田兴项目部3壁后注浆方案及措施

田兴项目部3壁后注浆及措施 司家营田兴铁矿3#主井井筒壁后注浆 加固及工作面预注浆 施工安全技术措施 中煤三建二十九处田兴项目部 二〇一二年七月二十日 1 审 批 记 录 施工单位审批人员签字 编 写 年 月 日 审 核 年 月 日 安 调 年 月 日 机电经理 年 月 日 技术经理 年 月 日 安全经理 年 月 日 项目经理 年 月 日 审批意见: 2 审 批 记 录 监理单位及建设单位审批人员签字 监理单位 年 月 日 建设单位 年 月 日 审批意见: 3 司家营田兴铁矿3#主井井筒壁后堵水加固注浆 及工作面预注浆施工安全技术措施 一、工程概况 司家营田兴铁矿位于河北省滦县响嘡镇境内，距唐钢55km，北距京山铁路滦县车站约14km，西距迁(安)曹(妃甸)铁路约6.0km，迁曹铁路的菱角山站位于南区西北方向约8.5km处;平-青-大公路从矿区北侧、东侧通过，交通运输十分便利。 3#主井设计井深670m，井筒坐标:X=4391253.0，Y=40394396，Z=+20m， 2井筒直径5.6m，净断面24.62m,冻结深度208m，井壁设计为单层素砼支护，支护厚度600mm，素砼标号C40。原3#主井由温州建设施工，据移交井筒资料显示，现3#主井掘进井深508m，砌筑成井深度505m,剩余掘进工程量162m(508m, 33670m)。测定井筒涌水量56.6m/h，其中，井筒井壁涌水量约26.6m/h，工作面 3涌水量约30m/h。 目前3#主井正在进行井筒装备改造。根据3#主井井筒施工组织设计要求，井筒装备改造完成后，对井壁进行注浆堵水及壁后充填加固注浆、工作面预注浆施工，以改善井筒内施工作业环境，确保后期井筒掘进施工安全、质量、速度。根据上述情况，本着“有疑必探，先探后掘”的防止水原则，经建设单位、监理单位、施工单位研究决定对3#主井进行井壁堵水及壁后充填加固注浆、工作面预注浆施工(508m,558m段)。为保证注浆期间施工安全，依据《煤矿安全规程》、《田兴铁矿3#主井井筒施工组织设计》，特编制本次施工安全技术措施。 二、工程地质及水文地质条件 (一)、地形地貌 矿区位于滦河侵蚀堆积洪冲积平原区，亚区属于滦河河漫滩阶地，主要分布于现代河床两侧，沿河流走向多成条带状分布，西北高东南低，地势较平坦，地面坡降小于2‰，地面标高18,22m 左右，阶地前缘高出现代河床2.0m 左右，地表岩性以粉细砂、粉土为主，下部砾卵石，局部有湖沼相淤泥沉积。 (二)、水文地质 本区内河流基本为由北向南注入渤海。由于受地形地貌的严格控制，各河流的流量及水位变化及悬殊。矿区附近河流均属滦河水系，主要有滦河、新河、溯河等，根据矿区含水层的富水性、含水介质的结构特征以及地下水的赋存、运移 4 条件，矿区地下水划分为第四系松散岩类孔隙含水组和基岩裂隙含水层(带)。 1、第四系松散岩类孔隙含水组 ?、第?含水组:本组地层以上迭阶地型式假整合于上更新统之上，构成滦河漫滩阶地和滦河一级阶地。主要以砂、圆砾、卵石组成，一般卵石粒径在3,5cm，最大可达15cm 以上，分选中等，磨圆度较好，底板标高-15.98 ,10.96m，平均-2.48m，厚度5.0,15.99m，平均14.39m，其上覆有3,6m 的粉土或粘性土。 31979 年孔群抽水试验时，中心孔水位降低4.86m 时出水量为1732m/d,水位降低 37.03m 时出水量为21251m/d。 ?、第?含水组:本组多隐伏于?组之下，部分出露地表，构成滦河二级阶 3地，岩性主要以粉细砂为主，单井出水量1.99,8.95 m/d，底板标高-2.12,14.39m，平均10.95m，厚度6.85,22.3m，平均厚度15.6m。 ?、第?含水层组:本组水文地质特征既有平面上分区性又有垂向上分带性，上段(?1)主要含水岩性为中细砂、圆砾、卵石、含砾石粗砂，受原始地形控制，含水层起伏较大底板标高-42.61,-134.79m，平均-73.12m，厚度0,37.68m， 3平均10.77m。群孔抽水试验时中心孔水位降低1.9m时，出水6855m/d,K=144m/d，矿区中部孔群抽水时，水位降低15.4m，出水量106600,15500t/d,K=47.7m/d。由于近年来当地工农业、小型矿业的发展，矿区及附近区域对第四系含水层的开采越来越大，尤其是当?、?含水组水量不满足时，更加大对?含水层地下水的开采，使原来有隔水层分隔的含水层互相沟通。2007 年12 月河北地矿建设工程集团隧道工程公司对矿区水文地质调查时，就明显的显示出三个含水层的水位基本一致，在进行的2个第四系含水层的单位涌水量较三十年前发生了较大变化渗透系数为K=17.87,57.58m/d。当然这与大量开采地下水以近年来大气降水的减少有直接关系。矿区地下水水化学类型为HCO—Ca+Mg 水，矿化度为0.59g/L，PH 值8.41。 2、基岩裂隙含水层(带)矿区基岩为一套变质程度较浅并经受不同程度混合岩化的古老变质岩系，经过长期的地质作用，形成统一的裂隙承压含水层。依据其成因、裂隙发育程度以及岩体的埋深条件不同，将岩裂隙含水岩系划分为古老风化壳裂隙含水带与深部构造裂隙含水带两部分。 (1)古风化壳裂隙含水带全风化带:分布于古风化壳的顶部，直接与第四系 5 地层接触。岩石结构松散大部分变质变色，多呈黄白色和浅黄色，风化岩芯多呈块状，可见原岩结构，局部为残积土。单位涌水量q=0.0056 L/s.m，渗透系数K=0.05m/d。富水性、透水性均较差，但持水性强。半风化带:岩石风化变质程度较浅，组织结构完整，岩芯呈块状、短柱状。在此带中，风化裂隙与构造裂隙往往以迭加的形式出现，附之以地下水的溶蚀淋滤用，致使基岩裂隙开度增大。前期抽水试验结果表明:单位涌水量q=0.003 , 0.08 L/s.m 渗透系K=0.013 , 0.362m/d ，水化学类型为HCO+Cl-—Ca+Na 型水，矿化度0.52g/L，PH 值7.02。 ? 深部构造裂隙含水带 本带由古风化壳以下的断裂破碎带组成，包括断层带和断层影响带。平面上集中分布在S9 至S18 线间，垂向上赋存-120(或者-180m)之间，厚度变化较大，由15,200m 不等,一般50,100m.根据前期抽水试验资料,单位涌水量仅 330.011m/h)m，渗透系数K=0.049m/d,在断层影响带单位涌水量为0.175 m/h)m,渗透系数K=0.55m/d。 (三)、岩性 根据1号-2号主井间孔及2号-3号主井间孔钻孔资料， 3#主井井筒穿过岩层为黑云变粒岩，主要为坚硬岩石，硬度9?f?13。 三、井筒涌水情况分析 目前3#井筒正在进行井筒装备改造，井筒处于淹井状态。工程移交时测定 33井筒涌水量56.6m/h，其中，井筒井壁涌水量约26.6m/h，工作面涌水量约 330m/h。分析，井筒冻结段解冻后，井壁在地应力等作用下，易形成环形裂缝.井筒浇筑砼时，模板接茬处及井壁薄弱处都容易产生裂隙，井筒208m以上段井筒涌水主要是冻结法施工解冻后遗存的冻结水及井筒壁后含水层水通过岩石裂隙导通进入井壁后，然后通过井壁裂隙涌入井筒内,造成井壁涌水量增大，恶化工作面作业施工环境。基岩井筒段及工作面涌水，主要是基岩含水层水，通过井壁裂缝及工作面岩石裂隙涌出。根据井筒检查孔资料显示，3#井筒剩余162m(508m,670m)段未发现大的断裂构造，但岩体的主要构造结构为节理裂隙密集的破碎带，破碎带岩质松散、?、?类岩体。破碎带在应力状态下受到改变及地下水的作用，可能会出现瞬间涌水现象。 四、注浆 1、井筒壁后堵水加固注浆施工 待井筒装备改造结束后，进行井筒排水，随着井筒水位不断下降，在排水的 6 同时，利用吊盘进行井筒壁后堵水加固注浆施工。本次注浆采用下行式注浆，由上而下逐步推进注浆。设计注浆段高505m，按8m间距，共布置63层注浆孔，注浆孔间距为3.5m，每层布设注浆孔5个，共计布孔315个。设计注浆孔深1.5m，穿过井壁0.9m。施工时，可根据井壁出水情况，适当调整注浆孔布置层数及每层布置注浆孔的数量。针对井筒明显出水点，可在集中出水周围300-500mm范围内增打2-3个孔，对井筒明显出水点和集中出水点进行封堵。 2、工作面预注浆施工(508m,558m段) 3#主井井筒排水到底后，井壁注浆结束后，在工作面预埋注浆孔口管及滤水孔，孔口管采用Φ108mm×4.5mm无缝钢管制作，长度4m，注浆孔采用两圈布置，外圈离井壁0.5m，内圈离井壁1.5m，孔间距1.5m(外圈10个孔，内圈5个孔)，内外圈孔采用“三花状”布置，所有注浆孔向外倾角均为3?。滤水孔采用Φ159mm钢管制作，在井筒中心布置，铺设3~5cm碎石滤水层1.2m，滤水层上铺设一层彩条塑料布，以防浆液漏失。然后浇筑止浆垫2.3m。待混凝土止浆垫达到设计强度后，注浆将滤水孔封死，进行止浆垫及接茬部位井壁壁后注浆加固，之后进行工作面预注浆。注浆段高50m，施工40m时停止掘进，预留10m保护岩柱进行下一次工作面预注浆。 五、注浆施工及参数设计 (一)井筒壁后注浆施工 1、施工前的准备工作 1)形成排水系统 ( 井筒安设一路Φ133×5mm无缝钢管作为排水管，一路Φ159×5mm无缝钢管作为压风管，并作为备用排水管。吊盘二、三层各安设一台MD85-80×9的卧泵。 (2)注浆泵站设置 在地面3#井口房西侧水泥库旁设置注浆站，在地面挖一个二次搅拌池，搅拌池长1.5m、宽1.2m、深1m,池内红砖砌筑，用灰浆抹面。池旁边布置2TGZ-70/210 3及ZBY-50/70型双液注浆泵各两台(其中一台备用)，1m电动搅拌罐1个，水玻璃桶1个，清水桶2个。 (3)输浆、打眼管路的敷设 利用悬吊动力电缆绳捆扎2路Φ25mm高压胶管，从地面输送浆液到工作面作为输浆管路，先将高压胶管放到吊盘上，从井口自上而下敷设，管路吊挂采用10#铁丝双根捆扎，捆扎点间距6m。所有管线与吊盘的安全间隙不小于300mm。高压胶管连接必须使用合格的,型卡正规插接。施工时，两人一组，一人盘放胶管， 7 一人上卡缆固定。注浆管路的耐压强度不少于25MPa。打眼时，其中一路高压胶管作为压风管使用.在二层吊盘上进行打眼注浆工作。 (4)供电、照明、信号、通讯要求 电源包括:380V电源一趟电缆，用于地面电焊机供电。220V电源一趟，用于井口照明。井下照明采用个人佩戴矿灯即可。井口房至主井绞车房采用井筒施工信号。注浆通讯采用声光信号、无线对讲机，(对讲机一套使用，一套备用)，为确保井筒通讯安全，手锤敲击吊桶作为应急备用信号。 (5)防坠落 在井筒吊盘上施工时，为防止器具掉落，要求打眼设备及所有工器具设有留绳，留绳必须生根可靠。 2、注浆施工 (1)注浆方式 本次采用下行式注浆，由上而下逐步推进注浆。设计注浆段高505m，按8m间距，共布置63层注浆孔，注浆孔间距为3.5m，每层布设注浆孔5个，共计布孔315个。为提高注浆效果，设计相邻两排孔应菱形交叉布置，施工上、下两排孔时尽量避免在同一垂直线上施工时，可根据井壁出水情况，适当调整注浆孔布置层数及每层布置注浆孔的数量。针对井筒明显出水点，可在集中出水周围300-500mm范围内增打2-3个孔，对出水点进行封堵。 (2)注浆孔结构及埋设 采用YT-28风钻，Φ42mm“一“字型合金钻头，Φ22×3300mm中空六角钢钎打眼造孔，先施工0.5m深的孔口管孔，在将麻丝缠绕在孔口管上并浸上水玻璃后在孔口管丝口端安设废旧高压球阀，用大锤将孔口管撞入孔内，外露长度50mm，再采用Φ28mm钻头钻进至设计孔深1.5m，在孔口安装高压球阀，连接注浆装置注浆。如钻透井壁后，孔内出水较大时，应立即抽出钎子，及时在孔口安装高压球阀进行止水。为控制孔深，施工前可在钎子上焊接Ф6mm的钢筋用作限位标记。孔口管设计为Ф40mm无缝钢管加工，一端制作成马牙扣，一端车丝，长度0.5m。3、注浆参数设计 (1)注浆压力 注浆压力按下列公式确定各阶段注浆压力: 8 Pa=P0+(0.3,0.5) Pb=P0+(0.5,0.8) Pc=P0+(0.5,1.3) 式中:Pa——初始注浆压力 Mpa; Pb——正常注浆压力 Mpa; Pc——注浆终压 Mpa; P0——注浆点静水压力 Mpa; (0.3,0.5)、(0.5,0.8)、(0.8,1.3)为富余系数，素砼井壁注浆宜取小值。 注浆压力的大小首先应满足井壁强度承受能力，还应满足进浆需要。3#井筒净水位标高为+16m，最大注浆压力不得超过1.2倍静水压力。 4、浆液材料选择及现场配制 (1)本次注浆采用普硅水泥单液浆为主，水泥-水玻璃双液浆为辅。正常情况下注浆采用水泥单液浆，跑浆严重时封孔可采用水泥-水玻璃双液浆。 (2)水泥要求用新出厂的P.O42.5普通硅酸盐水泥，失效结块的水泥禁用。。单液水泥浆水灰比选用2:1、1.5:1、1:1、共3个级配。为保证注浆效果，增大注入量，注浆先压清水洗孔。注浆时，视压水吸水量确定注浆工作的起始浓度，然后根据压力的变化情况进行浆液配比调换，一般按先稀后浓的原则调配浆液。水泥浆现场配制见下表: 单液水泥浆现场配制表 水灰比 水泥(袋) 水(升) 制成浆量(m3) 2:1 9 900 1.050 1.5:1 11 825 1.008 1:1 15 750 1.000 (3)若注浆孔出水量较大，或者注浆时注浆范围内明显出水点及缝隙漏浆严重，可根据现场情况由单液水泥浆调整为水泥-水玻璃双液浆相结合的注浆方式进行，必要时采用双液浆封孔。双液浆配比采用水泥浆水玻璃，双液浆C:S=1:0.8,1:1的体积比注浆。水玻璃选用40,45Be`，M=2.5,3.0为宜。 5、注浆量计算 (1)由于每一个注浆层段的地质条件不同，对每一个注浆孔的浆液注入量， 9 可先作压水试验，然后确定浆液注入量，以保证足够的扩散半径。 此次注浆主要段高度505m，浆液扩散半径按4m计，保证在井壁外围形成4m米的浆液封闭圈。 2浆液注入量根据公式:V=AhπRnβ/m 计算 其中:V-- 本段浆液计算注入量，m3 A-- 浆液消耗系数，取1.3 H— 注浆段总厚度，m R— 浆液有效扩散半径，m N—岩层平均裂隙率，取0.03 β—浆液充填率，取0.9 m—浆液结石率，取0.85 本段含水层注浆量: V=1.3×505×π×16×0.03×0.9/0.85 3=1047m (2)水泥、水玻璃消耗量 根据水泥浆水灰比1:1，双液浆体积比1:0.8 定额消耗计算:需水泥用785 3吨，水玻璃837m。 6、孔口管耐压试验:每个注浆钻孔注浆前都要进行孔口管耐压试验，试验压力取该段钻孔注浆终压，达到注浆终压，孔口管管壁不漏水，孔口管不活动，即可进行注浆施工;否则重新进行孔口管安置与耐压试验，直至孔口管耐压试验结束。 7、初始浆液的确定 待孔口管耐压试验结束后，对注浆孔进行压水冲孔试验，若压水时孔口无压力，则初始浆液配比为1.5:1;若压水时孔口有压力且缓慢上升，则初始浆液配比为2:1。同时根据压水情况，进行井壁观测，发现是否有明显渗漏水点，制定有针对性的注浆方法。 8、注浆施工 (1)将孔口管、高压球阀、混合器、注浆管路、注浆泵连通进行管路耐压试验后，根据确定的初始浆液配比进行注浆。注浆时，先用清水冲洗孔内裂隙， 10 疏通注浆通道，以此掌握空间大小，为确定注浆量提供依据。注单液浆时，若压力不升，进浆量不减时，应逐渐加大浓度;反之，应降低浓度;每更换一次，浆液浓度一般维持20min。待单孔注浆终压、泵量达到注浆结束标准时，便可结束单孔注浆。然后关闭注浆阀门，打开泄浆阀门进行管路冲洗。 (2)在注浆过程中，如果出现跑浆、窜浆等异常情况，可相应采取如下措施:?跑浆，可在跑浆的裂缝中用木楔、棉纱、棉丝等物嵌塞并配合糊堵水泥-水玻璃胶泥，并作间歇注浆，但间歇时间不宜过长，不能超过凝胶时间;当跑浆严重时，可改变浆液配比、缩短凝胶时间来加以控制;如采用上述方法均不见效时，可重新补孔，进行补注。?窜浆。当发生窜浆时，应及时关闭窜浆孔的孔口阀门，注浆孔的注浆量在可能的情况下，应加倍注入。?长时间不上压。应首先查明有无浆液流失、泵的吸浆是否正常，然后根据不同情况，采取相应的措施。如有浆液流失，应及时采取封堵，调浓浆液、缩短凝胶时间、间歇注浆等措施加以控制。 9、注浆记录 注浆过程中，司泵人员或技术人员应做好详细记录，记录内容包括:注浆日期、孔位、孔深、开孔数量、测量水压、注浆压力变化，浆液用量等。 注浆结束后，由记录员及技术员整理各孔钻注全部数据资料。 10、注浆结束标准 (1)单孔注浆结束标准:单孔注浆压力达到设计终压，泵量< 20L/min，稳定10min即可结束单孔注浆。若单孔注浆出现周边明显渗漏浆严重，可直接调整为双液浆进行封孔注浆。 3(2)井筒验收注浆标准:井壁无明显出水点，井筒涌水量小于6m/h。 11、施工安全技术措施 (1)#管理#及人员配备要求 ?建立健全各工种及技术人员的岗位责任制，施工前对所有施工人员学习本措施签字、考试后严格执行，做好自主保安和相互保安工作。 ?严格贯彻执行田兴铁矿安全生产管理的各项和岗位责任制，以确保钻注施工的安全、快速、优质。 ?为确保钻注施工的安全，快速，优质，各班组均配备有经验的钻注技术工人。 (2)施工人员保险带的配戴和生根。保险带的生根部位应是牢靠之处，使 11 用专门钢丝绳圈生根于提升绳上作为保险带生根用。 (3)注浆操作平台安全措施 ?提、落吊盘及注浆过程中，上井口必须有专人看护，上井口及一层台严禁其它作业。 ?利用吊桶下料、下设备时，捆绑一定要牢固，确保无坠落危险，派专人检查落实。 ?信号工要严格执行岗位责任制，严禁出现信号不清不明，发生误操作。 ?人员乘吊桶上、下井时，头手不得伸出吊桶外，以免伤人。 (4)提升信号管理措施 ?严格执行《煤矿安全规程》中的有关规定。 ?绞车司机必须持证上岗，绞车司机设两人，一人操作、一人监护。 ?井筒注浆时，井筒内设置专职信号工，井筒信号工、把钩工及井口信号工、井口房矿方信号工、绞车司机必须参加措施学习，对井筒内的注浆施工位置做到心中有数。必须熟悉提升设备和信号设施等情况。 ?接班后井口信号工应首先与井口房信号工联系，井口房信号工与绞车司机联系好，仔细检查试验有关信号设备、设施是否正常，待一切安全可靠后方可正式操作。 ?交接班时，井口信号工应首先与井口房信号工联系，井口房信号工与绞车房联系，把吊盘位置调整好，待施工设备和人员都进入吊桶顶并拴好保险带后，首先电话告知绞车房本班作业深度，然后打点走钩。 ?无论是短距离运行，还是交接班绞车运行，井下与井口、井口与井口房，井口房与绞车司机，均必须先用电话联系好运行距离或停车位置后，再发送信号走钩。 ?井口信号工与把钩工必须密切配合，当把钩工向井口信号工发出发送信号指令后，要监视乘人和吊桶等情况，在确认一切正常后方可发送信号。 ?信号发出后，井口信号工不得离开信号室，并应密切监视提升容器、钢丝绳、钩头及信号显示系统的情况如发现异常现象，应立即发出停车信号，查明原因处理后，方可重新发送信号。对于事故隐患，必须随即上报有关领导查处。 (5)上、下井口警戒和管理 ?上井口的材料、工具要放置整齐，其放置的地点不影响井口工作且不会发生滚动。 ?上、下井口通道口设置警戒线，警戒线距井口不得小于10m。上井口警戒由把钩工负责专门看守，非工程施工人员严禁进入警戒线内。 ?上井口出入口处夜间应设有不少于2盏以上照明灯。 12 (6)井口管理制度 ?井筒注浆施工期间，所有施工人员服从把钩人员的指挥。 ?上井口周边应严防重物滚落井下。 ?每班井壁注浆施工结束后，交由机电队负责检查提升绳悬挂装置等，无异常情况可试钩。 ?交接班期间，班与班之间除了应相互交接清楚临时工作盘、施工设备、材料机具、工具等，还应交接清楚注浆层位、孔位、各孔进浆量等数据，单孔注浆未结束不得交接班。 (7)主井注浆期间绞车司机操作规定 ?为确保主井井筒及注浆施工人员提升安全，当班司机必须加强安全工作责任心，服从施工负责人的指挥，严格按信号开车。 ?操作时精力要集中，听准信号，起钩要慢，运行要稳，发现异常情况及时停车。在排除异常情况后必须与现场负责人联系好后，方可开车。绞车发生故障，应安排专人及时检修。 (8)保证施工人员及设备的安全措施 ?施工前必须将本施工措施贯彻至每一个参与施工的人员。 ?当班人员严禁班前或班中喝酒，班前饮酒者严禁进入井口。 ?应保证通讯工具通讯正常，电话和对讲机作为罐笼运行期间的联系工具。 ?所有井筒施工人员都必须配戴安全帽、系安全带、并将安全带系在吊盘上牢固可靠的地方，安全带的长度应适中。所有入井的风锤、工具、大板等材料，在工作平台上必须系留绳，所有的零星材料必须放在桶里并安放稳固，使用的工具应妥善放置，手头工具应系留绳。每次入井前均应检查安全带、留绳的完好情况，确认完好方可使用。 ?对井下停、送风、水、电，必须先取得联系并得到回音后方可进入下一步的操作。 ?所有机电设备均需完好。 ?开好班前及班后会，布置和总结生产及安全情况，发现不安全因素，及时汇报并积极处理。施工中作好施工原始记录。 ?注浆时，施工人员应佩戴劳动保护用品，注浆人员应戴胶皮手套、护目镜，并严防浆液飞溅到眼中。 (9)上下井工具物品清点制度 ?为了防止上、下井物品掉入井筒，确保井筒内装备的安全，特制订上、下井物品清点制度。施工队长和信号工为上、下井工具物品清点责任人。 ?下井物品应事先统一放在指定地点，由井口信号工做好记录。 13 ?上井后所有物品必须清点核对，如发现缺少工具物品，应查明原因并追究责任人和施工队长的责任。 (10)注浆操作注意事项 ?注浆前，首先用水冲洗管路及钻孔，做耐压试验(考虑井筒深度，本次注浆管路耐压试验压力取净水压力的1.2倍)，检查注浆孔是否畅通，有无堵塞现象。注浆前先测静水压力，根据静水压力确定注浆压力。 ?压水结束后，如压水情况符合要求，可根据单位吸水量选择合适的浆液开始注浆。注浆过程中要观察井壁是否跑浆，其它钻孔是否异常，有无窜浆现象。 ?要根据注浆中的情况，随时调整浆液配比及注浆延续时间。 ?如钻孔出现连续升压，则应连续注浆，直到达到结束标准。 ?注浆人员要随时注意:当设备运转出现异常时，如压力突然增大、注浆管跳动剧烈等，要立即停机，进行检查处理。 ?注浆期间要设专人观察注浆管、井壁周围等处是否有跑浆现象，发现问题及时通知有关人员采取措施处理。 ?在井壁上打注浆孔时，风钻一定要控制好，先慢后快，一定扶好风钻及钻杆，以防断钻杆、风钻倾斜发生意外伤人。 ?打眼时，施工人员让开钻孔正面，应站在风锤侧面;安装注浆管时，工具要拴好，不得扒在孔口查看孔内情况;注浆时，人员要避开注浆管正面位置，以防注浆管被压力拔出伤人。 ?注浆人员严格执行注浆泵操作规程，佩带防护眼镜、乳胶手套，谨防浆液对人造成伤害;注浆管路要牢靠，各螺丝扣的连接必须拧紧，以防脱出伤人;放浆时要注意安全，人员避开放浆阀门，防止高压浆液、高压水、砂等突然喷出伤人，时刻注意压力表变化情况，发现异常情况及时处理。 ?记录员跟班检查井壁情况，井下所有工作人员时刻观察井壁情况，发现问题应立即停止注浆或打开放浆阀泄压，并向技术人员汇报。每班班前会必须明确注浆层位，并贯彻到每位施工人员。 (11)注浆期间吊盘保护安全注意事项 ?注浆打孔需调整吊盘时，吊盘人员应停止其他工作，并派专人看扶吊盘上下各个管路口及吊盘周围，防止卡盘，如发生倾斜，调平后再进行升降。 ?工作前要将吊盘上的浮矸、杂物清净，工具摆放整齐，小型工具、材料放入桶内且将小桶绑固在罐笼上，吊盘工作人员所携带的工具系留绳、小型材料一定要拴好、拿好;以防坠入井底。 ?吊盘上所有工作人员必须系好保险带，并生根牢固。 ?风锤的摆放要平稳牢靠，以防发生倾斜伤人。 14 ?使用后的注浆管不应超出井壁50mm，以防落盘时挂碰。 (12)注浆期间漏浆控制措施 漏浆主要是加压后，浆液通过裂隙在井壁渗出，为控制漏浆要求: ?初漏浆时，使用棉纱或木楔进行封堵。 ?若发现漏浆较多时，经处理无效可封孔处理，处理妥当后再换孔注浆，并对漏浆形成的结块要及时进行清理。 (13)注浆期间保证井壁安全措施 ?通过地面注浆站和井下孔口装置上设置上下泄浆装置，严格控制注浆压力，确保注浆压力严格控制在井壁能够承受的范围以内。 ?注浆期间井筒注浆操作平台应设专人进行井壁情况观察，发现异常，应及时停泵处理。 (14)文明施工及废弃物处理措施 ?库房、工作平台上的材料工具堆放整齐，施工设备整洁完好;对管、线、缆、钢丝绳受粘污的应进行清理。 ?注浆期间，尽最大努力减少废浆排放，减少跑浆量。 (15)其它 ?采用对讲机作为通讯工具时，对讲机必须及时充电，并留有一套作为备用。 ?高压胶管接头必须采用标准“U”型卡，胶管绑扎置间距不得超过6m。 ?为防止锤腿滑动，必须提前在盘面上不规则焊接Φ18mm的螺纹钢筋数根，做为打眼时锤腿的生根点。 ?混合器上设放浆阀，用以超压放浆、冲洗管路。井下注浆工紧盯压力表，超压或井壁异常时，立即打开放浆阀泄压。 ?各管口的压力表必须经常检查、校核，损坏的仪表必须及时更换。 (二)、工作面预注浆施工 1、止浆垫铺设 (1)止浆垫厚度计算 本次工作面预注浆选用单液平底形混凝土止浆垫。因工作面涌水，砌筑止浆垫需要铺设滤水层并在排水的条件下施工，将止浆垫看成由承压部分和滤水部分组成的结合体。 承压部分的止浆垫厚度利用公式计算如下: 12PD0 Bn? vR4 式中:Bn—承压部分的厚度 m; 15 D—井筒净直径 取5.6m; 21P—滤水层注浆压力 取40kg/cm; 0 R—滤水层注浆时混凝土抗压极限强度，止浆垫为C40，R取400 2kg/cm ; 0.5 v—混凝土抗压强度的非均匀系数，v= 3R A—滤水层厚度 1.2m; 经过计算，该段止浆垫厚度为2.3m。 则止浆垫总厚度为B=Bn+A=2.3+1.2=3.5m (2)井壁强度验算: 22,,p(D，2E)，4h ',,a,4E(D，E) =24.9MPa [a’]--井壁实际承受压力(Mpa) D--井筒净直径 D=5.6m E—井壁厚度 E=0.6m P--注浆压力 取P=8MPa h--球面高 h=0 与止浆垫连接处井壁混凝土标号为C，养护期后的允许抗压强度为40×40 0.8=32MPa，24.9MPa，满足注浆要求。 2、止浆垫浇筑施工 (1)准备工作 混凝土止浆垫施工时，由于工作面涌水，影响止浆垫质量。因此，需采取截水和导水措施，处理好工作面的涌水。在修筑止浆垫位置，将工作面的矸石排出，根据止浆垫的设计尺寸，用风镐将井帮、井底刷大成符合设计的形状，然后将碎石、岩屑或泥质杂物用清水冲洗干净。 (2)止浆垫的施工 将工作面的碎矸石按设计的厚度平整好，在中间挖一集水井，将滤水管放在里面。然后，在滤水层上面铺设一层彩条塑料布，浇筑混凝土止浆垫。经7天养护，注浆或在孔口安装闷盖将滤水管封死，进行止浆垫及接茬部位井壁壁后注浆加固，之后进行工作面预注浆。 浇注混凝土前，由技术人员按照设计要求标定钻孔位置，然后由施工人员采 16 用钢筋相互连接等方法将孔口管固定并预埋，要求预埋孔口管管壁密实牢固。孔口上焊高压法兰，做打钻注浆孔口管。孔口高出止浆垫0.5m，下口制作成喇叭 #口状，管壁外用20螺纹钢筋缠绕并焊牢。 止浆垫混凝土采用C40砼，浇筑砼时要保持连续不得中断，工作面要分片用震捣捧震捣，同时应防止孔口管位移或偏斜。 止浆垫凝固后，要连同预埋的孔口管进行耐压试验，耐压试验压力要求达到设计终压，若达不到，则对止浆垫进行加固注浆。 3、工作面预注浆前的准备工作 (1)排水系统 2形成完善的排水系统，排水能力达到150m/h。 (2)井下操作平台的搭设 利用[18槽钢加工一直径为Φ5.7m的操作平台，上面铺设δ=5mm花纹钢板满堂铺设;在操作平台上留有一长×宽=700×700mm方孔，留作上下人员通道;操作平台高出止浆垫2m，操作平台与止浆垫间用槽钢连接;操作台固定要牢固、稳定，并操平。 4、注浆孔布置 工作面预注浆设计注浆孔数利用公式如下: N=π(D-2A)/L; N-注浆孔数，个; D-井筒净直径，5.6m; A-注浆孔与井壁距离，取0.5m;， L-注浆孔间距，取1.5m。 计算得知，内圈5个，外圈10个，均匀布置。止浆垫耐压试验合格后，在注浆孔上安装高压闸阀、防喷阀方可钻进施工。 5、钻探施工 (1)采用2台SGZ-?型或SGZ-150型液压钻机钻进，钻杆采用Φ50mm×6mm地质钻杆，钻头采用Φ73mmPDC复合片无芯钻头或用Φ75mm潜孔冲击器。 (2)钻孔施工顺序采取对称开孔、注浆。为防止钻孔偏斜，预埋孔口管时，钻孔的方位角、倾角要由技术人员进行操作，预埋过程中要及时准确校对。 (3)禁止弯曲钻杆下井，提高对中度，过硬岩时，不应加压过量。带阀清 17 水钻进，地面连续供水，一旦水量变小或中断应立即停钻或提钻，检查原因，恢复正常供水后，再继续钻进。 (4)定时检查钻具，发现不符合要求应及时更换，钻具加工要规范，出刃一致，焊接牢固，加压、钻速适当。为防止掉物入孔，钻进时孔口钻杆套厚皮胶板。 5)每孔终孔停钻后，应加大水量冲孔，冲孔时间一般为30min左右，直( 到孔内岩粉基本排除为止。 (6)要认真做好钻进记录与钻机维修工作。 6、钻孔防突水及防喷措施 (1)每个钻孔孔口管耐压试验合格后，均要在孔口法兰上安装高压闸阀和防喷阀后方可钻进。 (2)孔内涌水后立即启动排水系统，并及时向项目部领导汇报，经同意后方准提钻，提钻时钻具一律由立轴中以上卸下，提钻后立即关闭孔口高压闸阀，并连接注浆装置进行注浆。 (3)套管法兰盘与闸阀以及闸阀与注浆法兰盘之间一律使用铅垫圈，并压紧压牢。 7、注浆压力 注浆压力一般取静水压力的1.2,1.5倍。根据以往注浆经验和岩石裂隙的高角度发育的特殊性，决定本次注浆终压取8MPa，注浆施工时，可视具体情况酌情调整。注浆结束标准:注浆达到终压后，吸浆量降低到50,60L/min，稳定时间为10,30min。注浆终压计算公式为:P终=1.5P。(P为静水压力) 00 8、浆液材料选择及现场浆液配制 注浆首先选用单液水泥浆，单液水泥浆水灰比选用3:1;2:1;1.75:1;1.5:1;1.25:1;1:1共6个级配。单浆液消耗量特别大时，则控制扩散范围或者加快砼凝固时间，可考虑加入速凝剂，或选择水泥、水玻璃双液浆，若含水层不进浆或注浆效果差，则考虑使用超细水泥或化学浆液进行注浆。 注浆时，视压水吸水量确定起始浓度，注浆浆液调配原则为先稀后浓。若止浆垫和孔口套管耐压试验出现漏浆现象，即可加入双液浆，双液浆与单液水泥浆的配比为1:1。。双液浆配比采用水泥浆水玻璃1:0.5-0.8的体积比注浆。水玻璃选用40,45Be`，M=2.5,3.0为宜。速凝剂选用三乙醇铵和氯化钠复合速凝早强剂，其用量分别是水泥浆液量的0.05%和0.5%。 水泥要求用新出厂的P.O42.5普通硅酸盐水泥，失效结块的水泥禁用。水泥 18 浆现场配制见下表: 单液水泥浆现场配制表 3水灰比 水泥(袋) 水(升) 制成浆量(m) 3:1 6 900 1.000 2:1 9 900 1.050 1.75:1 10 875 1.042 1.5:1 11 825 1.008 1.25:1 13 812 1.029 1:1 15 750 1.000 9、注浆量计算 此次注浆主要段高度50m，浆液扩散半径按7m计(以井筒中心计算)。 2浆液注入量根据公式:V=AhπRnβ/m 计算 其中:V-- 本段浆液计算注入量，m3 A-- 浆液消耗系数，取1.3 H— 注浆段总厚度，m R— 浆液有效扩散半径，m N—岩层平均裂隙率，取0.03 β—浆液充填率，取0.9 m—浆液结石率，取0.85 本段含水层注浆量: V=1.3×50×π×7×0.03×0.9/0.85 3=317.68m (2)水泥、水玻璃消耗量 根据水泥浆水灰比1:1，双液浆体积比1:0.8 定额消耗计算:需水泥用238 3吨，水玻璃252m。 10、注浆施工 (1)注浆泵采用2TGZ-60/210型双液注浆泵，一台工作，一台备用。 (2)工艺流量:单液水泥浆经二次搅拌—注浆泵—输浆管—控制阀—孔口 管—岩层裂隙。 (3)压水试验。每孔终孔测水后接通输浆管路进行压水试验，压力由小到 大逐步升压到最大注浆终压，测定各不同压力参数时的吸水量并绘制吸水量曲 19 线，压水时间可为20,30分钟。并根据压水结果，确定起始浆液配比。 (4)压力调整:注浆压力变化有时渐变，有时呈波状，调整压力应与孔内情况、浆液浓度等密切配合，当浆液浓度确定后，用人为的方法控制泵量，使压力达到终压。 (5)浆液调整:浆液在岩层裂隙充填阶段中，如压力和进浆量稳定不变时，应逐级加大浓度，如压力上升快，进浆量很快减小，应依次降低浆液浓度，每改变一次浆液浓度可持续20分钟。 (6)注浆结束前，应压注清水，使管路大部分浆液注入岩层裂隙中去。但要防止清水压入地层，当压清水时需及时通知井下准备闭阀泄浆，然后清洗整个注浆系统。 (7)注浆结束标准 单孔注浆结束标准:注浆压力达到设计终压，泵量<30L/min，稳定20,30min，即可结束注浆。工作面探水注浆结束标准:施工到最后检查每个孔的涌 3水量总和来计算井筒开挖的最大涌水量，若水量超过20m/h，应补打注浆孔，继续注浆。注浆结束后，由技术员整理各孔钻注全部数据资料。 11、施工安全技术措施 (1)建立健全各工种及技术人员的岗位责任制，并严格执行。 (2)施工时项目部要成立专门组织，统一指挥，负责工作面打钻注浆工作，并派专人值班。 (3)施工人员必须经过专业技术培训，考试合格，并持证上岗。 (4)非工作人员严禁到现场，参加注浆人员应佩戴好劳动保护用品，穿戴要整齐，衣襟、袖口、裤口必须束紧。 (5)机电设备管理必须按照煤矿安全规程内容执行操作。 (6)开钻人员必须熟悉钻机的工作原理，掌握钻机的操作要领，维护、保养及排除故障的技术知识。 (7)作业人员必须经过安全知识培训，掌握矿山的防灾、避灾知识。 (8)井下钻探施工前，必须了解钻探工程的设计目的、任务，施工措施要传达到人并签字，并严格按照措施施工。 (9)打钻、注浆操作人员应密切注意人身及机械安全。注浆时，注浆泵操作人员、工作面注浆人员应密切注视压力变化情况，严格控制注浆压力。压力表 20 读数由专人读取，当发现超出工作压力区时应立即停泵，查明原因，立即处理。 (10)钻进时要严格按照工程技术人员指定的孔位、孔深、角度进行施工，未经同意不得擅自改动。 (11)严禁人工提、下钻杆。 (12)必须保持孔内干净，无残留岩石、金属杂物等。钻头下至孔底时应慢速，在距孔底0.5m开大泵量冲孔，轻压扫扎到底，正常钻进后再逐步加大压力和转速，严禁采用单纯加快转速的做法，正常钻进时，应保证压力均匀。 (13)对钻机的传动部分:皮带、传动链条等要安装防护装置。 (14)接通电源之前首先检查电源电压是否与电机的额定电压相符，电源有无漏电现象。 (15)启闭开关时，精力要集中，做到手不离按钮，眼不离钻机，随时观察和听从司机命令，准确、及时、迅速地启动和关闭开关。 (16)禁止用手脚直接制动机械运转部分，严禁将工具和其他物品放在钻机、水泵、电机防护罩上。 (17)扶把手时，要站在立轴和手把一侧，不得紧靠钻机，钻机后面和前面到给进手把活动范围内，不准站人，防止高压水将钻具顶出伤人或给进手把翻起打伤人。给压要均匀，根据孔内情况及时调整钻法及压力。 (18)要保证有足够的水分，不准打干钻，钻具下至孔底前0.5m时，立即开泵送水，正常返水后才能钻进。 (19)钻进过程中，一旦发现“见软”，“见空”、“见水”和变层，要立即停钻，丈量残尺。 (20)水压突然加大或顶钻时，必须立即停止钻进，但不得拔出钻杆，迅速向调度人员汇报，并派人监视水情。 (21)钻进过程中若发生机械故障或突然停电，立即断开开关，用人力将钻具提到安全高度。 (22)注浆人员要时刻注意设备的运转情况，当设备运转出现异常时应立即停机，切断电源，进行检查处理。 (23)施工前应对打钻、注浆、供水、排水等设备进行严格检查。 (24)作业地点要保障风量可靠，钻进过程中严禁停风、停电、停水。 (25)制浆前所用各种设备应完好，各阀门应处在正常的开关位置，供水应 21 通畅，照明设备应齐全，各岗位人员应到齐。 (26)注浆前用电话和工作面联系，先供清水，检查管路。 (27)注浆前先进行冲孔，水量应逐渐加大，每孔冲水时间不少于20min，进水畅通后再注水泥浆。 (28)注浆前应对注浆管路系统进行耐压试验，耐压程度应大于最大注浆压力。 (29)搅拌人员严格掌握浆液浓度，严防水泥纸屑及其它杂物入池，放浆口设过滤网，严禁使用失效结块水泥。应设专人处理吸浆笼头，以防糊堵。 (30)注浆期间，应密切注意管路及各阀门情况，发现堵孔或管路漏浆时，应首先通知井上停止注浆，进行处理。 (31)正在注浆的钻孔，发现进浆不正常时，应暂停注浆，进行给水。 32)注浆时，不要在高压胶管附近停留，以防管路崩坏伤人。 ( (33)井上下与注浆泵站设直通电话、电铃、规定电铃信号，管路必须安装牢靠，压力表要经常检查，坏表应及时更换。 (34)工作过程中应经常检查油位、油路、油温不得超过规定参数。 (35)工作结束后，值班记录人员要认真及时做好原始记录，要核实本班的注浆量，浆液浓度，并将本班工作情况详细记入注浆日志并在工作地点交接班。 六、施工安全技术措施 1、一般安全制度: (1)、加强安全教育，强化安全意识，牢固树立“安全第一”的思想，建立健全各项安全工作管理制度和岗位责任制。 (2)、加强技术管理。严格执行“一工程、一措施”制度，严格遵守各单位工程施工安全技术措施指导。 (3)、工程施工前，认真组织所有施工人员学习施工安全技术措施，熟悉图纸。各岗位操作人员应进行技术和安全教育，持证上岗。施工人员必须严格遵守各种操作规程，按章作业。 (4)、在工程施工时应实行专项工序技术交底制度。实行领导现场指挥，队长、技术员跟班制。 (5)、生产指挥人员要妥善安排劳动组织，强调劳动纪律，开好班前班后会，明确交接班，详细布置施工方法及安全工作。 (6)、所有参加施工人员，严禁班前班中喝酒。精神状态不佳呈病态人员不准当班。 (7)、起吊使用的钢丝绳头，索具吊具应经严格检查，合格后才能使用，其安全系数不得小于5倍。井口起吊小绞车起重滑车悬吊绳要有护绳措施，且不得超负荷起吊。 22 (8)、各种钢丝绳所用的绳卡，卡附数量要按设计要求，并经有关部门检查认可后方可使用。 (9)、夜间作业应确保光线充足，下雨天或5级以上大风天气，严禁登高作业。 (10)、坚决杜绝上下层平行作业，如需平行作业，必须制定特定的安全措施。 3、管路安装安全措施: (1)、下放管路时由专人(电工)对稳车进行控制，并持证上岗。 (2)、下放管路时，井上下口信号要发送统一，信号要准确无误，信号工要精神集中，反应灵敏，井口起吊安装要有专人进行指挥，稳车要专人专职。 (3)、再安装管路时，施工人员对手头工具、螺丝等物品严格管理，工具要有留绳，防止物品坠入井下。 (4)、吊盘上的工作人员必须配戴保险带并在可靠点生根。 (5)、吊桶升降物料时，不准超出吊桶外缘。严禁人、物混装提升、下放，严禁超员乘罐。 (6)、井筒施工期间，封口盘井盖门除吊桶通过或松起物料时，其他时间应全部处于关闭状态，井盖门应开启关闭时应平稳，销轴要有保险装置。井盖门应设置防过开设施。 (7)、升降吊盘时，各层吊盘的空口应有专职人员看管，吊盘上的空洞应全部封实，防止杂物坠入井下。 (8)、起松吊盘应慢速、平稳，操作人员要集中精力、听清信号。 各稳车收放绳时，应有监护人员。缠收绳层间应加铁皮，防止咬绳。 (9)、下放长料、大件时，应事先电话联系好，方可发送信号走钩。 4、管理制度及人员配备要求 ?建立健全各工种及技术人员的岗位责任制，施工前对所有施工人员学习本措施并签字、贯彻后严格执行，做好自保和互保工作。 ?严格贯彻执行田兴铁矿安全生产管理的各项规章制度和岗位责任制，以确保钻注施工的安全、快速、优质。 ?为确保钻注施工的安全，快速，优质，各班组均配备有经验的钻注技术工人。 5、施工人员保险带的配戴和生根。保险带的生根部位应是牢靠之处，使用专门钢丝绳圈生根于提升绳上作为保险带生根用。 6、注浆操作平台安全措施 ?提、落吊盘及注浆过程中，上井口必须有专人看护，上井口及一层台严禁其它作业。 ?利用吊桶下料、下设备时，捆绑一定要牢固，确保无坠落危险，派专人检查落实。 ?信号工要严格执行岗位责任制，一定要看准、听准、发准以免发生误操作。 ?人员乘吊桶上、下井时，头手不得伸出吊桶外，以免伤人。 23 七、避灾路线 施工工作面?3#主井井筒?地面 八、工期及劳动组织 1、预计工期为55天。其中:准备工期2天，井壁堵水及壁后充填20天，井壁注浆止浆垫浇筑8天，工作面打钻注浆23天，验收及整改2天。 2、劳动组织:实行钻注合一，钻孔人员终孔后参加注浆工作，劳动组织见下表。 劳 动 组 织 表 圆 班 人 数 工 种 名 称 备 注 每圆班施工8小时 合计 带班经理 1 1 1 3 管 施工队长 1 1 1 3 服 人技 术 员 1 1 1 3 员 材 料 员 2 2 打 眼 工 3 3 3 9 钻后参加注浆 注 浆 工 2 2 2 6 无注浆任务时参加打眼 井 下井壁巡查工 1 1 1 3 操 作 人 信 号 工 2 2 2 6 专职信号工 员 司 泵 工 1 1 1 3 运 输 工 4 4 4 12 制 浆 工 3 3 3 9 笼 头 工 1 1 1 3 放浆、处理笼头、记池数 记 录 员 1 1 1 3 记录打钻、注浆原始数据 电 焊 工 1 1 焊钻头 机 修 工 1 1 24 电 修 工 2 2 绞车司机 6 6 信号工 3 3 合 计 78 附表图:1、主要注浆材料器具表 2、注浆工艺流程图 3、田兴铁矿3#主井井筒壁后注浆钻孔布置平面图 4、工作面预注浆止浆垫施工图 4、田兴铁矿3#主井井工作面预注浆钻孔平、剖面图 附表1 主要注浆材料器具表 材料器具名称 型 号 单 位 数 量 备 注 槽钢 [18 Kg 3000 3木板 50mm厚 M 3 钻杆 Φ50×6 m 80 钻头 Φ73 PDC复合片 个 10 冲击器 Φ70 套 4 钻机 SGZ-3A 台 2 一台备用 钻机 SGZ-150 台 2 一台备用 2花纹钢板 δ=5mm m 30 单穿滑车 3T 个 2 25 钢丝绳 Φ12.5mm m 80 风 钻 YT28 套 4 钎 子 1m、2m 根 20 钎 头 Φ42mm 个 20 钎 头 Φ26mm 个 20 注浆泵 2TGZ-60/210 台 2 一台备用 注浆泵 ZBY-50/70 台 2 一台备用 3搅拌罐 1m 个 1 3搅拌罐 0.3m 个 1 高压胶管 Φ25mm×20m 根 70 吸浆管 Φ50mm×5m 根 10 快速插头 Φ25mm 个 100 混合器 个 3 1/4高压球阀 只 350 1 孔口管 Φ40×500 mm 根 350 孔口管 Φ108×4.5mm 米 100 法兰盘 DN100 Pg64 对 40 高压闸阀 DN100 Pg64 个 12 麻 kg 30 铁 契 kg 30 压力表 5MPa 块 30 26 抗震压力表 20 MPa 5 棉 纱 kg 25 水 泥 P42.5 t 500 水玻璃 t 100 U型卡 Φ25mm 只 100 液压油 Kg 500 #铁 丝 10 Kg 100 大 锤 把 2 小 锤 把 2 钢丝钳 把 2 管 钳 600 把 2 工具筒 个 1 对讲机 Moto 套 2 劳保护品 套 80 3 碎石 4-6cm 120 m 滤水管 Φ159mm×5.5 4 米 钎垫 50 个 石棉垫 100 个 闷盖 DN100 Pg64 6 个 2铁砂网 5 m 27 注浆工艺流程图 水 水玻璃 水泥 搅拌 储浆桶 储浆桶 吸浆管 吸浆管 注浆泵 输浆管 输浆管 孔口混合器 注浆孔 28