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一种设置硐室群治理金属矿山巷道突涌水的方法

文献发布时间:2024-04-18 19:58:21


一种设置硐室群治理金属矿山巷道突涌水的方法

技术领域

本发明涉及突涌水治理技术领域。具体地说是一种设置硐室群治理金属矿山巷道突涌水的方法。

背景技术

在地下金属矿开采过程中,由于井下深部施工区地层含水量高、地质稳定性差等原因,常常会发生巷道突涌水问题。这对于金属矿的开采来说,不仅严重影响金属矿开采施工的正常进行,而且由于金属矿突涌水中常常含有超过废水排放标准的重金属及泥质物,需要对突涌水做进一步处理才能进行排放。因此,金属矿山井下巷道一旦发生突涌水,则需要快速、有效的对涌水点和突涌水进行治理。目前,对硐室/巷道突涌水的治理可采用注浆的方式进行封堵,但对于流量大、流速快的突涌水点,直接采用注浆的方式难以取得快速封堵的效果,且需要消耗大量的注浆材料,使治理成本增高、难度增大。另外,也有先向过水巷道投放骨料,再进行注浆封堵的治理方案,但由于金属矿井下巷道或硐室空间狭小,且巷道之间距离较近,施工不便,给钻孔、投料和注浆带来更大的困难,使治理效率低、治理效果差。

发明内容

为此,本发明所要解决的技术问题在于提供一种金属矿山巷道突涌水治理方法,可以快速实现井下巷道突涌水的封堵,同时降低治理成本,解决井下施工钻孔难度大、投料施工不便以及治理效果差等问题。

为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:

一种设置硐室群治理金属矿山巷道突涌水的方法,包括如下步骤:步骤A:采用设置井下硐室群的方式作为作业场地,以开展钻探、投料和注浆等工作;步骤B:采用投料的方式对硐室突涌水流经的过水巷道进行阻水处理,使过水巷道内形成堆积体;步骤C:采用注浆的方式对过水巷道内已形成的堆积体进行堵水处理,使过水巷道内形成阻水墙;步骤D:采用注浆的方式对过水巷道内已形成的阻水墙及巷道围岩裂隙进行注浆加固,形成阻水段围岩整体;步骤E:对突涌水点及附近区域地层裂隙/导水构造进行注浆处理,以封堵突涌水点及周围的地层裂隙/导水构造。

上述设置硐室群治理金属矿山巷道突涌水的方法,在步骤A中,根据井下巷道突涌水点位置及过水巷道走向,结合矿山已开拓中段(平面)巷道分布情况,选择上部某中段(平面)靠突涌水点附近的已有巷道,在已有巷道旁设置若干钻窝硐室和注浆硐室,构成硐室群,作为突涌水治理的作业点。根据钻孔布置需要及现场工程地质条件,各硐室间保持合理的安全距离;所述钻窝硐室布置在拟封堵突涌水点过水巷道正上方或邻近过水巷道处,且控制巷道封堵钻孔轨迹中钻孔顶角(钻孔与铅垂线的夹角)小于或等于10°,单个钻窝硐室布置1~2个钻孔;所述注浆硐室的布置位置以方便通往各钻窝硐室、有利于钻孔注浆为原则,注浆硐室的断面可设计为6.5m(宽)x4.0m(高)1/4三心拱,长度20.0m,也可以根据实际工程条件调整尺寸;

钻窝硐室设计为四棱台结构,顶部平面尺寸3.5~4.0m(长)x3.0m(宽),底部尺寸根据钻机设备尺寸及施工作业所需空间确定,钻窝高度根据钻塔高度及钻塔安装作业空间确定。钻窝硐室可采用锚杆锚网喷砼支护,具体根据硐室处工程地质条件进行设计;钻窝硐室与已有巷道间设置钻窝联道,设计断面为3.5~6.0m(宽)x3.0~4.0m(高)1/4三心拱,根据设备最大尺寸不可拆件运输需要及投料作业骨料转运机械设备作业需要空间确定;在钻窝硐室内的一侧或靠近钻窝硐室的钻窝联道旁,布置泥浆池及泥浆泵;在钻窝硐室顶部居中位置设置起吊锚杆或起吊钢梁,用于设备组装,在钻窝底部边帮四周设置若干锚杆,辅助用于设备组装及设备位置的平移调整;锚杆和钢梁的承重能力根据使用需求进行设计。

上述设置硐室群治理金属矿山巷道突涌水的方法,在步骤B中,当过水巷道动水流速小于3m/min且具备混凝土输送条件时,通过向过水巷道中投送混凝土使其在过水巷道内形成堆积体;当过水巷道动水流速大于或等于3m/min时,通过向过水巷道中投送骨料使其在过水巷道内形成堆积体。

上述设置硐室群治理金属矿山巷道突涌水的方法,所述骨料由粒径为20~60mm粗骨料、粒径为6~20mm中骨料和粒径为1~6mm细骨料组成,且粗骨料、中骨料和细骨料三者的重量之比为(1~3):(1~2):1;投注骨料时,水与骨料的质量之比为6~20:1。

上述设置硐室群治理金属矿山巷道突涌水的方法,步骤B包括如下步骤:步骤(B-1)钻探施工:采用复合钻进技术按照施工设计进行钻探施工,分别施工透巷投料注浆孔、涌水点注浆孔和导水构造注浆孔;步骤(B-2)套管下放:待所述透巷投料注浆孔钻探施工完毕后,在所述透巷投料注浆孔的套管段下放套管,套管间采用丝扣连接,待套管下放至预定深度后,割去套管余尺,安装套管法兰,连接投料装置;步骤(B-3)套管固管:待套管下放到位后,采用孔口加盖的方法连接注浆管路进行套管固管;步骤(B-4)投料施工:利用安装好的所述投料装置通过所述透巷投料注浆孔向过水巷道中投放混凝土或骨料。

上述设置硐室群治理金属矿山巷道突涌水的方法,步骤C包括如下两个注浆阶段:初始注浆阶段:当骨料或混凝土投料施工结束后,且通过排水量计算过水巷道过水涌水量减小至50%以下时,通过所述透巷投料注浆孔对过水巷道进行初始注浆;初始注浆时,将注浆头下入至堆积体的堆积区域中进行上下反复注浆,直至浆液返出所述透巷投料注浆孔的钻孔孔口或所述透巷投料注浆孔钻孔孔内进浆量明显减少时结束;待注浆浆液初凝6~10h时扫孔至过水巷道下部并再次进行注浆;初始注浆阶段单孔单次注浆量小于或等于300m

步骤D包括如下两个注浆阶段:升压注浆阶段:通过排水量计算过水巷道过水涌水量减小至15-20%时,通过所述透巷投料注浆孔对过水巷道进行升压注浆;升压注浆的初始流量大于或等于100L/min且小于或等于300L/min;当注浆压力逐步上升到4~5MPa,注浆流量减少到60L/min时,且注浆压力稳定20~30min,即可结束本阶段注浆;补充注浆阶段:在矿山进行追排水增大水位差时,通过所述透巷投料注浆孔和所述涌水点注浆孔对过水巷道围岩中细小裂隙及薄弱带进行补充注浆加固;补充注浆的初始流量大于或等于100L/min且小于或等于250L/min;当注浆压力逐步上升到5~6MPa,注浆流量减少到60L/min时,且注浆压力稳定20~30min,即可结束本阶段注浆;

步骤E的注浆为水源封堵注浆阶段:通过所述导水构造注浆孔和所述涌水点注浆孔对硐室突涌水点及附近区域进行注浆处理;注浆初始流量大于或等于200L/min且小于或等于500L/min;当注浆压力逐步上升到8.6~10.75MPa,注浆流量减少到60L/min时,且注浆压力稳定20~30min,即可结束本阶段注浆。

上述设置硐室群治理金属矿山巷道突涌水的方法,在注浆过程中,使用的注浆泵为NBB-390注浆泵、BQ-350注浆泵或3NB-260注浆泵中的一种或两种及两种以上的组合;在固管时所用固管水泥浆是水灰比为0.6:1的单液水泥浆,且所述单液水泥浆中添加有占水泥用量5wt‰的食盐和占水泥用量0.5wt‰的三乙醇胺;

在步骤C中:初始注浆阶段,注浆用注浆材料为改性单液水泥浆、水泥-水玻璃双液浆或水溶性聚氨酯,在充填注浆阶段,注浆用注浆材料为改性单液水泥浆和水泥-水玻璃双液浆;在步骤D中:升压注浆阶段,注浆用注浆材料为改性单液水泥浆;在补充注浆阶段,注浆用注浆材料为改性单液水泥浆;在步骤E中:注浆用注浆材料为改性单液水泥浆和水泥-水玻璃双液浆;

改性单液水泥浆由水泥、水和复合添加剂组成,且改性单液水泥浆中:水与水泥的重量之比为0.75~1.25:1;所述复合添加剂由微硅粉、食盐、三乙醇胺和水玻璃组成,且微硅粉的添加量为水泥重量的0~5wt%,食盐的添加量为水泥重量的5~10wt‰,三乙醇胺的添加量为水泥重量的0.5~1wt‰,水玻璃的添加量为水泥重量的0~6wt%,且水玻璃的浓度为30~40°Bé,模数为2.8~3.4;水泥-水玻璃双液浆中,水泥浆的水灰比为0.75~1:1,水玻璃的浓度为30~40°Bé,模数为2.8~3.4;水泥浆与水玻璃体积比为1:1~0.3;水溶性聚氨酯是由复合聚醚多元醇及多元异氰酸酯反应生成的由异氰酸封端的亲水性化学注浆材料。

上述设置硐室群治理金属矿山巷道突涌水的方法,注浆材料为改性单液水泥浆时,所述注浆工具为注浆头或止浆塞;在初始注浆阶段将注浆头固定安装在钻杆底端,且钻杆底端依次经过套管段、裸孔段伸入到目标过水巷道中;在充填注浆阶段将止浆塞固定安装在钻杆底端,且钻杆底端下入套管段下部靠近裸孔段的位置;注浆时,改性单液水泥浆通过注浆管路与钻杆顶端流体导通,并经钻杆底端的注浆头或止浆塞流入目标过水巷道;注浆开始出现压力时,止浆工具采用孔口压盖,孔口压盖一端上的法兰盘通过紧固螺栓与套管上的套管法兰固定连接;孔口压盖的另一端与注浆器连接;注浆时,改性单液水泥浆通过注浆器依次经过孔口压盖、套管段和裸孔段流入目标过水巷道。

上述设置硐室群治理金属矿山巷道突涌水的方法,注浆材料为水泥-水玻璃双液浆时,注浆工具中的止浆工具为KWS止浆塞,所述注浆管路为双重管;所述双重管的浆液从出口端依次经过KWS止浆塞、套管段和裸孔段进入到目标过水巷道中,所述双重管的浆液出口端固定安装有混合器;所述双重管的浆液入口端与注浆器流体导通,且所述注浆器的水玻璃入口端与所述双重管的内管路流体导通,所述注浆器的水泥浆入口端与所述双重管的外管路流体导通;水玻璃和水泥浆分别经所述双重管的内管路和外管路流入所述混合器中进行混合,混合后的水泥-水玻璃双液浆流入目标过水巷道的堆积体中。

上述设置硐室群治理金属矿山巷道突涌水的方法,步骤B中,投料时所用的投料装置的结构包括给料仓、传送皮带、可移动支架、出料仓、清水输送管、清水进水管、三通射流器和套管法兰;所述给料仓固定在钻窝地表上,所述传送皮带安装在所述可移动支架上,所述给料仓的出料口位于所述传送皮带的进料端的上方,所述传送皮带的出料端位于所述出料仓的进料口的上方,所述清水输送管输送的清水在所述传送皮带的出料端的下方与所述传送皮带输送的骨料汇合,并同时落入所述出料仓的进料口中,所述出料仓的出料口与所述三通射流器的第一进料口流体导通,所述三通射流器的第二进料口与所述清水进水管流体导通,所述三通射流器的出水管口与透巷投料注浆孔流体导通;所述出水管口通过所述套管法兰与套管固定连接,所述套管通过固管水泥浆固定安装在所述透巷投料注浆孔的内壁上;所述套管法兰上开设有排气孔,且所述排气孔与所述套管流体导通。

本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果:

(1)本发明提供了一种设置硐室群治理金属矿山巷道突涌水的方法,先采用投放骨料的方式将水流过大的过水巷道进行截留阻水,以降低过水巷道中的水流量;然后再采用注浆的方式用注浆材料将过水巷道内的骨料胶结成阻水墙;接着继续用注浆的方式对过水巷道及围岩裂隙进一步注浆加固;最后再采用注浆的方式对巷道/硐室突涌水点及附近区域进行水源封堵治理。本发明的治理方法成本低、效果好且治理效率高,适用于金属矿山井下巷道突涌水水流较大时的治理。

(2)本发明中,针对过水巷道流速的快慢,选择混凝土或骨料作为过水巷道形成堆积体的填充物,并通过控制骨料中粗骨料、中骨料和细骨料三者的配比,使骨料在过水巷道中更有效地堆积成堆积体,发挥阻水效果。本发明还提供了一种投料装置,该投料装置可以在金属矿山井下巷道或硐室中移动,可以满足狭小空间的施工要求,使骨料投放方便、快捷,提高施工效率,降低人力劳动成本。

(3)本发明在进行注浆封堵时,将注浆分为5个不同的阶段(初始注浆阶段、充填注浆阶段、升压注浆阶段、补充注浆阶段和水源封堵注浆阶段),不同阶段结合不同的注浆工艺和注浆材料,使注浆材料的注浆封堵效果达到较好的水平。本发明中使用的改性单液水泥浆是本发明技术人员经过多次试验制备得到的,这种改性单液水泥浆具有凝结速度快、早强性好、粘聚性强的特点,同时具有较强抗分散性能,适用于动水堵水施工中。

附图说明

图1是本发明实施例中430中段配电硐室初始涌水径流通道示意图;

图2是本发明实施例中430中段抽排水示意图;

图3是本发明实施例中阻水段示意图;

图4是本发明实施例中430中段钻孔落点靶域平面图;

图5是本发明实施例中钻窝及钻孔分布示意图;

图6是本发明实施例中钻探施工工艺流程图;

图7是本发明实施例中H5钻孔轨迹剖面示意图;

图8是本发明实施例中T1钻孔轨迹剖面示意图;

图9是本发明实施例中Z系列近水平钻孔轨迹剖面示意图;

图10是本发明实施例中施工总平面布置图;

图11是本发明实施例中无线随钻测斜仪测斜流程图;

图12是本发明实施例中投料装置示意图;

图13是本发明实施例中投注骨料流程图;

图14是本发明实施例中注浆器注单液浆示意图;

图15是本发明实施例中孔口压盖注单液浆示意图;

图16是本发明实施例中双液浆注浆方式示意图;

图17是本发明实施例中改性单液水泥浆有压注浆工艺流程图;

图18是本发明实施例中水泥水玻璃双液浆注浆工艺流程图;

图19是本发明实施例中地表制浆站平面图;

图20是本发明实施例中900中段注浆站平面示意图;

图21是本发明实施例中670中段注浆站平面示意图;

图22是本发明实施例中钻窝的剖面示意图;

图23是本发明实施例中钻窝的平面示意图;

图24是图23中1-1方向的钻窝剖面图。

图中附图标记表示为:1-给料仓;2-传送皮带;3-出料仓;4-三通射流器;5-可移动支架;6-清水进水管;7-出水管口;8-排气孔;9-套管;10-透巷投料注浆孔;11-钻窝地表;12-固管水泥浆;13-套管法兰;14-清水输送管。

具体实施方式

将本发明的方法用于某金属矿硐室涌水的治理中进行施工测试,具体施工过程如下。

1施工概况

1.1概述

矿业公司某金属矿430中段为矿区深部找探矿平台建设的重要组成部分,也是深部资源开发的重要生产中段,目前正在进行巷道开拓工作。当前已有运行中的5号斜井连通610中段、490中段、430中段、310中段(拟开拓),建设中的112盲竖井连通670中段、610中段、430中段,已有斜坡道连通670中段、610中段、490中段、430中段。2019年3月2日,某金属矿430中段112线配电硐室在放炮后,17:50掘进工作面开始出现涌水,初始涌水量约30m

1.2 430配电硐室涌水情况

1.2.1涌水水源

根据矿方提供资料,井下430中段112线配电硐室涌水不到2小时,矿区北部二叠系栖霞茅口组水地1观察孔水位下降了近15m,BK07孔下降了近60m,到3月4日早上8点30分,水地1下降了54.26m,BK07下降了159m。矿区南部观测孔水位下降幅度小,且反应明显滞后于北部二叠系茅口组灰岩水。

1.2.2 430中段过水通道

根据当前430中段巷道开拓情况,涌水点初始径流通道主要为2条巷道,如图1所示,从配电硐室至430主运的巷道,从配电硐室至112盲竖井的巷道。水位稳定在605m标高时,矿井涌水量基本稳定。而112盲竖井井筒内涌水约24m

根据矿方提供巷道设计资料得知:

(1)2#巷道呈巷宽3m,巷高3m的三心拱,设计断面积9.15m

(2)过水巷道周边为完整的白云岩体。

(3)1#巷道自涌水位置至112线竖井井筒边距离约92m,2#巷道连通430主运,自涌水位置沿巷道至430主运5号斜井距离约495m。

1.2.3 430中段水流速度

在排水条件不变的情况下,水位稳定在约605m标高时,430配电硐室及112竖井的合计涌水量为1650m

1.2.4 430中段排水情况

430中段112线配电硐室出现涌水后,涌水经斜坡道、5号斜井、3号斜井等通道进入490、610等上部中段。430应急水仓应急泵直接抽水向地表排放,矿区在610中段增设多套排水设备后控制住水位稳定在605m标高,430中段抽排水示意图见图2,430应急水仓与430出水点的直线距离为567m,5号斜井至430出水点的直线距离为378m,430应急水仓处应急泵抽水速率为380m

1.3涌水治理总体设计方案

根据现场实际条件推断430中段配电硐室外1#巷道处于缓流状态,采用本发明的方法,设计通过钻孔投送混凝土在1#巷道内形成阻水墙,并通过注浆进一步封堵形成阻水段;2#巷道动水流速相对较快,设计通过钻孔投送骨料,骨料在水流的作用下,由孔底向外扩散,逐渐充满巷道,形成骨料堆积体及堵水墙,将巷道内的“管道流”变为“渗透流”,再通过注浆形成阻水段(阻水段示意图见图3)。完成阻水段施工后再对配电硐室涌水点附近区域进行注浆封堵地层裂隙,减少导水通道。

本实施例设计在某金属矿井下900中段和670中段设置钻窝,钻窝硐室布置在拟封堵突涌水点过水巷道正上方或邻近过水巷道处,且控制巷道封堵钻孔轨迹中钻孔顶角小于或等于10°,单个钻窝硐室布置1~2个钻孔;所述注浆硐室的布置位置以方便通往各钻窝硐室、有利于钻孔注浆为原则;

各钻窝设计位置详见10,钻窝的结构见图22至图24,钻窝硐室设计为四棱台结构,设计两种硐室类型,分别为:1)底部尺寸(净):10000mm(长)×9000mm(宽),顶部尺寸(净):3500mm(长)×3000mm(宽),硐室高(净):14500mm。2)底部尺寸(净):10000mm(长)×6500mm(宽),顶部尺寸(净):3500mm(长)×3000mm(宽),硐室高(净):14500mm。

钻窝硐室与已有巷道间施工联道连通各钻窝,钻窝联道一段设计净断面为3800mm×3500mm的1/4三心拱,钻窝联道二段设计净断面为6000mm×4000mm的1/4三心拱。

采用定向钻进至430中段配电硐室外1#和2#巷道实现透巷,通过3个透巷钻孔T1、T2、T3向1#巷道内投注混凝土,通过5个透巷钻孔H1-H5向2#巷道内投注骨料,并注浆形成阻水段封堵过水巷道。

水源封堵区域采用定向钻进技术从900中段开孔钻进至430中段配电硐室涌水点附近,通过1个主孔Z1、3个分支孔Z2-Z4先后注浆封堵430配电硐室周边区域(详见图4),T1和T2之间的距离为10m,T2和T3之间的距离为11m;H1和H2之间的距离为11m,H2和H3之间的距离为10m,H3和H4之间的距离为10m,H4和H5之间的距离为10m;Z1和Z2之间的距离为51m,Z1和Z3之间的距离为50m,Z1和Z4之间的距离为46m,Z2和Z3之间的距离为42.26m,Z2和Z4之间的距离为41m;T1至112竖井的距离为35m,Z4至2#巷道的垂直距离为61.60m。

工程预期目标:工程实施完成后,1#巷道和2#巷道单侧阻水段剩余涌水≤50m

1.4工程重点及难点

本实施例要求施工速度快,堵水效果好,且时间紧,任务重,重、难点工作较多,主要有:

(1)井下施工

某金属矿区山高坡陡,不具备在地表施工的条件,主要作业场地全部位于井下,作业空间受限,设备进出场、井下运输及现场组装难度较大。

(2)设备改型与施工效率

由于井下作业空间限制,无法使用大型钻探设备,需对现有钻探设备进行改造,降低钻塔高度、减小钻机底座宽度,增加了前期准备工作量。降低钻塔高度后,钻杆长度相应缩短,增加了起下钻工作量,对钻进效率产生不利影响。

(3)绕巷

T1、T2、T3、Z1钻孔设计轨迹附近,存在760中段、670中段、610中段已有巷道,施工过程中,需要严格控制钻孔轨迹,使钻孔绕开各中段巷道足够的安全距离。T1钻孔在670中段需要从两条已有巷道中间30m的空间穿过,施工精度要求高。

(4)透巷

设计8个钻孔全部需要透巷,其中5个钻孔设计轨迹与巷道呈斜交,而1#巷道宽4.8m,2#巷道仅宽3m,透巷难度较大。

(5)投注骨料

设计3个钻孔需要投注混凝土,5个钻孔需要投注骨料,而巷道和钻窝场地相对狭窄,投注骨料作业空间非常受限,难以使用大型设备作业。

(6)施工管理难度大

本实施例受场地限制,施工作业点分为地表制浆站、900中段作业面、670中段作业面三处,办公区和生活区也较为分散,施工管理难度较大。

2施工方案

本实施例涌水治理工作包括巷道阻水段施工和配电硐室水源治理两大部分。根据430中段配电硐室外两条过水巷道的水流特性(1#巷道动水流速较慢,2#巷道动水流速较快),决定优先对1#巷道投送混凝土后注浆形成阻水段,1#巷道阻水段初步形成后再进行2号巷道阻水段的大规模骨料投放施工。阻水段施工和水源治理工作具体分五个主要阶段。

(1)施工透巷孔:在井下900中段及670中段施工定向钻孔至430中段巷道,实施透巷,用于投注混凝土、骨料和注浆;

(2)骨料堆积体建造:通过钻孔投注大量骨料或混凝土,堆积砂石,形成骨料堆积体,改变涌水水力特征,改管道流为渗流;

(3)注浆加固堆积体:通过钻孔注入大量浆液,使砂石骨料胶结成一个统一的整体,加固堆积体成为阻水墙;

(4)阻水段建造:通过注浆等技术手段进一步对阻水墙及围岩裂隙进行注浆加固,使阻水墙及周围岩体形成一个统一的整体。

(5)水源封堵治理:钻探揭露配电硐室周边涌水区域后,通过注浆对该区域地层的过水通道进行封堵,治理水患。

2.1钻探施工

2.1.1钻窝布置及钻孔施工顺序

综合考虑本实施例工期需要与现场条件、各中段现有巷道分布情况后决定在900中段布置6个钻窝,670中段布置1个钻窝。共安排6台钻机施工。如图5所示,900前缀开头的钻窝编号指在900中段施工的钻窝,670前缀开头的钻窝编号指在670中段施工的钻窝。其中900-1钻窝为利用现有112竖井永久机房硐室,略微改造即可。900-2、900-3、900-4、900-5、900-6钻窝均为新建。

具体各钻窝所施工的钻孔如图5。根据各钻窝施工进度,各钻孔施工顺序为:首先在900-1钻窝安排一台钻机施工T1孔,在900-2钻窝安排第二台钻机施工T2孔,在900-3钻窝安排第三台钻机施工T3孔,在900-6钻窝安排第四台钻机施工H4孔,在900-5钻窝安排第五台钻机施工H2孔,在670-1钻窝安排第六台钻机先后施工H3、H5两个钻孔,待T1孔施工完毕后,在900-4钻窝安排第一台钻机施工H1孔。T3钻孔施工完毕后,在900-3钻窝内继续施工430涌水点注浆钻孔Z1-Z4。

Z1孔为涌水区治理的注浆主孔,Z2、Z3为Z1孔的分支孔。Z4钻孔为H1钻孔的分支孔。Z1、Z2、Z3、Z4钻孔落底标高为+410m,具体落底坐标见后文。主孔完成注浆工作后封孔,后扫孔至孔深330m处开始进行分支孔钻进,定向钻进至设计目标靶域。待第一个分支孔注浆完毕后,重复封孔、开始第二个分支孔钻进,如此循环,直至分别完成Z2、Z3、Z4孔施工。

2.1.2钻探技术及施工流程

为有效缩短造孔周期,提高钻孔轨迹控制质量,加快施工进度,本实施例采用复合钻进技术,泥浆循环携带岩粉无心钻进。复合钻进是利用高效钻头和螺杆钻具再加转盘钻进的一种钻井技术,高效钻头加螺杆钻具进行复合钻进,大幅度地提高了钻进速度,可以钻进、定向而不用起下钻,机械钻速高,常常是普通钻井速度的几倍。高效钻头主要是寿命长的牙轮钻头和PDC钻头。螺杆钻具是高压泥浆通过螺杆与定子橡胶衬套的螺旋通道往下挤压,在压差下使螺杆产生一个工作扭矩,带动主轴旋转,使钻头工作。本实施例钻探工艺流程如图6所示,正式开孔钻进前的准备工作包括砌筑泥浆池、浇筑钻窝内灰土盘、测放孔位、开凿导水排浆沟槽、钻机安装调试等。钻机基础灰土盘采用混凝土浇筑,要求平整、坚固,防止钻塔歪斜。

2.1.3钻孔结构

(1)T系列与H系列8个孔为定向透巷孔,设计钻孔结构分为三开。

一开直孔段,孔径Φ311mm,下入孔口管,从孔口经过钻窝施工时的爆破松动层至稳定基岩段,单液水泥浆固管(当钻窝底部岩层条件良好,爆破松动层很小时,可用风镐破除地面松动层后安装孔口管)。

二开定向导斜段,孔径Φ215.9mm,至430巷道顶板8-10m处停止,开始三开钻进。

三开透巷段,孔径152.4mm,为裸孔段,钻进至430目标巷道设计靶域。透巷后二开部分下入Φ177.8×8.05mm二开套管。H5和T1钻孔轨迹剖面示意图分别见图7、图8,图7中,H5钻孔钻进至430目标巷道(宽3.0m,高3.0m),图8中T1钻孔钻进至430目标巷道(宽4.8m,高3.5m)。

(2)Z系列钻孔结构分为三开。首先施工Z1孔:

一开直孔段,孔径Φ311mm,下入孔口管,从孔口经过钻窝施工时的爆破松动层至稳定基岩段,单液水泥浆固管(当钻窝底部岩层条件良好,爆破松动层很小时,可用风镐破除地面松动层后安装孔口管)。

二开定向导斜段,孔径Φ215.9mm,孔深达到320m停止钻进,下入Φ177.8×8.05mm套管进行固管。

三开定向造斜段,孔径152.4mm,为裸孔段,钻进至设计目标靶域。Z系列近水平钻孔轨迹剖面示意图见图9。

Z2、Z3利用Z1孔在孔深320-330m处侧钻施工。Z4利用H1孔套管开窗侧钻施工。

2.1.4钻孔设计坐标

各钻孔设计开孔坐标及终孔坐标见下表:

表1钻孔设计开孔坐标及靶域坐标

2.1.5钻具组合

一开:Φ311mm钻头+Φ178mm钻铤+Φ89/Φ73mm钻杆;

二开:Φ215.9mm钻头+Φ165mm螺杆钻具+Φ159mm无磁钻铤+Φ159mm钻铤+Φ89/Φ73mm钻杆;

三开:Φ152.4mm钻头+Φ127mm螺杆钻具+Φ105mm无磁钻铤+Φ105mm钻铤+Φ89mm加重钻杆+Φ89/Φ73mm钻杆。

在施工过程中根据地层分布特征及钻孔轨迹情况,可对钻具组合进行适当调整。

2.1.6钻井液

本实施例采用无线随钻测斜定向复合钻进技术,部分地层需采用专用泥浆作为钻井液,且要求钻井液含砂量少,施工过程中必须全程监测钻井液的消耗量,并根据钻孔情况调整泥浆浓度和浆液配方。

表2推荐钻井液配比、泥浆材料及添加剂量对应表

钻井液的净化采用自然沉淀(泥浆沟槽沉淀+泥浆池三级沉淀)、人工捞砂和机械净化三种方法相结合,其中机械除砂为主,人工捞砂和自然沉淀为辅,以求全面清除钻井液中的无用固相,保持和稳定钻井液的性能,达到良性循环。配备钻井液性能测量仪器,定时测定钻井液性能,以便及时调整和补充。

2.1.7套管下放及固管

套管段钻探施工至预定深度后,冲孔提钻。套管下放前,技术副经理向注浆队长、钻机机长及其他有关施工人员交底套管下放及固管注意事项,套管下放过程中,生产负责人、安全员必须现场检查监督。套管下放及固管步骤为:

(1)套管规格为Φ177.8×8.05mm改造后石油套管,检查套管外观质量,检查直径与壁厚,检查套管丝扣情况,丈量每根套管长度并计算所需套管根数,将选定的合格套管转运至钻窝联道。在本实施例中,首根套管安装木质导向靴。

(2)悬挂套管夹持器,逐根上提与下放套管,套管间采用丝扣连接,对接前确保套管保持竖直状态。

(3)准确记录下放套管根数及深度,待确定套管下至预定深度后,割去套管余尺,安装孔口盖板,连接注浆管路。

(4)注浆站配制固管单液浆,水灰比为0.6:1,食盐、三乙醇胺用量分别占水泥用量的5‰和0.5‰。

(5)固管注浆,采用注浆泵往套管中持续注入单液水泥浆,待套管外缘返出浓浆后,即停止注浆,再定量压入清水。

(6)固管注浆12小时后扫出套管内距底5m以上的水泥浆,继续养护24~36小时,扫孔至原深,经套管内压水试验,套管外不返水并达到固管质量要求后,认为固管合格,否则继续固结。

投料孔T1、T2、T3套管段深度为465-470m,H1、H2、H4套管段深度为463-468m,H3、H5套管段深度为225-230m。T系列和H系列钻孔透巷后,下入套管,进行混凝土投注或骨料投注。

2.1.8钻孔轨迹控制

本实施例中部分钻孔施工牵涉多层中段多个巷道的绕巷处理,施工难度高。需根据每个钻孔的特点设计钻孔轨迹并在施工过程中严加控制。

为加快本实施例钻探施工进度,提高钻孔轨迹控制精度,本实施例钻探施工采用复合钻进和无线随钻测斜定向钻进技术施工钻孔。

钻孔实际施工中,采用三段制,即“增-稳-降”控制钻孔轨迹。

人工定向钻进通常采用井下动力钻具来实现,井下动力钻具常用螺杆钻具。定向时螺杆钻具作用面与钻孔偏斜面之间的夹角为工具面角,并且从钻孔偏斜面按顺时针扭转0~180°为正,逆时针扭转0~180°为负。定向前钻孔的偏斜方位角加上工具面角所得的角度为工具面方位角。每次定向钻进前都要进行定向设计,主要是求得工具面方位角和一次定向钻进段长。

目前,注浆钻孔常用机械式陀螺测斜定向仪、有线随钻仪和无线随钻仪搭配螺杆钻具的组合进行定向。陀螺测斜定向仪可以在套管和普通钻杆内直接进行测量。随钻测斜仪(有线或无线)多采用磁原理进行方位测量,需要大地磁场环境,定向时不能在套管和普通钻杆内进行,需要配备无磁钻铤,在有磁干扰的环境下也不适用。

本实施例采用泥浆脉冲式无线随钻测斜仪进行测斜及定向工作。无线随钻测斜仪器可在钻进过程中及时进行测量,安装操作方便,不需要电缆传输井下数据,即在不起钻情况下,泥浆脉冲发生器将孔内探管测得的数据发送到地面,经计算机系统采集处理后,得到实时的孔身参数。随钻测斜仪可在钻进过程中测量孔身的倾角、方位角、工具面角,为大斜度孔及水平孔的钻进及时提供孔身参数。使用该测斜仪不但提高了测斜定向精度,而且能随钻进作业实时监测定向参数及时调整定向设计方案,同时可进行滑动定向钻进和旋转钻进相结合的复合钻进方式,提高了机械钻速,大幅提高了钻进施工效率。能有效保证钻孔的施工轨迹与设计轨迹相吻合,并能有效防止井下复杂情况的发生。

SMWD-76S无线随钻测斜仪由地面设备和孔内测量仪器两部分组成。地面设备包括:压力传感器、主机、司钻显示器、计算机及有关连接电缆等。孔内测量仪器主要由测斜探管、主控、泥浆脉冲发生器、电池、扶正器等组成。

无线随钻测斜仪测井斜流程如图11所示,分为准备和测斜两个阶段。准备阶段主要进行两项工作:①泥浆脉冲探头安装,并连线至采集解码仪和计算机;②测斜探管连接及调试。泥浆脉冲探头接线过程中,保证接头牢固并做好接头防水,防止线路问题造成采集仪接收信号微弱;探管连接完毕后,采用模拟器进行调试,调试结束后便可放入无磁钻铤,钻探过程中即可实现随钻测斜。

钻孔偏斜控制措施:钻孔钻进施工过程中,孔深超过50m后加强钻孔轨迹监测,把数据及时填到钻孔偏斜平面图上,以便根据钻孔偏斜情况及时调整钻进参数或采取相应定向纠偏措施,严格控制钻孔轨迹以便顺利透巷。若钻孔偏斜严重,必要时可局部封孔重新定向。

2.1.9终孔验孔与封孔

各投料孔钻进至设计靶域实现透巷后,各注浆孔钻进至设计靶域准备注浆前,及时通知业主及监理单位相关负责人共同进行现场排尺验孔。单孔的投料注浆工作全部结束后,采用单液水泥浆封孔至孔口。

2.2投料施工

1#巷道三个孔投注混凝土,2#巷道5个孔投注砂石骨料。1#巷道混凝土投注后形成阻水墙效果不理想时,分析现场情况后根据需要可投注砂石骨料。

2.2.1混凝土投注

混凝土选用商品混凝土,根据施工条件及现场泵送条件,选择标号C30商混进行泵送,在混凝土搅拌过程中,加入添加剂降低混凝土的塌落度。

混凝土投注时采用混凝土输送泵进行投送,泵车通过管路与钻孔连接。泵车与钻孔连接管路部分设置部分放气孔,降低堵管机率。

各孔遵循分次投注,由多到少,按需投料的原则。投料过程中应及时探测巷道内混凝土堆积高度,避免堵孔,如遇堵孔需及时扫孔。

2.2.2骨料选择及配比

本实施例投料孔终孔孔径152.4mm,骨料粒径小于60mm。骨料根据粒径细分为φ20~60mm粗骨料、φ6~20mm中骨料、φ1~6mm细骨料,且粗骨料、中骨料和细骨料三者的重量之比为(1~3):(1~2):1;投注骨料时,水与骨料的质量之比为6~20:1。

不同粒径骨料分类堆积存放在900中段及670中段巷道内。

2.2.3骨料投注

施工中对骨料粒径的投放变化,每个钻孔按照从小到大,再从大到小的整体原则进行,实际施工以投放骨料实际情况进行调整。

早期骨料以粒径相对较小的细骨料为主,对巷道进行铺底,尽可能减少过水断面,增加过水流速,为注入大粒径骨料做好准备,待后期截流时,过水通道水流速度变大,根据实际情况及时调整为以大粒径骨料为主,接顶后根据钻孔实际情况再投入部分细骨料。投料过程中应及时探测巷道和孔内堆积物高度,避免堵孔,如遇堵孔需及时扫孔。

现场骨料投注装置如图12所示,包括给料仓1、传送皮带2、可移动支架5、出料仓3、清水输送管14、清水进水管6、三通射流器4和套管法兰13;所述给料仓1固定在钻窝地表11上,所述传送皮带2安装在所述可移动支架5上,所述给料仓1的出料口位于所述传送皮带2的进料端的上方,所述传送皮带2的出料端位于所述出料仓3的进料口的上方,所述清水输送管14输送的清水在所述传送皮带2的出料端的下方与所述传送皮带12输送的骨料汇合,并同时落入所述出料仓3的进料口中,所述出料仓3的出料口与所述三通射流器4的第一进料口流体导通,所述三通射流器4的第二进料口与所述清水进水管6流体导通,所述三通射流器4的出水管口7与透巷投料注浆孔10流体导通;所述出水管口7通过所述套管法兰13与套管9固定连接,所述套管9通过固管水泥浆12固定安装在所述透巷投料注浆孔10的内壁上;所述套管法兰13上开设有排气孔8,且所述排气孔8与所述套管9流体导通。

使用时,用铲车将级配骨料运送至设置在钻窝联道内的给料仓,给料仓中骨料漏至传送皮带上,皮带输送机再运送至出料仓,出料仓下部连接三通射流器。三通射流器顶部为进料口,底部有进水口和出水口,进水口连接水泵,出水口与钻孔套管连接。骨料通过出料仓进入进料口,在泵的作用下产生的高速水流带动骨料快速通过出水口进入钻孔,落入巷道内,然后在巷道水流的搬运作用下向钻孔底部及钻孔下游堆积。

传送皮带设置调速电机可调节骨料的下放速度,骨料投注操作流程如图13所示。

投注骨料时的水固比控制在6:1~10:1为宜,特殊情况下可采用更大的水固比。当投注的骨料达到接顶时,减小级配,增大水量,水固比可调整为20:1。

骨料投注时,及时探测巷道骨料堆积高度,骨料接近接顶时,根据需要加大探测频率。实际投注骨料时,邻近钻孔配合观测水位变化,只要不堵孔,就保持连续投注骨料。当骨料接顶时,下钻头冲扫钻孔,将骨料推挤至较远处,使骨料堆积接顶范围更宽,更密实。骨料堵孔后,下钻扫孔到巷道内,探测堆积高度和水位。

投注骨料时需要保证清水的连续供应,单孔清水供应能力需达到160m

2.3注浆施工

本实施例注浆施工分为阻水段注浆与水源封堵注浆。两个时期的注浆目的、注浆材料、注浆压力都有区别。

阻水段建设时期的注浆又细分为四个不同阶段。

(1)初始注浆:当巷道内骨料已注满,并经多次下钻反复冲扫骨料堆积高度仍高于巷顶,且通过排水量计算巷道过水涌水量减小至50%以下时,可扫孔至钻孔底部开始进行初始注浆。

首先进行改性单液浆灌注,如改性单液浆灌注效果不明显(矿井排水量不进一步下降),改为水泥-水玻璃双液浆灌注。如双液浆灌注不能满足要求,改为聚氨酯等特殊材料进行灌注。

初始注浆将改造后的注浆头下入骨料堆积区域进行上下反复注浆,直至浆液返出孔口或孔内进浆量明显减少时结束。待浆液初凝(6~10h)时扫孔至巷道下部并再次进行灌注。

井下670注浆站选择NBB-390注浆泵进行灌注,地面900注浆站选择BQ-350、3NB-260等注浆泵进行灌注,可根据现场施工条件选择两孔同时进行灌注或多孔交替灌注。单孔单次注浆量不大于300m

改性单液浆水灰比初选1:1,根据实际施工情况可调整浆液浓度。水泥-水玻璃双液浆配比为:水泥浆水灰比1:1,水泥浆:水玻璃体积比为1:1~1:0.3范围内。

(2)充填注浆:充填注浆是在初始注浆的基础上,采用大流量注浆泵实行的注浆。

充填注浆阶段双液浆和单液浆联合进行使用。井下注浆站主要使用NBB-390进行灌注,地面900注浆站主要使用3NB-260及BQ-350注浆泵,初始流量选择不小于200L/min且不大于400L/min进行注浆,在注浆过程中,根据实际情况做适当调整。充填注浆施工是“阻水段”很可能被突破的关键阶段,开始注浆几个班连续灌注,均以孔口不升压为原则。与此同时要随时观测各水源观测孔和各施工钻孔的水位变化情况,及时进行综合分析。为了控制浆液扩散距离,防止浆液过多流失可采取高浓度间歇注浆、多孔联合干扰注浆等方法,但仍应坚持不升压或缓慢的正常升压为原则。如此往复,历经多次复注,扫孔到底探测结石体具有相应的初期抗压强度(拖住钻具),可转入升压注浆阶段。

相关浆液配方参考初始注浆阶段,充填注浆时的注浆压力小于或等于2MPa。

(3)升压注浆阶段。当通过排水设备测算出430主运过水巷道涌水量降至约300m

本阶段注浆主要选用NBB-390、BQ-350、3NB-260等注浆泵,注浆材料主要选用改性单液水泥浆,注浆初始流量不小于100L/min且不大于300L/min、初始水灰比1.25:1,若连续注入60~80m

本阶段注浆的结束标准是:当注浆压力逐步正常升压,达到本阶段的设计结束压力(4~5MPa),注浆结束流量减少到60L/min时,同时压力稳定20~30min,达到本阶段注浆的结束标准。

(4)补充注浆阶段:前3个注浆阶段结束后,矿井试行追排水,增大水位差,在这种情况下继续灌注改性单液水泥浆,对突水点或过水通道的细小裂隙、薄弱带进行再加固,进一步减少出水量。

补充注浆的工艺流程基本类同升压工艺流程。补充注浆的初始流量大于或等于100L/min且小于或等于250L/min;注浆结束流量不大于60L/min时,注浆结束压力5~6MPa。

(5)水源封堵注浆阶段:水源封堵注浆为阻水段基本成型后,对涌水区域的断裂构造等进行封堵的注浆。此阶段注浆主要采用3NB-260型注浆泵及BQ-350型注浆泵进行注浆,注浆材料选用改性单液水泥浆,水灰比选用1:1,注浆初始流量不小于200L/min且小于或等于500L/min,为使浆液扩散至较远区域,采用大量注浆方式进行。

注浆终量不大于60L/min,注浆压力达到设计终压(8.6MPa~10.75MPa),稳定20min~30min,可结束该孔段的注浆工作。

各钻孔正常钻进过程中,如遇破碎带或钻孔内涌水、钻孔泥浆漏失明显等情况,影响正常钻进时,对局部地层进行注浆加固或注浆止水。

2.3.1注浆材料及配比

阻水段注浆选用的注浆材料种类包括:改性单液水泥浆、水泥水玻璃双液浆、水溶性聚氨酯。水源封堵注浆选用改性单液水泥浆和水泥水玻璃双液浆。

(1)改性单液水泥浆以水泥为主要原料,根据现场施工条件需要,选取微硅粉、食盐、三乙醇胺、水玻璃等添加剂,水玻璃的浓度为30~40°Bé,模数为2.8~3.4,用水配制而成。改性单液水泥浆液配比见下表。

表3改性单液水泥浆材料配比表

复合添加剂中,微硅粉掺量为水泥含量的0%至5%,食盐为水泥含量的5‰至10‰,三乙醇胺为水泥含量的0.5‰至1‰,水玻璃为水泥含量的0%至6%。在实际施工过程中根据水文情况选取2种添加剂组合,进行注浆施工。

(2)水泥水玻璃双液浆亦称C-S浆,C代表水泥,S代表水玻璃。在这种浆液中,水玻璃不是普通意义上的水泥浆添加剂,当水玻璃的添加比例大到一定程度之后,两种材料混合体的性能发生了质的变化,可以快速凝结,并且通过调整混合比即可方便地调整胶凝时间,使水泥浆具有化学浆液快速凝结的性能,克服了单液水泥浆凝固时间长、凝固时间不能控制、结石率低等缺点,是一种特殊注浆材料。

本实施例设计C-S浆所用水泥浆水灰比为0.75~1:1,水玻璃浓度30~40°Bé,并根据现场施工条件进行浓度调整,模数为2.8~3.4。水泥浆与水玻璃体积比控制为1:1~0.3,最终根据现场水文情况确定每次注浆的实际配比。

(3)水溶性聚氨酯

水溶性聚氨酯注浆材料是由复合聚醚多元醇及多元异氰酸酯反应生成的由异氰酸封端的亲水性化学注浆材料,遇水迅速反应,对动水有着良好的封堵作用。其与水反应后呈乳白色弹性胶体。

本实施例选用双液型聚氨酯,A料和B料均为液体,体积比控制在0.3~0.8:1,单次水溶性聚氨酯注浆量不大于5t。

2.3.2注浆方式

本实施例设计有三种浆液类型,不同的浆液,针对性地采用不同的注浆方式。

(1)改性单液水泥浆的注浆方式

阻水段初始注浆及充填注浆主要采用浆液自流无压注浆,后期主要采用孔口压盖止浆进行注浆。

阻水段高压注浆和水源封堵注浆均采用全孔注浆方式,必要时采用下止浆塞孔内止浆。如钻进过程中遇破碎带等不稳定地层,调整泥浆材料也难以安全钻进时,采用小段高进行单独加固注浆。

本实施例所有钻孔套管上口焊接法兰盘。如图14和图15所示。

止浆塞采用KWS型卡瓦式止浆塞,KWS止浆塞由我公司自行设计和生产,已经在井筒地面预注浆工程中广泛应用,操作简单、维修方便。KWS止浆塞由芯管,卡瓦、锥体、上托盘、止浆胶囊、下托盘等组成,适用于多种注浆工程,具有Φ75mm~Φ325mm多种规格。使用时将止浆塞连接于钻杆底部,下入孔内预定位置后提拉芯管,止浆胶囊膨胀堵住钻孔,通过芯管进行注浆,避免了在注浆过程中的浆液沿钻孔上返现象,使用简单、操作方便。

(2)水泥水玻璃双液浆及水溶性聚氨酯的注浆方式

采用双管法注浆。双管法注水泥水玻璃双液浆及水溶性聚氨酯方式如图16所示。

2.3.3注浆施工流程

注浆系统由注浆泵,注浆管路、止浆工具等组成,注浆系统形成后,先进行压水试验,测试系统的密封性和安全性。

当采用孔口压盖及下止浆塞注浆时,钻进完成并冲孔后,压水测试注浆系统是否正常工作。每次注浆前例行压水10min~20min,目的是获得水文地质参数,了解含水层的渗透性、连通性、裂隙的发育程度,进而合理调整注浆参数,同时也检验注浆系统工作是否正常。每次注浆后例行压水10min~20min,目的是与注浆前压水进行对照,检验本次注浆效果。同时也为了清洗注浆管路,保证管路畅通。

改性单液水泥浆的注浆流程如图17所示,水泥水玻璃双液浆的注浆流程如图18所示。

2.3.4施工管理措施

根据质量管理体系,各部门及各岗位人员各司其职,共同参与施工质量管理。

生产经理及质检员每天现场巡检,并根据需要不定期进行专项质量检查,做好书面记录。

项目部每天召开生产例会,及时沟通现场相关情况,检查分析施工质量,共同研究解决施工过程中遇到的各种新情况新问题,确保小问题不过夜,大问题不扩大。并做好会议纪要。

(1)钻探施工质量保证措施

开工前根据每个钻孔的情况针对性地设计钻孔轨迹。对现场各班组进行详细的技术交底,明确钻探施工工序质量控制关键点。钻孔冲洗液采用低固相泥浆作为钻孔冲洗液,及时观测冲洗液消耗及漏失情况并做好记录。

测斜、定向技术是保证本次工程施工的关键技术,本次施工采用无线随钻测斜仪进行钻孔的测斜。无线随钻测斜仪将井下参数进行编码后,产生脉冲信号驱动脉冲发生器内的电磁阀动作,限制部分泥浆流入钻柱,从而产生泥浆正脉冲。地面上采用泥浆压力传感器检测来自井下仪器的泥浆脉冲信息,并传输到地面数据处理系统(包括主机和计算机)进行处理,井下仪器所测量的井斜角、方位角和工具面角数据可以显示在计算机和司钻显示器上。

①孔斜监测

在无线随钻测斜仪测量参数指导下,通过定向螺杆钻具对钻孔轨迹进行定向控制。孔斜超偏时,加密测点,并制定定向纠偏方案。

②钻孔纠偏

根据制定的纠偏方案利用弯螺杆造斜角度进行纠偏,以及随钻测斜仪进行测量。

(2)注浆施工质量保证措施

①做好浆液质量控制。注浆前,进行浆液配比试验,试验内容包括:浆液比重、黏度、析水率及浆液进入塑性状态的凝结时间,确定出适合本实施例的浆液配比;注浆过程中,专业技术人员定时对浆液参数进行检测,检查内容包括:浆液比重、黏度、析水率及浆液进入塑性状态的凝结时间,并及时留样,杜绝不合格浆液注入施工地层。比重测量仪器一般选用泥浆比重计,黏度测量选用漏斗式泥浆粘度计,析水率测定选用量筒,凝结时间测定选用维卡仪。

②注前压水试验,先对注浆孔进行简易压水试验,其作用为清洗孔壁,冲开细小裂隙,以便浆液有效注入地层;计算单位吸水量,便于控制每个注浆段的注浆质量。

③严格按照施工组织设计进行注浆,并且根据注浆时压力的变化情况,实时分析地层情况和浆液的扩散规律,及时调整注浆泵量,以保证好的注浆质量。

④注浆后,对钻孔进行简易压水,冲洗管路、减少浆液浪费。

⑤每个钻孔注浆结束终压和终量必须达到设计结束标准,如果单次注浆量很大仍未达到结束标准,必须进行复注。

⑥每次注浆前及时报业主和监理单位,经同意后再正式注浆,注浆过程中接受业主和监理单位的监督和指导,注浆结束后及时上报相关技术资料签字确认。

2.3.5现场平面布置

本实施例施工总平面布置详见图10。考虑到矿区山高坡陡平地少,以及井下各中段巷道现场实际条件,在矿区花椒园地表设制浆站,在900中段112盲竖井附近区域设6个钻窝(编号900-1至900-6),1个注浆站。在670中段112盲竖井附近设1个钻窝(编号670-1),1个注浆站。从地表制浆站铺设1条输浆管路至670中段注浆站,670中段注浆站铺设2条注浆管路至670-1钻窝。从地表制浆站铺设2条输浆管路至900中段注浆站,从注浆站铺设2条注浆管路至900中段各钻窝。

地表制浆站平面布置见图19,设置2个水泥储罐(容积分别为80t、120t),2套水泥上料系统,1个水玻璃池(容积60m

井下900中段注浆站设置3台注浆泵(2用1备),1个水玻璃池(长5.48m,宽2.78m,容积约20m

井下670中段注浆站设置2台注浆泵,1个水玻璃池(长度为5.48m,宽度为2.30m,容积约15m

相关技术
  • 一种金属矿山盲竖井井筒预注浆工程硐室群布置方式
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技术分类

06120116485085