炮孔注漿治水技術的應用范文

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《礦業裝備雜志》2014年第八期

一、探水、鉆孔施工

探水利用液壓傘鉆，鉆頭直徑為50mm，設計炮孔深度為5m，炮孔數為8個，角度為外偏85°，炮孔要統一編號，具體布孔參數見下圖，鉆孔的起點、落點、孔徑、深度及傾角嚴格按設計施工。正式開鉆后，要密切注意迎頭的變化情況，發現異常，要立即采取措施，以防止突水或發生其他事故。探水前提前加工好孔口注漿管，采用直徑42mm長1.5m鋼管制作，一頭車絲長度為1m，另一頭安裝好高壓球閥。按1-5-3-7-2-6-4-8施工順序進行鉆孔，嚴格遵循“1孔注漿1孔鉆進的原則”，后序鉆孔兼做探水孔。鉆進過程中隨時注意水壓和水量變化，有突水征兆或鉆孔涌水量較大時，立即退出鉆桿，關閉孔口閥門，待注漿處理后再繼續鉆進；對出水量、出水位置和回水顏色以及巖石松散進行詳細記錄；對每段鉆進出現的一切反常現象均應詳細記錄，交接班時必須仔細交代，并填寫值班日志。成孔后迅速下入孔口注漿管，關閉高壓球閥，如果發現孔口管外壁與止漿巖帽的環形空間有漏水現象時，除用綿紗、道釘堵塞或用水泥-水玻璃塑膠泥糊堵外，還可用注漿法進行加固和補強。

二、注漿設備及材料

選用2TGZ-60/210型雙液調速高壓注漿泵（排漿量16-60L/min，公稱壓力6-21MPa，配用電機7.5kW），配備5個0.2m3儲料桶，混合器選用孔口球閥混合器。注漿泵站設在井口，漿液輸送采用井下供水管路，采用高壓球閥連接。注漿前應做好注漿設備的檢修和保養工作，注漿機具及管路系統必須進行打壓試驗，要滿足設計的最大注漿壓力和流量的要求，并進行試運轉，確保能達到正常的注漿要求。為保證注漿質量，準確控制凝膠時間及漿液擴散范圍，提高結石率及堵水效果，采用單液水泥漿和水泥-水玻璃雙液漿。水泥采用中聯水泥廠42.5號普通硅酸鹽水泥，水玻璃用38-42Be＇，模數2.4-3.4。當裂隙孔隙較小，普通水泥漿的顆粒不能注入的條件下，應使超細水泥。

三、炮孔注漿施工

1注漿壓力

注漿初始壓力應比靜水壓力大0.5MPa，注漿段水泥或水泥-水玻璃漿液的注漿終壓值應為靜水壓力值的2～4倍，最大不超過7MPa。實際操作過程中，注漿壓力可由小逐漸增大，并以能注進漿液壓力為準，直至壓力達到設計終壓為止。在升壓過程中應派專人觀察井壁和巖帽，發現問題及時處理。注漿終壓要考慮到注漿設備設施和止漿巖帽的承壓能力，防止止漿巖帽跑漿和壓爆注漿設備造成人員傷害。

2壓水試驗

將注漿管路聯通后，方可進行壓水試驗，檢查注漿設備及管路的完好情況，同時可沖洗巖石裂隙中的泥質、巖粉等充填物，提高漿液結實率和巖石裂隙面的粘結強度及抗滲能力。通過壓水試驗測定鉆孔涌水量大小以及靜水壓力，以此確定是否采用單液水泥漿還是雙液漿，以及漿液的濃度和配比。注水壓力盡量控制在比設計注漿終壓高0.5MPa左右，壓水時間為20～30min。

3注漿工藝

鉆注施工應逐一進行，以防注漿時兩孔竄漿降低注漿工效；每孔注漿開始時先注水20min以上，而后進行單液注漿，然后再根據注漿壓力和吸漿量的變化逐漸加濃漿液，當吸漿量大、壓力不上升、漿液注入量大于25m3時，采用間歇注漿或停止注漿，待注漿結束16h后再進行掃孔復注，直至鉆孔達到設計注漿結束標準。最后應根據各孔注漿的效果，決定是否需要增加探水注漿孔。注漿施工是注漿作業中的一道關鍵工序，為此注漿過程中，必須要求嚴格控制，認真操作，做到精心準備、精心施工，以確保注漿質量達到堵水及巖體加固效果。

4結束標準及效果檢查

各注漿孔的注漿壓力達到終壓，漿液注入量小于30～40L/min，穩定時間：單液水泥漿20～30min，水泥-水玻璃雙液漿10min，可結束該孔的注漿工作；各注漿孔的涌水已封堵、無噴水，且其涌水量小于施工設計規定。從布置的注漿孔中，選擇3～4個涌水量大和巖石破碎的注漿孔，在注漿孔的旁邊打探水孔，鉆孔過程中根據不同的鉆孔深度測定其涌水量，如涌水量超過正常井筒掘砌施工要求時，需再次進行注漿。

5注意事項

1.注漿中斷：不管以任何原因導致的注漿中斷，必須對中斷的孔掃孔并進行復注。2.串漿：發現串漿立即采取措施，將串漿孔上高壓球閥關閉，待注漿孔注漿結束后，對串漿孔進行掃孔、沖洗，而后繼續鉆進或進行注漿。3.冒漿：降低注漿壓力，采用小流量注漿，同時加大漿液濃度，配加水玻璃，加快漿液凝結。若上述措施效果不顯著，則進行間歇注漿。4.大量吃漿：采用降低注漿壓力、限制進漿量、加大注漿濃度、間歇注漿、水泥-水玻璃雙液漿等。5.井壁觀察：當注漿壓力升高時，注意空幫井壁、永久井壁及巖帽變化，特別預防空幫井壁掉塊事故。6.注入量保證：壓水時間適當延長（20～60min），水泥漿采用稀濃度、慢流量注入法。

6注漿后施工

每次注漿段高為5m，為保證下序注漿有足夠巖帽，每次放炮段高控制在3.5m以內；下循環施工依據探水結果決定施工方式，若8個5m深探水孔均無涌水，則可直接進行小段高放炮作業，若探孔內有涌水，則先進行炮孔預注漿施工，后進行小段高放炮掘進。井筒施工存在大段高含水層的情況，可提前考慮此施工方案，施工準備期將需要的地面注漿泵站及專用耐高壓管路提前考慮，可節省后期影響時間；此施工方案最大的特點在于可短期內最大限度的封堵工作面涌水以保證混凝土澆筑質量，充分利用傘鉆、排水管等現有設施并實現最大程度的平行作業，減少工作時間，且對于各種復雜地質條件都能夠廣泛應用。

作者：司書波單位：臨沂礦業集團有限公司鳳凰山鐵礦