某煤礦主井井筒壁后注漿設(shè)計(jì)方案
注漿方案
該井筒出水點(diǎn)不集中,井筒深,靜水壓力較小,出水點(diǎn)多。因此,給注漿帶來一定難度,采用直接對(duì)井壁注漿,分兩步進(jìn)行。第一步先注含水層;第二步補(bǔ)注出水點(diǎn)。這樣封堵后一定距離的全部含水層裂隙。切斷含水層與井壁之間的水力聯(lián)系,進(jìn)而達(dá)到降低涌水量,加固井壁的目的。
1、注漿總形式:注漿總體形式采用上行式。即先注最下段,然后依次向上;最后補(bǔ)注獨(dú)立出水點(diǎn),完成整個(gè)注漿任務(wù)。
2、注漿起止深度:主井壁后注漿深度為220m。重點(diǎn)注漿部位是:
(1)第四系上部流沙層段;(2)侏羅系中部中粒砂巖段;(3)侏羅系下部礫巖層段
3、鉆孔布置及工程量:
(1)鉆孔布置方式:本次注漿以堵水為目的,且以堵含水層水為主要對(duì)象。由于涌水量較為分散,裂隙連通較強(qiáng),鉆孔布置呈層狀,鉆孔間排距3m×3m,需布置鉆孔50個(gè),機(jī)動(dòng)鉆孔10個(gè)。共需布置注漿鉆孔60個(gè)。(2)鉆孔深度:每個(gè)鉆孔設(shè)計(jì)深度為0.7m左右(穿過井壁),鉆探工程量50m。(3)鉆孔結(jié)構(gòu):開孔直徑為35㎜,鉆孔深度以穿過井壁揭露出水通道為止。鉆孔完成后緊接著把準(zhǔn)備好的孔口管連同閥門一起插入孔內(nèi)并快速固結(jié)。(4)鉆孔傾角:鉆孔布置以平角為主,其它根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況而定;鉆孔方向垂直井壁。
4、漿液
本次注漿采用以單液漿為主、雙液漿為輔的原則,對(duì)于含水層出水大的地段采用雙漿液注漿。
四、施工準(zhǔn)備工作
1、設(shè)備準(zhǔn)備:
(1)注漿泵:壹臺(tái);(2)立式攪拌機(jī):壹臺(tái);(3)普通鑿巖機(jī):二部;(4)壓力表:5塊;(5)高壓輸漿膠管300m,風(fēng)管200m,并配有快速接頭和變徑接頭;(6)高壓三通4個(gè),孔口器4個(gè),1吋孔口管50個(gè),1吋閥門20個(gè),混合室4個(gè),道釘100根,棉紗5公斤。
2、注漿站布置:根據(jù)施工現(xiàn)場情況,注漿站布置在井口附近。準(zhǔn)備好兩個(gè)儲(chǔ)漿礦車,一個(gè)存清水,全套注漿設(shè)備均布置好。
3、鉆場和注漿現(xiàn)場均放在吊盤上,運(yùn)料用吊桶。
4、供水、供風(fēng)、供電與通訊設(shè)備
(1)用礦自來水作為供水源,建造一個(gè)5m3儲(chǔ)水池。(2)引用專用供電線路,施工時(shí)嚴(yán)禁停電。(3)建立地面與注漿現(xiàn)場直接聯(lián)系電話,井上有礦調(diào)度直通電話。(4)礦單接供風(fēng)供水管路,用絞車吊掛。
5、打壓試驗(yàn):注漿系統(tǒng)安裝完成后,首先進(jìn)行空轉(zhuǎn),發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理,其后進(jìn)行加水打壓試驗(yàn),壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓(17mpa)的1.5倍,穩(wěn)定10分鐘,沒有異常,即結(jié)束試驗(yàn)。
6、糊縫:注漿前要仔細(xì)尋找出水縫隙和井壁相對(duì)質(zhì)量較差地段,并挖槽,用水膠泥封堵裂隙,采用“V”型槽,不堅(jiān)固井壁全部挖出,并封堵嚴(yán)密,糊縫水泥、水玻璃比采用1:1~1:0.5。
五、鉆孔鉆進(jìn)
鉆孔采用普通鑿巖機(jī)鉆進(jìn),用孔徑為35㎜鉆頭開孔,鉆到設(shè)計(jì)深度。
六、注漿工藝
1、工藝流程
單個(gè)孔的注漿工藝流程:開孔—安裝孔口管—掃孔并鉆到設(shè)計(jì)深度—測量涌水量—壓力試驗(yàn)—制備漿液—注漿—結(jié)束注漿—清洗注漿管路。
整個(gè)工藝流程:首先布置注漿站、安裝設(shè)備、試驗(yàn)、調(diào)整設(shè)備、挖補(bǔ)裂隙和井壁漏水不堅(jiān)固地段,然后才能正式開鉆。
2、壓水試驗(yàn)
各孔注漿前首先進(jìn)行壓水試驗(yàn),目的在于檢查注漿管路是否符合注漿要求,以了解巖層富水性,壓水試驗(yàn)持續(xù)15分鐘左右。依此推斷注漿有關(guān)參數(shù)。
3、注漿壓力
根據(jù)實(shí)際情況,考慮井壁質(zhì)量問題,一般采用靜水壓力的1.5~2倍,最大注漿壓力控制在0.3Mpa。
4、注漿控制:由稀到濃,一般不調(diào)整,當(dāng)壓力不回升而吸漿量增大時(shí),才進(jìn)行調(diào)整。
5、注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn):單孔達(dá)到設(shè)計(jì)壓力,并持續(xù)10分鐘不吸漿,含水層已無出水點(diǎn),井壁無滲水現(xiàn)象,涌水量控制在1m3/h以下。
七、注漿材料與漿液配比
1、單液水泥漿
采用P.C32.5R魯宏復(fù)合硅酸鹽水泥攪拌3~5分鐘,即可放漿。
2、用量計(jì)算
參照已往注漿參數(shù)及國外壁后注漿經(jīng)驗(yàn),每孔注漿量平均為0.2m3,每孔糊管量20kg計(jì),共需水泥10噸,另外補(bǔ)注需水泥2噸。
八、其它技術(shù)注意事項(xiàng)
1、注意測量鉆孔中的涌水量,并做好記錄。
2、注漿前先進(jìn)行空荷運(yùn)轉(zhuǎn),并按設(shè)計(jì)進(jìn)行打壓試驗(yàn)。
3、注漿時(shí)必須觀測井壁變化,發(fā)現(xiàn)有漏漿時(shí),要根據(jù)現(xiàn)場情況采取切實(shí)可靠措施。
4、漿液濃度現(xiàn)場配制,攪拌漿液不早于注漿前20分鐘。
5、向孔里壓漿必須做到使裂隙及空隙完全充實(shí),并使之不再漏水。由初壓逐步過度到終壓,不能突然增壓。
6、當(dāng)達(dá)到規(guī)定注漿壓力時(shí),持續(xù)10分鐘即停止注漿。
7、漿液凝固后,打開注漿閥門,如有水溢出,盡管很微小,也需要重新掃孔再注漿。
8、做好注漿過程中有關(guān)記錄。
9、注漿間歇或注漿結(jié)束必須沖洗注漿管路。
10、嚴(yán)格按照注漿泵、鑿巖機(jī)等操作要求進(jìn)行操作及維護(hù)。
11、注漿過程中要密切觀測井壁變化,發(fā)現(xiàn)井壁變形,必須立刻停止注漿,打開泄?jié){閥,查明情況,妥善處理。