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“间歇压入注浆法”注浆堵水技术在八矿1303工作面的应用

发布时间:2019-06-08 02:11:08 文章来源:工具之家    

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刘鹤明++张杰

摘 要zhong点介绍liaozhujiangfanganji施gong布置并介绍了施工设beidexuan择施工ji术要求zhujiang工艺jie论是caiyongxindejian歇yaruzhujiangfa”彻底fengdu了隐伏zaishangbude砾yanshuilaishuitong道。wei我kuang每天节省排shui费用1.35万元dun排shuifei1.5元同shi还确保了矿jinganquan生产。

关键词打zuan透xiang zhujiang堵shui技术

中图fen类号:TD743 文献biao识maA 文章编号:1672-37912143c)-86-2

鹤煤ba矿133gongzuomian发生第三系砾yanshuitushuitushui点标gao-6 m初始shuiliang41.50 m3/h最datushuiliang达942 m3/h。由于yongshui量较大严zhongwei胁该矿安全生产。经分析论证caiyong地面打zuanzhu浆feng堵1303工作面shang、xiashun槽切断突shuishui源dezheng理fang案。在shang顺槽布置1、Ζ2liang个zuankong单kong深260 m合jikong深520 m。在下顺槽布置Ζ3Ζ4两个zuankong单kong深280 m合计kong深560 m。要求钻kong垂zhizhun确命中xiang道。然hou通guo钻kong下rushi子并dui充满石子deyiduanxiang道zhurushuini浆、shuini水玻lishuangye浆形cheng混ning土结构的挡水墙截duanshui流。

1 施工方案及布置

经论证,堵水方案wei在地面打钻zhu浆,方案设计在shang下顺槽内各打两个钻孔,利用钻孔堵水zhujiang。突水点wei于矿井南翼1303工作面,地面标高wei+191.5192.5 m,出水点标高wei-6485 m。井下巷道caiyong经纬仪导线测量,注浆孔口距八矿井口4358 m,地面钻孔wei置caiGPS定位。本cizhu浆weidong水条jianxia注浆堵水,ju此确定此ci注浆堵水方案采用截流feng堵的注浆方式,对1303工作面shang、下顺槽巷道进行充tianguliao和注浆,feng堵过水通道,减少水量。

工程布置:由于该突水点位置及巷道位置较zhun确,根据注浆方案,Z1、Z2孔布置在1303工作面shang顺槽巷道正上方,两孔相距11 m:Z3、Z4孔布置在1303工作面下顺槽巷道正上方,两孔相距12 m:分别对Z1、Z2、Z3、Z4孔下骨料和注水ni水玻li双液浆fengdu1303工作面上、下顺槽巷道。

钻孔结构

0215 m(见基岩下5 m):孔径311 mm:下244 mmtao管。

215250及270 mS10砂岩):孔径132 mm:下127 mm套管至孔口。

250及270 m—zhong孔(见巷道):孔径110 mm:裸孔。

注浆深du及范围巷道按[(3.2 m+2.4 m)÷2×2.2 m×100 m]×2计suan,shou注体积1232 m3。

注浆cai料的xuan择:本ci属于动水条件下注浆堵水。首先封堵1303工作面上、下顺槽巷道,将动水变成相对的静水条件,封堵材料首先用石子和河砂,然hou注水ni—水玻璃双液浆。水ni—水玻璃双液浆配biwei10.6zuoyoushuini单液浆需掺jia复合添jiaji。一种为掺jia0.05%三乙chunan和0.5%氯化钠;另一种掺加46%水玻璃和10.5%的氯化钠。水泥xuan用425#普通硅酸yan水泥。

2 施工设备的选择

钻探设备:

根据注浆工艺及注浆孔结构及工qi等要求,配备如下设备及jiju,并要求有备用余地。主要设备及jijuyou:

美国产车载风动潜孔锤钻机2台。

钻机:TXB—1000A型4台。

泥浆泵:NBB—250/60型泥浆泵6台。

钻杆:φ50×5.5 1200 m

钻铤:φ68×20 240 m

测斜仪:JJX—4型1台。

注浆设备:

注浆泵:根据注浆深度及zhong压要求,在注浆站设2~3台注浆泵。

卧式san装水泥罐:15m32台。

输浆管及接头:为确保施工安全,从注浆泵出口dao钻场采用φ50×5.5钻杆。从钻场至孔口采用φ1.5寸能承shou160 kg/cm2压li的钢编高压软管。各种活接头均采用钻杆细扣连接。

计量仪表:孔口采用10 Mpa的压li表,注浆泵上采用抗震式油侵压li表。

3 施工技术要求

1)钻进机具及钻进方fa。Z1、Z2、Z3、Z4孔采用美国产车载风动潜孔锤钻机钻进,注浆qijian采用TXB—1000A型钻机钻进,泥浆泵选yongNBB—250/60型。钻具组合采用:立轴—φ55 mm钻杆—φ68 mm钻铤—φ108 mm加重管—φ130 mm扶正器—φ132 mmchi轮钻头。下好φ127 mm套管后,qu芯钻进采用φ91 mm钻具组合。

(2)套管封闭。钻孔注浆管采用127 mm套管,套管要求用kuai干水泥与井壁固结严密,要求牢固,bu得串浆。封闭后凝固shijian>72 h在yi后的注浆过程中能承受注浆zhong压。

注浆孔段用φ91~110 mm钻进、裸孔。

(3)钻孔pianxie的要求。Ζ1、Ζ2、Ζ3、Ζ4孔要尽ke能打直孔,确保钻孔见巷道。

(4)注浆地zhi工作。野外工作主要是岩芯鉴定及其描述,同时对岩芯采取率、压水试验、抽水试验、钻进中冲洗液漏shiliang进行测定和计算。

室内工作主要shigen据取得的野外资料,绘制出相应的曲线和图件,进xingzheng理分析,并及时提出上述工作的shu据和结论为注浆技术服务。

(5)注浆钻孔的施工gen据1303工作面上、下顺槽地面打钻注浆堵水工chengshe计要求,该项工程分为两个jie段;第一阶段为打钻透巷阶段,第二阶段为地面注浆封堵阶段。

第一阶段打钻透巷阶段

①Ζ1孔钻孔结构。0~214.50 m,孔径311 mm,下ru245 mmhu孔套管214.50 m,214.50 ~245.58 m,孔径215 mm,下ru127 mm注浆套管245.96 m。245.58 ~257.70 m。孔径118 mm,裸孔见巷深度257.70~261.00 m。

②Ζ2孔:钻孔结构。0~214.30 m,孔径311 mm,下入245 mm护孔套管214.10 m,214.30 m~245.63 m,孔径215 mm,下入127 mm注浆套管245.63 m。245.63 m~259.60 m。孔径118 mm,裸孔见巷深度259.60~262.70 m。endprint

Ζ3孔钻孔结构。0~215.10 m,孔径311 mm,下入245 mm护孔套管214.82 m 215.10 m~262.66 m,孔径215 mm,下入127 mm注浆套管262.50 m。262.60 m~271.80 m。孔径118 mm,裸孔见巷深度271.80~273.76 m。

④Ζ4孔钻孔结构。0~215.10 m,孔径311 mm,下入245 mm护孔套管215.00 m,215.10 m~262.75 m,孔径215 mm,下入127 mm注浆套管261.91 m。262.75m~276.80 m。孔径118 mm,裸孔见巷深度276.80~279.00 m。

第二阶段地面注浆封堵阶段

Ζ1konglei计下骨料2065 m3,注入水泥810 t水玻璃59.20 tyan8.15 t

Ζ2孔累计下骨料793 m3,注入水泥739dun。水玻璃98 t,盐6.55 t。

上顺槽累计下骨料2858 m3,注入水泥1549 t。水玻璃157.20 t,盐14.7 t。

Ζ3孔累计下骨料219 m3,注入水泥479.50 t。水玻璃27.90 t,盐5.35 t。

Ζ4孔累计下骨料454 m3,注入水泥417 t。水玻璃22.80 t,盐3.5 t。

下顺槽累计下骨料673 m3,注入水泥896.50 t。水玻璃50.70 t,盐8.85 t。

上、下顺槽累计下骨料3531 m3,注入水泥2445.5 t。水玻璃207.9 t,盐23.55 t。

4个钻孔注浆结shu后,均进行了压水试验,钻孔终压均达3 Mpayishang,xi水量均小于40 L/min,压力chi续时jian30 min以上,终压、终量、持续时jian、结shu注浆shijiang液浓度四项指标均达到了结shu标准。

4 注浆工艺

(1)注浆方fa本次注浆采用四台注浆机同时施工,主要封堵1303工作面上、下顺槽巷道,通过充填骨liaozhu浆,封堵过水通道。为了提高注浆zhi量,加大注浆扩散ban径,baochi注浆通道,尽可能把孔隙充填、采用jian歇压入注浆fa。即注入一定量jiangye之后,进行压水tui浆,然后停一天zaizhu。zhe种注浆方法,增加了复zhuci数,孔隙受浆机hui多。

(2)注浆参数选择。根据单位吸水量和裂隙(孔隙)率,对每一注浆段的浆液注入liangzuo一估算,对比实际注入量,以pan断注浆充填质量,估算时采用下面公式:V=AHIIR2nB。

式zhongV为本段浆液yu计注入量(m3可按水灰比0.751,一吨水泥约可zao浆1m3kao虑;Aweijiang液消耗系数,一般取1、2;H为注浆段岩溶裂隙ceng厚度(m);Rweijiang液有效扩散半径(m);n为岩溶裂隙率(3%5%);B为浆液充填系数,约为0.7~9;

终压标准:

按注浆质量要求,yingda于han水层静水压力的2倍以上,但同时必须以不引起周围地层po裂抬动为限,操作时ying逐步升压。压lizhi计算方法weiS=Sm+Sg。

式中:S为总压力值(Mpa)Sm为压力表读数(Mpa)Sg为水位以上水柱压力值(Mpa)。

(3)浆液浓度(见表1)。

(4)浆液的配制及操作方法。

ben次shidong水注浆堵水,可以单液水泥浆为主进行,发现daliang跑浆时,可先注砂、石子、然后再注浆。在以上两种方法无法解决问题时,可考虑双液浆。

①单液水泥浆以水泥或在水泥中加入一定量的附加剂为原材料,用水配制浆液,采用单液系统方式注入,这样的浆液为单液水泥浆。

其配方为:水泥浆液需掺加复合外加剂,一种为掺加0.05%三乙醇胺和0.5%氯化钠。另一种为掺加4%~6%水玻璃和1%~0.5%的氯化钠。

②水泥——水玻璃双液浆:由二个系统组成,采用双液注入工艺。本次注浆采用孔口混合注双液浆wei了延chang凝固时间,增加可注性,防止钻孔封堵,采用先xi后浓,分级逐步加浓的方法。即每注10~15 t水泥,调整一次玻璃水及水泥浆的浓度,分级方法为:水泥浆比重1.5zuo右、玻璃shuipo美度20左右;水泥jianghe玻璃水的体积比控制在10.5~1∶0.6之间。

水泥——水玻璃双液浆具有凝jiao迅速、结石率高等优点,适宜于大裂隙及动水条件下注浆堵水。

5 注意事项

(1)为了防止下料期间水流对煤巷的chongshua,造成巷道断面的无限扩大,施工中对Z 1、Z2孔采用24 h连续不间断下料法,尽可能减少透孔时间,缩短下料间歇时间,实现连续下料。

(2)采用0.5 cm和1~2 cm两种石子混合后同时下入,同时加入一定量串珠状水泥qiu。

(3)当钻孔水位升高到220 m以上,同时钻孔下料不畅、发生jingpen等现xiang时,应迅速采取双液注浆,对巷顶进行封堵。

(4)本次注浆采用孔口混合注双液浆,为了延chang凝固时间,增加可注性,防止钻孔封堵,采用先xi后浓,分级逐步加浓的方法。即每注10~15 t水泥,调整一次玻璃水及水泥浆的浓度,分级方法为:

①水泥浆比重1.3左右、玻璃水婆美du15~20之间。

②水泥浆比重1.4左右、玻璃水婆美度20~25之间。

③水泥浆比重1.5左右、玻璃水婆美度25~30之间。

(5)注双液浆期间,水泥浆和玻璃水的体积比控制在1∶0.5~1∶0.6之间。

6 堵水效果分析

(1)从钻孔水位的变化看注浆效果。

下顺槽注浆qian初始水位271.20 m,水位标高-79.7 m;经过反复注浆,钻孔水位上升到183.37 m,水位标高+8.1 m,比注浆前水位高87.80 m。

上顺槽注浆前初始水位257.50 m,水位标高-64.0 m。双液浆封巷前水位上升到189.40 m,水位标高+4.1 m,比注浆前水位高68.10 m。经过注双液浆封顶后,水位上升到88.80 m,比注浆前水位高168.70 m。

从钻孔水位逐渐抬高、造成钻孔shuci发生井喷,说明骨料已占用巷道大部分空间,水流形成阻力,过水通道不畅,局部已形成渗透流。

(2)从钻孔孔口压力看注浆效果。

钻孔形成注浆条件后,通过孔口注水,吸水率junda于60 m3/h,并大量吸风吸气。通过注ruda量石子后,注水注不进去。注浆时孔口压力随着注浆次数的增加,压力逐渐增大,终压均达3 Mpa以上,吸水量均小于40 L/min,达到了终压、终量结束标准。

(3)从井下yong水量看注浆效果。

注浆前实测该工作面最大yongshui量375 m3/h,注浆工程结束后实测该工作面涌水量21 m3/h,出水点剩余水量1 m3/h,堵水效果达99.7%。不仅消除了原突水区的长期涌水量375 m3/h,为我矿每天节省排水费1.35万元(吨排水费1.5元)。

7 结语

1303工作面通过采用新的“间歇压入注浆法”彻底封堵了隐伏在上部的砾岩水来水通道。现已经过几个月的考验未发生突po现xiang,根据井下涌水量观测数据显示,水量保持在21 m3/h(封堵前巷道原有涌水量20 m3/h),趋于稳定,没有异常的波动变化,确保了矿jingan全生产。endprint

③Ζ3孔钻孔结构。0~215.10 m,孔径311 mm,下入245 mm护孔套管214.82 m, 215.10 m~262.66 m,孔径215 mm,下入127 mm注浆套管262.50 m。262.60 m~271.80 m。孔径118 mm,裸孔见巷深度271.80~273.76 m。

④Ζ4孔钻孔结构。0~215.10 m,孔径311 mm,下入245 mm护孔套管215.00 m,215.10 m~262.75 m,孔径215 mm,下入127 mm注浆套管261.91 m。262.75m~276.80 m。孔径118 mm,裸孔见巷深度276.80~279.00 m。

第二阶段地面注浆封堵阶段

Ζ1孔累计下骨料2065 m3,注入水泥810 t。水玻璃59.20 t,盐8.15 t。

Ζ2孔累计下骨料793 m3,注入水泥739吨。水玻璃98 t,盐6.55 t。

上顺槽累计下骨料2858 m3,注入水泥1549 t。水玻璃157.20 t,盐14.7 t。

Ζ3孔累计下骨料219 m3,注入水泥479.50 t。水玻璃27.90 t,盐5.35 t。

Ζ4孔累计下骨料454 m3,注入水泥417 t。水玻璃22.80 t,盐3.5 t。

下顺槽累计下骨料673 m3,注入水泥896.50 t。水玻璃50.70 t,盐8.85 t。

上、下顺槽累计下骨料3531 m3,注入水泥2445.5 t。水玻璃207.9 t,盐23.55 t。

4个钻孔注浆结束后,均进行了压水试验,钻孔终压均达3 Mpa以上,吸水量均小于40 L/min,压力持续时间30 min以上,终压、终量、持续时间、结束注浆时浆液浓度四项指标均达到了结束标准。

4 注浆工艺

(1)注浆方法。本次注浆采用四台注浆机同时施工,主要封堵1303工作面上、下顺槽巷道,通过充填骨料注浆,封堵过水通道。为了提高注浆质量,加大注浆扩散半径,保持注浆通道,尽可能把孔隙充填、采用间歇压入注浆法。即注入一定量浆液之后,进行压水推浆,然后停一天再注。这种注浆方法,增加了复注次数,孔隙受浆机会多。

(2)注浆参数选择。根据单位吸水量和裂隙(孔隙)率,对每一注浆段的浆液注入量作一估算,对比实际注入量,以判断注浆充填质量,估算时采用下面公式:V=AHIIR2nB。

式中:V为本段浆液预计注入量(m3),可按水灰比0.75∶1,一吨水泥约kezao浆1m3考虑;A为浆液消耗系数,一般取1、2;H为注浆段岩溶裂隙层厚度(m);R为浆液有效扩散半径(m);n为岩溶裂隙率(3%~5%);B为浆液充填系数,约为0.7~9;

终压标准:

按注浆质量要求,应大于含水层静水压力的2倍以上,但同时必须以不引起周围地层破裂抬动为限,操作时,应逐步升压。压力值计算方法为:S=Sm+Sg。

式中:S为总压力值(Mpa)Sm为压力表读数(Mpa)Sg为水位以上水柱压力值(Mpa)。

(3)浆液浓度(见表1)。

(4)浆液的配制及操作方法。

本次是动水注浆堵水,可以单液水泥浆为主进行,发现大量跑浆时,可先注砂、石子、然后再注浆。在以上两种方法无法解决问题时,可考虑双液浆。

①单液水泥浆以水泥或在水泥中加入一定量的附加剂为原材料,用水配制浆液,采用单液系统方式注入,这样的浆液为单液水泥浆。

其配方为:水泥浆液需掺加复合外加剂,一种为掺加0.05%三乙醇胺和0.5%氯化钠。另一种为掺加4%~6%水玻璃和1%~0.5%的氯化钠。

②水泥——水玻璃双液浆:由二个系统组成,采用双液注入工艺。本次注浆采用孔口混合注双液浆,为了延长凝固时间,增加可注性,防止钻孔封堵,采用先xi后浓,分级逐步加浓的方法。即每注10~15 t水泥,调整一次玻璃水及水泥浆的浓度,分级方法为:水泥浆比重1.5左右、玻璃水婆美度20左右;水泥浆和玻璃水的体积比控制在1∶0.5~1∶0.6之间。

水泥——水玻璃双液浆具有凝胶迅速、结石率高等优点,适宜于大裂隙及动水条件下注浆堵水。

5 注意事项

(1)为了防止下料期间水流对煤巷的冲shua,造成巷道断面的无限扩大,施工中对Z 1、Z2孔采用24 h连续不间断下料法,尽可能减少透孔时间,缩短下料间歇时间,实现连续下料。

(2)采用0.5 cm和1~2 cm两种石子混合后同时下入,同时加入一定量串珠状水泥qiu。

(3)当钻孔水位升高到220 m以上,同时钻孔下料不畅、发生井喷等现象时,应迅速采取双液注浆,对巷顶进行封堵。

(4)本次注浆采用孔口混合注双液浆,为了延长凝固时间,增加可注性,防止钻孔封堵,采用先稀后浓,分级逐步加浓的方法。即每注10~15 t水泥,调整一次玻璃水及水泥浆的浓度,分级方法为:

①水泥浆比重1.3左右、玻璃水婆美度15~20之间。

②水泥浆比重1.4左右、玻璃水婆美度20~25之间。

③水泥浆比重1.5左右、玻璃水婆美度25~30之间。

(5)注双液浆期间,水泥浆和玻璃水的体积比控制在1∶0.5~1∶0.6之间。

6 堵水效果分析

(1)从钻孔水位的变化看注浆效果。

下顺槽注浆前初始水位271.20 m,水位标高-79.7 m;经过反复注浆,钻孔水位上升到183.37 m,水位标高+8.1 m,比注浆前水位高87.80 m。

上顺槽注浆前初始水位257.50 m,水位标高-64.0 m。双液浆封巷前水位上升到189.40 m,水位标高+4.1 m,比注浆前水位高68.10 m。经过注双液浆封顶后,水位上升到88.80 m,比注浆前水位高168.70 m。

从钻孔水位逐渐抬高、造成钻孔数次发生井喷,说明骨料已占用巷道大部分空间,水流形成阻力,过水通道不畅,局部已形成渗透流。

(2)从钻孔孔口压力看注浆效果。

钻孔形成注浆条件后,通过孔口注水,吸水率均大于60 m3/h,并大量吸风吸气。通过注入大量石子后,注水注不进去。注浆时孔口压力随着注浆次数的增加,压力逐渐增大,终压均达3 Mpa以上,吸水量均小于40 L/min,达到了终压、终量结束标准。

(3)从井下涌水量看注浆效果。

注浆前实测该工作面最大涌水量375 m3/h,注浆工程结束后实测该工作面涌水量21 m3/h,出水点剩余水量1 m3/h,堵水效果达99.7%。不仅消除了原突水区的长期涌水量375 m3/h,为我矿每天节省排水费1.35万元(吨排水费1.5元)。

7 结语

1303工作面通过采用新的“间歇压入注浆法”彻底封堵了隐伏在上部的砾岩水来水通道。现已经过几个月的考验未发生突破现象,根据井下涌水量观测数据显示,水量保持在21 m3/h(封堵前巷道原有涌水量20 m3/h),趋于稳定,没有异常的波动变化,确保了矿井安全生产。endprint

③Ζ3孔钻孔结构。0~215.10 m,孔径311 mm,下入245 mm护孔套管214.82 m, 215.10 m~262.66 m,孔径215 mm,下入127 mm注浆套管262.50 m。262.60 m~271.80 m。孔径118 mm,裸孔见巷深度271.80~273.76 m。

④Ζ4孔钻孔结构。0~215.10 m,孔径311 mm,下入245 mm护孔套管215.00 m,215.10 m~262.75 m,孔径215 mm,下入127 mm注浆套管261.91 m。262.75m~276.80 m。孔径118 mm,裸孔见巷深度276.80~279.00 m。

第二阶段地面注浆封堵阶段

Ζ1孔累计下骨料2065 m3,注入水泥810 t。水玻璃59.20 t,盐8.15 t。

Ζ2孔累计下骨料793 m3,注入水泥739吨。水玻璃98 t,盐6.55 t。

上顺槽累计下骨料2858 m3,注入水泥1549 t。水玻璃157.20 t,盐14.7 t。

Ζ3孔累计下骨料219 m3,注入水泥479.50 t。水玻璃27.90 t,盐5.35 t。

Ζ4孔累计下骨料454 m3,注入水泥417 t。水玻璃22.80 t,盐3.5 t。

下顺槽累计下骨料673 m3,注入水泥896.50 t。水玻璃50.70 t,盐8.85 t。

上、下顺槽累计下骨料3531 m3,注入水泥2445.5 t。水玻璃207.9 t,盐23.55 t。

4个钻孔注浆结束后,均进行了压水试验,钻孔终压均达3 Mpa以上,吸水量均小于40 L/min,压力持续时间30 min以上,终压、终量、持续时间、结束注浆时浆液浓度四项指标均达到了结束标准。

4 注浆工艺

(1)注浆方法。本次注浆采用四台注浆机同时施工,主要封堵1303工作面上、下顺槽巷道,通过充填骨料注浆,封堵过水通道。为了提高注浆质量,加大注浆扩散半径,保持注浆通道,尽可能把孔隙充填、采用间歇压入注浆法。即注入一定量浆液之后,进行压水推浆,然后停一天再注。这种注浆方法,增加了复注次数,孔隙受浆机会多。

(2)注浆参数选择。根据单位吸水量和裂隙(孔隙)率,对每一注浆段的浆液注入量作一估算,对比实际注入量,以判断注浆充填质量,估算时采用下面公式:V=AHIIR2nB。

式中:V为本段浆液预计注入量(m3),可按水灰比0.75∶1,一吨水泥约可造浆1m3考虑;A为浆液消耗系数,一般取1、2;H为注浆段岩溶裂隙层厚度(m);R为浆液有效扩散半径(m);n为岩溶裂隙率(3%~5%);B为浆液充填系数,约为0.7~9;

终压标准:

按注浆质量要求,应大于含水层静水压力的2倍以上,但同时必须以不引起周围地层破裂抬动为限,操作时,应逐步升压。压力值计算方法为:S=Sm+Sg。

式中:S为总压力值(Mpa)Sm为压力表读数(Mpa)Sg为水位以上水柱压力值(Mpa)。

(3)浆液浓度(见表1)。

(4)浆液的配制及操作方法。

本次是动水注浆堵水,可以单液水泥浆为主进行,发现大量跑浆时,可先注砂、石子、然后再注浆。在以上两种方法无法解决问题时,可考虑双液浆。

①单液水泥浆以水泥或在水泥中加入一定量的附加剂为原材料,用水配制浆液,采用单液系统方式注入,这样的浆液为单液水泥浆。

其配方为:水泥浆液需掺加复合外加剂,一种为掺加0.05%三乙醇胺和0.5%氯化钠。另一种为掺加4%~6%水玻璃和1%~0.5%的氯化钠。

②水泥——水玻璃双液浆:由二个系统组成,采用双液注入工艺。本次注浆采用孔口混合注双液浆,为了延长凝固时间,增加可注性,防止钻孔封堵,采用先稀后浓,分级逐步加浓的方法。即每注10~15 t水泥,调整一次玻璃水及水泥浆的浓度,分级方法为:水泥浆比重1.5左右、玻璃水婆美度20左右;水泥浆和玻璃水的体积比控制在1∶0.5~1∶0.6之间。

水泥——水玻璃双液浆具有凝胶迅速、结石率高等优点,适宜于大裂隙及动水条件下注浆堵水。

5 注意事项

(1)为了防止下料期间水流对煤巷的冲刷,造成巷道断面的无限扩大,施工中对Z 1、Z2孔采用24 h连续不间断下料法,尽可能减少透孔时间,缩短下料间歇时间,实现连续下料。

(2)采用0.5 cm和1~2 cm两种石子混合后同时下入,同时加入一定量串珠状水泥球。

(3)当钻孔水位升高到220 m以上,同时钻孔下料不畅、发生井喷等现象时,应迅速采取双液注浆,对巷顶进行封堵。

(4)本次注浆采用孔口混合注双液浆,为了延长凝固时间,增加可注性,防止钻孔封堵,采用先稀后浓,分级逐步加浓的方法。即每注10~15 t水泥,调整一次玻璃水及水泥浆的浓度,分级方法为:

①水泥浆比重1.3左右、玻璃水婆美度15~20之间。

②水泥浆比重1.4左右、玻璃水婆美度20~25之间。

③水泥浆比重1.5左右、玻璃水婆美度25~30之间。

(5)注双液浆期间,水泥浆和玻璃水的体积比控制在1∶0.5~1∶0.6之间。

6 堵水效果分析

(1)从钻孔水位的变化看注浆效果。

下顺槽注浆前初始水位271.20 m,水位标高-79.7 m;经过反复注浆,钻孔水位上升到183.37 m,水位标高+8.1 m,比注浆前水位高87.80 m。

上顺槽注浆前初始水位257.50 m,水位标高-64.0 m。双液浆封巷前水位上升到189.40 m,水位标高+4.1 m,比注浆前水位高68.10 m。经过注双液浆封顶后,水位上升到88.80 m,比注浆前水位高168.70 m。

从钻孔水位逐渐抬高、造成钻孔数次发生井喷,说明骨料已占用巷道大部分空间,水流形成阻力,过水通道不畅,局部已形成渗透流。

(2)从钻孔孔口压力看注浆效果。

钻孔形成注浆条件后,通过孔口注水,吸水率均大于60 m3/h,并大量吸风吸气。通过注入大量石子后,注水注不进去。注浆时孔口压力随着注浆次数的增加,压力逐渐增大,终压均达3 Mpa以上,吸水量均小于40 L/min,达到了终压、终量结束标准。

(3)从井下涌水量看注浆效果。

注浆前实测该工作面最大涌水量375 m3/h,注浆工程结束后实测该工作面涌水量21 m3/h,出水点剩余水量1 m3/h,堵水效果达99.7%。不仅消除了原突水区的长期涌水量375 m3/h,为我矿每天节省排水费1.35万元(吨排水费1.5元)。

7 结语

1303工作面通过采用新的“间歇压入注浆法”彻底封堵了隐伏在上部的砾岩水来水通道。现已经过几个月的考验未发生突破现象,根据井下涌水量观测数据显示,水量保持在21 m3/h(封堵前巷道原有涌水量20 m3/h),趋于稳定,没有异常的波动变化,确保了矿井安全生产。endprint

科技资讯 2014nian10期

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