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五沟煤矿副井探水预注浆施工组织设计简介:
五沟煤矿副井探水预注浆施工组织设计,通常是指在煤炭开采过程中,为了防止地下水涌出对井下作业造成影响,对副井进行的一项预先的防水处理工作。这个设计主要包括以下几个方面:
1. 项目背景:首先,会对五沟煤矿的地质条件、开采历史、地下水位情况等进行详细的分析,以确定预注浆的必要性和具体位置。
2. 施工目标:明确预注浆的主要目标,如防止井壁渗水、防止涌水引发的安全问题,以及保护井下设备和人员安全。
3. 施工方案:详细规划注浆材料的选择、注浆方法(如压力注浆、化学注浆等)、注浆通道的确定、注浆量的计算等。
4. 施工队伍与设备:确定参与施工的队伍及其专业技能,以及所需的主要设备和工具。
5. 施工进度与时间表:根据工程的复杂程度,制定详细的施工进度计划,包括各个阶段的开始和结束时间。
6. 安全管理:强调施工过程中的安全措施,如应急预案、安全培训、危险源识别和控制等。
7. 环保与质量管理:考虑施工对环境的影响,以及如何保证注浆的质量,确保其达到预期的防水效果。
8. 预算与成本控制:对整个工程的预算进行规划,包括材料费、人工费、设备租赁费等。
这是一个全面的施工组织设计,旨在确保探水预注浆工作的顺利进行,保障煤矿开采的正常进行。
五沟煤矿副井探水预注浆施工组织设计部分内容预览:
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)架设上部生根圈,应按设计及生根圈上标注的方向编号架设,上部生根圈通过两根钢梁固定在井帮上,架设生根圈要用井筒中心线十字线找正,
3)安设孔口管,按上下圈上的分组编号,将孔口管对号卡在生根圈上。
CJJ∕T 212-2015 生活垃圾焚烧厂运行监管标准4)孔口管下口要用短钢筋打眼固定在迎头底板岩石上。
8个孔口管按照设计好角度稳固好后,浇筑止浆垫。
(3)、止浆垫浇注好后,继续进行壁座及支撑圈的浇注,然后进行套内壁工作。
(1)、施工准备:首先将永久支护至工作面,止浆垫以上5m范围井壁厚度为0.6m,砼标号为C40;
(2)淋水处理:然后处理井壁淋水;如果淋水不大,采取截导措施将淋水引入吊盘水箱;如果井壁淋水较大,则采取井壁注浆措施堵水,注浆后的剩余水再采取截导措施。
(3)清底成型:将工作面矸石出净,根据止浆垫设计尺寸,刷帮卧底使符合设计形状。
(4)井壁凿毛: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。
(5)、止浆垫浇注及孔口管埋设:止浆垫设计砼标号为C40,为缩短砼养护时间,在砼中加入早强剂。如果工作面有出水,仅为个别裂隙出水,且不大,可采取埋管、糊缝、导水措施,即可安装孔口管和浇注砼止浆垫;如果工作面涌水较大,无法保证止浆垫的防水性,则采取止浆垫下铺设滤水层的方法施工止浆垫,并采取排水措施,滤水层用碎石铺设,厚度一般0.6~1m,具体厚度根据工作面涌水量的大小决定,滤水层上方铺设塑料布,中间设集水小井排水,集水小井中埋设无底滤水箱,水箱中放潜水电泵排水,止浆垫浇注在塑料布上。
孔口管安装见第一段止浆垫浇注及孔口管安装。
(二)、主要施工辅助系统
为了确保井筒施工安全,副井内吊盘上布置一台DC50—80×7型卧泵、4m3水箱一个,扬程511 m时,排量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1~2台风泵排水,风泵排量为25 m3/h,扬程75 m。由风泵排至吊盘水箱,再由吊盘上的卧泵排至地面。地面准备一台完好的DC50-80×7型卧泵,随时能够安装使用。
井筒内敷设一趟φ108×4mm排水管,利用稳车采用钢丝绳悬吊。同时将井内吊挂的一趟φ159×4.5mm的压风管作为排水的备用管路。
注浆管路为高压胶管,外径φ32mm,钢丝铠装,每根20m,P=25Mpa,利用模板绳采用钢丝绳悬吊。高压胶管压好接头,利用U型卡子连接。
(4)根据工作需要将下述几个系统完善好:
① 井下工作面供水:由吊盘上水箱及井筒内原有供水管路供给。
③ 其他辅助系统利用凿井期间的辅助系统。
钻机平台采用钢木结构,平台底口距离工作面迎头高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。详见钻机平台示意图。
具体钻机平台搭设见钻机平台安装措施。
(四)孔口管、止浆垫注浆加固
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,反复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。
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。首先钻进4m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18mm2.0m,的倒楔式锚杆,楔牢后注满沙浆增加锚固力。在孔口管满足耐压实验的要求好,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。
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。
在破碎岩层中钻进时,利用清水钻进,要轻压,慢速给进均匀,少窜动钻具,防止塌孔。严禁使用弯曲钻杆,并经常检查处理。
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。
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。
注浆管采用φ32高压软管,通过高压快速接头连接,从注浆站接至井下工作面,通过混合器和三通与孔口管上高压球阀连接。见注浆施工工艺流程图。
注浆管采用地面接管,利用模板绳稳车下放。采用井壁吊挂、卡子固定。接注浆管前将模板撑开紧贴井壁,利用在模板上搭设的钻机平台固定好。
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。
根据探孔设计的方位和角度,钻孔的落点位置都在井筒荒半径轮廓线以外,为防止迟后渗水或出水,无论探孔有无水,都要采取注浆或注浆封孔。
钻孔吸水及浆液配比对照表
注浆前要先测定静水压力,以便掌握注浆终压。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。
这次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250L/min时,水泥浆:水玻璃为1:1;当压水量小于250L/min时,水泥浆:水玻璃为1.25:1;当水泥浆小于180L/min时,水泥浆:水玻璃为1.25:1~1.5:1。
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,加料加水要均匀和匀速搅拌,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。
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。
(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。
(1)扫孔检查,设计的6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。
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。
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,作为分析注浆效果的依据。
(七)注浆结束后井筒掘砌
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,施工中可以采取分次爆破,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,其他均应以浅眼为主,周边眼要尽量密,做到多打眼、少装药,以免破坏井壁。
井筒掘砌按普通基岩段掘砌施工组织,参照《皖北煤电电集团五沟矿副井井筒基岩段施工安全技术措施》。
四、劳动组织及工期预计
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
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8个孔和扫孔复注4个孔的工程量来预计。预计每段工期34天DB15/T 1445-2020标准下载,合计共需要68天。详细情况见下表:
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GB10055-2007标准下载,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。