立井井筒工作面预注浆安全技术措施

原则调配浆液。若施工的注浆孔出水量较大，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1：0.5~0.8的体积比注浆。水玻璃选用39～40Be`，M=2.5～3.5为宜。水泥浆现场配制见下表：

水灰比 2.5：1 2：1 1.5：1 1.25:1 1:1 0.75:1 0.6:1 水泥用量（kg） 350 450 550 650 750 950 1100 水（升） 875 900 825 812 750 712 660 制成浆量（m3） 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 2、化学浆液采用改性脲醛树脂和草酸溶液配制。使用时先将乙料与水配成2%~10%的溶液称乙液，乙液的配比可视现场以及地质情况进行调整，在注浆管近端用混合器将甲液和乙液按比例混合，即时注浆。另注意乙液的配制和甲乙料的混合均要均匀，按上述比例混合后的浆料在8min~30min内凝结，但是不同的环境温度会有所影响。浆液凝固时间统计表如下：

序号 1 2 3 4 脲醛树脂（ml） 100 100 100 100 水（ml） 草酸（g） 20 20 20 20 1.5 1.0 0.5 0.25 初凝（min） 2 3 5 9 终凝（min） 9 12 15 20 备 注 根据施工现场，地质、水质不同情况时，可调整配比试验 3、施工过程中，为有效的封堵含水层涌水，更好的达到注浆效果，可采用超细水泥浆液与化学浆液交替使用的方式进行。对施工的钻孔，首先使用

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超细水泥浆液进行注入，如果吸浆量较少、压力升涨过快，则改用化学浆液注入；当单孔注入化学浆液达到20~30m3，注浆压力上升缓慢，浆液注入量无明显减小时，再改用超细水泥进行注浆，直到达到单孔注浆结束标准。两种注浆材料交替使用，可以更好的封堵裂隙，达到注浆效果，还能节约成本。

三、注浆压力的选择

注浆压力是驱动浆液在裂隙中流动、扩散、充塞压实的能量，是控制浆液距离的重要因素之一。考虑该段地层以孔隙水为主，裂缝-微裂缝并存，注浆时对注浆压力要求高，根据以往工作面预注浆经验，并考虑注浆压力对井壁的影响，确保施工和井筒安全，设计注浆终压取静水压力的2～2.5倍。按每百米计算注浆终压如下表，但实际施工时每段钻孔都要实测钻孔静水压力，并根据静水压力计算该段钻孔注浆终压。

名 称 起止位置（m） ---~--- 静水压力（MPa） 9.0~9.5 注浆终压（MPa） 18~23.75 备注 施工时每个钻孔都要实测钻孔静水压力，并根据静水压力计算该段钻孔注浆终压，注浆的同时要密切关注井壁变化情况。 注浆段 四、止浆垫设计

本次施工采用平底圆台形止浆垫，预留粉砂岩作为岩冒，与混凝土止浆垫共同构成承压部分，止浆垫浇筑后预留岩冒长度---m左右，止浆垫上口半径为---m，下口半径为---m。若井筒内涌水量较大时，必须留设滤水层，设计本次滤水层厚度为---m，并做好滤水桶及排水工作，确保止浆垫的浇筑质量。

砼止浆垫设计：本次封底注浆止浆垫设计为平底圆台形混凝土止浆垫，混凝土的强度选用标号C50混凝土。

利用公式计算如下：

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P0r+0.3r B=[δ] 式中：B--止浆垫厚度 m P0--注浆终压

注浆压力取最大23.75 MPa，P0=237.5（kg/cm2） r--井筒净半径 r=2.75m [δ]--混凝土允许抗压强度kg/cm2

[δ]= R/k=（2/3×500）÷2=166.7 (kg/cm2)，强度取28d的三分之二。K为安全系数，取2。 R--混凝土的极限抗压强度，砼垫用C50混凝土。

经计算，此段段高的止浆垫厚度为4.74m，本次预注浆止浆垫厚度设计为5.0m。

考虑工作面预注浆时井壁的强度是否能满足注浆终压的要求，经井壁承压

Po(D?2E)2?4h2公式??计算，封底注浆井壁承压经计算?'为56.97MPa，

4E(D?E)??'????该段井壁理论承压计算为???=井壁混凝土强度÷2（取混凝土强度的一半）=25.0MPa，井壁强度不能满足注浆终压要求。(考虑到止浆垫上第四含水层井壁的承压能力，取注浆终压Po=20MPa代入计算）

由于井壁强度不能满足注浆终压要求，采用如下办法阻断注浆浆液对井壁的压力。（1）提高井壁混凝土强度或增加井壁厚度。（2）止浆垫浇筑养护达到强度后对止浆垫及以上---m井壁进行壁后加固注浆，然后再对止浆垫进行耐压试验。

由于井壁已经浇筑完成，我单位将采用第二种办法，对止浆垫及以上---m井壁进行壁后加固注浆。同时，在注浆时设专人时刻观察井壁，出现问题及

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时停止注浆进行处理。

五、注浆孔布置形式

在井筒止浆垫内均匀布置---个注浆孔口管，分两排内外交错预埋：外圈均匀布置---个孔口管作为注浆孔，外圈孔距井壁---m，圈径为---m，孔间距为---mm；内圈均匀布置---个孔口管作为注浆孔，内圈孔距井壁---m，圈径为---m，孔间距为---mm；根据红四煤矿工作面预注浆防治水专家组注浆检查孔不少于4个的意见，将在内外圈注浆孔注浆结束后根据现场实际需要在适当的位置布置检查孔。钻孔达到设计深度后，要确保注浆孔在距各含水层中部井筒荒径外位置的间距不小于---m。所有钻孔都要按设计的径向角布置，检查孔立孔施工。

附：注浆孔布置参数表

名 称 起止位置 （m） 段高 （m） 外圈钻孔 孔数（个） 径向 切向 内圈检查孔 孔数（个） 径向 切向 五含 六含 ---~--- ---~--- 60 78 --- 6° 3° --- 4° 3° 六、注入量估算

结合本矿井地层具体特征及以往注浆的施工经验，由于预注浆地层以孔隙水为主，裂隙缝-微裂隙缝并存，浆液扩散半径小；本次注浆预设计在含水层内形成注浆壁厚度为4m的帷幕，则设计化学浆的有效扩散半径为2.17m；隔水层内设计水泥浆液有效扩散半径为1.0m。 1、隔水层水泥浆注入量采用Q=πR2nHc公式计算：

Q = 3.14*1.02*0.14*29.7*1.2*52 + 3.14*1.02*0.14*41*28 = 1319.36m3（浆液按设计扩散半径扩散的理论需求量） R：浆液有效扩散半径1.1m（以钻孔中心为圆心）；

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