆垫结合为一体, 浆液采用水泥水玻璃双液浆, 滤水层注浆后, 养护24小时, 再对孔口管压水试验。
五、 钻进工艺
1、 钻机开始工作时, 应仔细检查风水管路是否连接牢固, 不准有漏水、 漏风现象, 检查各部件是否都已拧紧, 与钻机平台连接是否牢固可靠;
2、 首先从管口钻进4.2m后停止钻进, 拆除钻杆、 钻头进行孔口管耐压实验, 当压力大于设计注浆终压, 稳定时间必须至少保持半小时, 孔口管周围不漏水、 牢固不活动。否则, 重新进行注浆固管, 直至满足要求。必要时在孔口管两侧打锚杆, 用管卡将孔口管固定在锚杆上, 锚杆设计为f18mm´1.8m的树脂锚杆, 注牢后注满砂浆增加锚固力。在孔口管满足耐压实验的要求后, 方可进行正常钻进。钻进之前一定要将高压球阀安装上并联接好防喷装置, 方可进行正常钻进施工;
3、 开孔时, 将钻机操作阀扳至推进状态, 使钻头顶紧工作面开孔位置, 先以较大冲击力冲击, 不要开动旋转操作阀, 以便于钻头定位, 给予适当的水量减少粉末, 待钻头钻进150-200mm时, 再以全风门冲击旋转, 并适当加大推进力和水量, 使汽水混合物保持适当比例, 进行正常的凿岩工作。钻完一根钻杆后, 停掉冲击旋转操作, 将风水调至最大, 来回拉动几次, 以便更多的岩粉排除。接钻杆时, 要停止风马达运转和停止给冲击器送风送水, 把叉字插到托钎器的钻杆槽中, 使风马达反转, 滑板后退, 使接头和钻杆脱开, 接上钻杆, 按次循环连续工作, 直至终孔结束。
4、 钻进过程中应定期、 定时的观测钻孔水量的变化, 当钻孔涌水量小于3.0m3/h时, 一次钻至终孔深度, 然后提钻注浆; 当钻孔涌水量大于3.0m3/h, 停止正常钻进, 进行提钻注浆, 然后再扫孔、 钻进, 直至满足终孔深度的要求。
5、 每次成孔之后, 都应仔细观测注浆孔的水量、 水温、 水压、 水色、 水味及携带物质, 详细地记录数据, 以便分析水源。
六、 注浆施工工艺
1、 将ZDW-22-60/45中型多功能卧式电动高压注浆泵下放到钻机平台安装, 并在钻机平台靠近喇叭口垂直位置设置注浆站, 注浆站设水泥搅拌池、 水玻璃池和清水池。
2、 注浆管采用φ32高压软管, 经过高压快速接头连接, 将混合器和三通与孔口管上高压球阀连接, 形成注浆系统。
3、 注浆泵电源供给由原一台电泵电源供给, 吸水满足不了排水负荷时, 采用风泵排水。
4、 注浆前必须将孔口球阀及放浆阀关闭, 对所有注浆管路进行压水试压, 试压压力为注浆终压的1.2倍, 当达到注浆压力并稳定10～15分钟管路不漏水后方可进行注浆作业。
5、 注浆时先测定静水压力, 以便掌握核实注浆终压, 确保注浆终压控制在静水压力的2～4倍。然后进行注清水实验, 压水时间为10～20分钟, 主要用来检查泵和吸排管路的畅通情况, 同时加压, 用清水冲洗岩石裂隙的泥质充填物和孔内岩粉, 提高浆液与裂隙面的粘结程度及抗渗透性, 使注浆达到很好的效果。再者根据压注清水, 了解岩石的吸水率, 以便确定浆液的类型和初始浓度。
6、 开始注浆, 由地面搅拌机拌浆, 按配比拌好的浆液放到2m3底卸式吊桶内, 下放到工作面的搅拌池内, 由压风二次搅拌, 注浆机经过吸水笼头吸取浆液进行注浆, 见注浆施工工艺流程图。
注浆以单液水泥浆为主, 但每孔注浆前先压注水玻璃单液5-10分钟, 其目的是润滑和疏通裂隙, 以利于注水泥浆时吸浆。
每次注浆均应遵循先稀后浓的原则。水泥浆浓度采用2: 1、 1.5:1、 1.25:1、 1:1、 0.75:1和0.6:1六个级配, 视注浆压力和注浆量的变化进行调整。采用单一水泥浆添加水泥质量0.5%的氯化钠和0.05%的三乙醇胺。注浆初始, 如吸浆量大于吸水量的80%, 可调浓一级配比, 反之则调稀。如注浆压力持续30分钟不变可调浓一级配比。
水玻璃浓度稀释为30～40Be′。单、 双液浆的使用条件和水泥浆的初始浓度根据注浆前压水量来确定, 当压水量大于200L/min时, 水泥浆:水玻璃为1:1; 当压水量150～200L/min时, 水泥浆:水玻璃为1.25:1; 当压水量80～150L/min时, 水泥浆:水玻璃为1.5:1; 当压水量小于80L/min时, 水泥浆:水玻璃为1.5:1。
钻孔吸水及浆液配比对照表
每米钻孔单位吸水量( L/min·m)
初始浓度( 水灰比)
每立方浆液水、 灰用量( Kg)
浆 量
( m3)
水
水泥
3.0
2:1
900
450
1.050
5.0
1.5:1
825
550
1.008
8.0
1.25:1
812
650
1.029
9.0
1:1
750
750
1.000
13.0
0.75:1
712
950
1.029
>15
0.6:1
660
1100
1.026

注浆时, 将吸水笼头从清水桶中拿到水泥浆液桶中, 搅拌水泥要均匀, 以防沉淀, 当停止注浆时, 首先打开泄浆阀, 然后关闭注浆阀。同时把笼头拿到清水桶中等冲洗完注浆机和注浆管路后方可停机。
注浆过程中派专人负责观测迎头和井壁有无跑浆现象。若发现跑浆时, 可采用提高水泥浆液浓度来缩短凝胶时间; 或者注一会停一会, 进行间歇式注浆等方法, 必要时使用水泥-水玻璃双液浆。
为提高注浆堵水效果, 如果注浆压力长时间不上升, 可考虑将浆液调稠一级配比; 反之, 如果注浆压力上升太快, 可将浆液浓度调稀一级配比。

7、 注浆孔的顺序是1#-3#-5#-7#-2#-4#-6#, 无论探孔有无水, 都要采取注浆或注浆封孔。
8、 注浆结束标准:
( 1) 注浆压力达到设计终压, 其值并保持20分钟以上。
( 2) 最终每孔进浆量达到预计注浆量。
( 3) 达到终压时吸浆量＜40升/分。
9、 注浆效果检查:
( 1) 扫孔检查, 设计的7个孔都钻注到设计终孔位置后, 要选择注浆质量较差的2~3个孔, 扫孔至设计深度, 提钻后关闭闸阀20分钟后, 再打开放水闸门, 视有无涌水, 无涌水或涌水微弱, 效果为佳。若仍有较大涌水, 待其稳定后, 用容积法测量其涌水量, 然后关闭阀门, 测定静水压力, 并进行再次复注。
( 2) 根据原始记录( 包括浆液注入量、 压力情况等) 帮助判断注浆效果。
( 3) 在注浆段井筒下掘时, 应复核注浆效果的结论、 观察、 分析岩石裂隙浆液充填规律, 做好经验总结, 得出正确结论。
10、 每次结束注浆时, 应先将孔口转芯阀关闭, 待注浆泵泵压归零后再打开三通放浆, 然后压清水冲洗管路, 保证管路全部出清水为止。将放掉的浆液打进吊桶, 排至地面。
11、 每次注浆自压水试验至注浆结束全过程都必须系统观测并记录泵压、 吸浆(水)量、 注浆(水)量及浆液配比、 材料消耗等原始数据, 并同时与建设单位、 监理单位签字认证, 同时作为分析注浆效果的依据。
七、 止浆垫拆除工艺
采用钻爆法施工。由于止浆垫混凝土的强度比一般岩石的强度要高, 施工中能够采取分次爆破, 首先在井筒中心掏槽, 增大自由面, 然后爆破注浆孔布置圈径内的断面, 最后按井筒净径刷帮。炮眼深度除中间掏槽眼适当深些, 其它均应以浅眼为主, 周边眼要尽量密, 做到多打眼、 少装药, 以免破坏井壁。
第三章 施工辅助系统
第一节 排水系统
为了确保井筒施工安全, 副井内吊盘上中盘、 下盘各布置一台DC50—80×11型卧泵, 吊盘上盘布置4m3水箱一个, 每台卧泵排水量50m3/h。井壁淋水经截水槽接至吊盘水箱内; 针对工作面积水, 配置两台80m3/h电泵排水, 或采用一台电泵配合2台风泵排水, 风泵排量为25 m3/h, 扬程36 m。由电泵和风泵排至吊盘水箱, 再由吊盘上的卧泵排至地面。地面另准备一台完好的DC50－80×11型卧泵, 随时能够安装使用。
井筒内敷设一趟φ108×4mm排水管, 采用井壁固定。同时将井壁固定的一趟φ159×4.5mm的压风管作为排水的备用管路。
第二节 通风系统
副井井筒布置一趟φ800mm高强度胶质风筒, 采用钢丝绳悬吊。地面采用一台FBDNO.6/2×15型风机压入式通风。
第三节 供水系统
主供水管路采用由井壁固定的φ59×3mm供水管路供水,井下工作面注浆用水,可采用由吊盘上水箱供水或从井壁截水槽顺管路流下供水。
第四节 供电系统
由原下放的一路卧泵电缆专供一台卧泵使用,原钢丝绳下放的放炮电缆做一台电泵使用,后面使用大抓绳下放的两路电缆,一趟供另一台卧泵使用,一趟供另一台电泵使用,或供电动注浆机使用。
第五节 其它系统
井口和吊盘使用原安设的两路主副直通电话和声光信号。其它辅助系统利用凿井期间的辅助系统。
第四章 劳动组织及工期预计
第一节 劳动组织
井下地面全部实行三八制作业, 工作人员要求技术熟练, 具体人员和工种见下表:
劳动力组织图表
序号
工种名称
人 数
备注
小班
圆班
1
钻工( 注浆)
7
21

2
记录员
1
3

3
观察员
1
3

4
司泵工
2
6

5
机修工
2
6

6
电工
1
3

7
龙头工
2
6

8
电焊工

2

9
吊盘信号工
1
3

10
班长
1
3

11
井口信号工
1
3

12
把钩工
2
6

13
大班机电修

10

14
管服人员

16

合计

91

第二节 工期预计
因探水注浆段水文地质条件不清楚, 故在工期预计上, 只能按正常情况下钻注7个孔和扫孔复注3个孔的工程量来预计。预计工期34天, 详细情况见下表:
探水注浆工期预计表
序号
工序名称
指标
工程量
时间( 天)
备注
1
强排水注浆

2

2
施工准备

2

3
浇筑止浆垫

1

4
养护止浆垫

7
包括清理
5
安装孔口导向管

7根
1
止浆垫养护期间
6
搭设钻机平台

2/3
7
安装钻机

1/3
8
止浆垫加固

1
9
调试系统工器具

1
10
钻孔正常钻进
0.5天/孔
20m
4
7个孔
11
注浆
2天/孔

14
7个孔
12
扫孔、 复注

3
3个孔
13
拆除

1
包括清理

合计

34

第五章 设备材料计划表
打钻注浆主要材料和设备
一
打钻
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
钻机
中压MZ120-Ⅱ
台
1
含钻机底座
2
冲击器
DHD3.5
个
2
Φ90mm
3
钻头
φ90mm
个
4
正常钻进
4
钻杆
φ60
根
35

5
钻杆接头

个
80

6
树脂锚杆
φ18×1800mm
根
21

7
孔口管
φ108×6mm×4100mm
根
7
上端焊接法兰盘
8
孔口管球阀
4″250kg/cm2
个
4
高压, 与φ108孔口管法兰盘配套
9
密封防水装置

个
2
见加工图
10
手拉葫芦
3T
个
3

11
φ108的管卡

付
7
卡锚杆用
12
大锤
5kg
把
2

13
钻机平台

架　
1　
特制加工
14
道轨撅子

个　
8　
固定钻机平台
二
注浆
1
注浆泵
ZDW-22-60/45
台
2

2
水泥搅拌机

台
1
采用砼搅拌机
3
潜水电泵
80m3/h
台
3
备用１台
4
抗震压力表
0-250㎏/㎝2
块
8

5
高压输浆管
φ32无缝管
m
50

6
闸阀
Z41H－100Dg50
只
10

7
闸阀
普通
只
14

8
三通混合室

个
2

9
泄压四通室

个
2

10
快速接头插销

个
20

11
拌浆桶

只
3
汽油桶
12
水箱

个
2
　铁皮加工
13
麻皮

kg
20

14
铁丝
8#
kg
50

15
搅拌器

根
2

三
辅助设施
1
压风

路
1

2
供水

路
1

3
通风

路
1

4
照明

路
1

5
提升

路
1

6
排水

路
1

7
通讯

路
2

四
主要材料
1
水泥
P.O42.5
T
800
普通硅酸盐水泥　
2
水玻璃
30-45Be′
桶
10
300kg/桶　
3
食盐

kg
1600
水泥用量0.5%　
4
三乙醇胺

kg
160
水泥用量0.05%　
五
劳动保护
1
防护眼镜

付
40

2
防尘口罩

付
40

3
乳胶手套

付
40

4
棉纱

Kg
50

5
黄油

Kg
50

第六章 安全技术措施
第一节 钻孔防突水安全技术措施
1、 钻进中的钻孔需装上闸阀、 球阀及防喷装置才能正常钻进。
2、 钻孔前孔口管、 法兰、 螺栓、 防喷装置, 钻机具等要认真检查, 安装要仔细认真, 一丝不苟。
3、 工作面要准备管子割刀, 当出现钻孔突水, 来不及抽出钻杆等意外情况下及时割断钻杆, 闭阀止水。
4、 钻进时应密切注意孔内水量变化, 一旦发现顶钻等突水征兆时及时停止钻进, 抽出钻杆, 关闭阀进行注浆封水。
5、 井底工作面要设专人看管开关阀门, 要准备专用板手, 且要熟练使用。
6、 钻进时要保持水泵完好, 且有专人看管, 井底积水及时排除。
7、 排水设备设施要不断检查齐全完好。
第二节 钻进安全技术措施
1、 钻机必须在地面试运转, 机械性能完好后方准下井, 固定钻机必须按设计钻孔施工次序和倾角就位找正, 使钻机立轴中心线与导向管中心线重合, 然后将钻机固定牢固, 以免运转时移动或改变钻机方位。
2、 开孔前必须在导向管上安设高压球阀, 以便在钻孔出大水时封住钻孔涌水, 等待注浆。
3、 钻具使用前必须严格仔细检查钻头、 钻杆等如有丝扣损坏或弯曲者严禁使用。
4、 开孔钻进用φ90mm钻头, 扫孔、 复注可用φ75mm钻头
5、 开钻前应对井筒的排水能力, 停电的应急措施, 安全梯的提放以及地面供电情况等工作全面检查, 确认无误后, 方准施工。
6、 钻进速度很慢时, 应经常提钻检查钻具, 更换钻头, 若钻进速度过快时, 应控制速度, 加强吹风、 供水, 防止埋钻。
7、 正常钻孔施工之前, 必须安装孔口管和高压球阀, 孔口管埋入长度符合设计要求, 孔口管必须进行耐压试验, 压力达到注浆终压的要求, 不漏水不松动, 方可进行正常钻进。
8、 认真做好钻进记录和钻机维修工作, 每班必须对孔深、 钻具全长、 余尺, 钻孔出水量, 水压以及岩石名称, 记录准确并向下班交待清楚。
9、 终孔深度必须达到设计要求, 不得任意更改, 孔深达到设计深度后, 必须进行冲孔, 待岩粉冲洗干净后, 方可起钻注浆。
10、 在准备打钻探水的