师培俊

（山西宏厦第一建设有限责任公司，山西 阳泉 045000）

1 概况

新大地公司回风立井井筒设计净直径8m，井深472m，采用C25素砼支护，壁厚500mm。现已掘进286m，目前井底揭露2m泥岩，上部为砂岩（厚18m）。8月15日0点班放炮后工作面出现涌水，15日8点班10时，矿建十部会同新大地公司地测、监理有关人员进行测水，测得涌水量为15m3/h。4点班炮后涌水增大，16日0点班测得涌水量为50m3/h（含井壁淋水约8.6m3/h）。

针对本次涌水，集团公司组织相关单位、部门研究确定了涌水处理及防治水措施。结合回风立井目前现状，采用工作面构筑止浆垫后进行工作面预注浆堵水。根据揭露砂岩含水情况及下部岩层情况，计划对回风立井-286m～ -333m（段高47m）预注浆堵水施工。

2 注浆施工方案的确定

为回风立井下部注浆提供钻眼、注浆止浆条件[1]，浇注砼止浆垫3.6m（-286m～282.4m，含滤水层1m），浇注砼止浆垫前先铺滤水层1m，在井底抛入碎石1m，并在出水位置安装2个滤水桶，滤水桶规格：Φ500mm×3.9m，桶底部高1m开Φ20×50mm五花孔，桶内安置潜水泵，浇筑止浆垫时利用滤水桶内潜水泵配合吊泵排水，以保证止浆垫浇筑质量，上部截水槽内的水，可引入滤水桶内。止浆垫浇注高度3.6m（含加固后滤水层）。在浇筑止浆垫时，预埋钻注孔口管。注浆孔布置数目按下式计算。

式中：

N-注浆孔数，个；

D-井筒净直径，8m；

A-孔口距井筒净径距离，取0.5mm；

L-孔间距，取1.4m。

计算取16个孔，环形布孔以井筒中心为圆心，半径3.8m（距净井壁0.5m）均匀布置16个孔，孔间距1.4m（弧长），井中心布孔1个作为检查孔，共计布孔17个。预埋钻注孔口管规格：Φ108mm×3.9m×17根（末端带法兰）。钻注孔终孔落底位置距净井壁2～3m，孔口管倾角3～4°。

在止浆垫上方搭建2.0m高的钻机工作平台。工作平台Φ7.5m，高2.0m，平台用50mm厚木板严密铺实(仅留下人口)，保证平台平稳牢固可靠。并将风、水、电接至工作平台。为保证止浆垫的抗压强度，等止浆垫凝固后，对孔口管及止浆垫使用水泥水玻璃双液注浆加固，止浆垫与井壁无跑浆、漏水现象，孔口管做耐压试验承受压力不小于4MPa后，方可进行钻探施工。钻注施工段高为50.6m，钻注孔设计钻进孔深50.6m。对孔口管加固注浆、等凝、做耐压试验、安装防突水装置后，使用ZDY-1900S型钻机，配Φ75mm钻头，钻孔按设计孔深采用无芯钻进，进行钻注施工。

为了保证注浆效果，钻注顺序为：先钻注单号孔，再钻注双号孔。16个钻孔均达到终孔位置，最后通过检查孔来确保施工的质量。在进行注浆的时候，应合理地控制注浆的程序。在钻进时如果钻孔的涌水量大于3m3/h必须进行注浆。浆液以水泥为主料，以水玻璃为辅料。单孔注浆结束后（尚未终孔），需跳孔(将钻机移至相对孔号)进行下一钻孔钻注。为了保证注浆的有效性，在注浆时都应该对每个钻孔进行重复性注浆，以保证裂隙都被堵住。虽然重复性注浆增加了钻进的工程量，但是能大幅度提高注浆的效果。直至各孔都经过反复钻进、注浆达到设计深度50.6m，并达到设计注浆终压。注浆压力控制在4.0MPa。

3 施工参数的确定

本次注浆施工单液浆为主、双液为辅[2]。W:C取（水灰比）1.0:0.5～1.0:1.5，C:S取（体积比）1.0:0.4～1.0:1.0，水泥选用P.O42.5级普通硅酸盐水泥。水玻璃取模数2.4～2.6，46Bè和模数2.8以上46Bè。滤水层碎石1m高，体积64m3，止浆垫混凝土2.6m高，体积165m3。滤水层加固充填（双液），64×0.6×0.854=32.8t（水泥），水玻璃约18t。

确定注入量的条件是依据浆液在压力的推动下扩散所形成的指令帷幕，以及岩层中的裂隙发育程度等。

式中：

R0-浆液指令扩散半径，3.0m；

h-平均裂隙率2%；

H-含水层段高（47×16不含止浆垫、16孔）；

C—修正系数，1.3。

Q=553m3，约折合水泥443t（不含构筑止浆垫），水泥预计用量：445t（不含构筑止浆垫混凝土165m3）。注浆的施工流程如图1所示。

图1 注浆施工流程图

全部钻注孔钻注到设计深度，达到注浆终压、终量，检查孔内终孔水量小于0.5m3/h，作为钻注施工结束标准。

工作面预注浆结束恢复掘进后，预留20m超前距进行钻探，钻探深度以50m为宜，同时考虑尽可能使钻探孔终端位于泥岩中。若探得下方岩层涌水量大于等于10m3/h，则仍需进行工作面预注浆堵水；若探得下方岩层涌水量小于10m3/h，则掘进通过后进行壁后注浆堵水。

4 注浆施工安全技术措施

（1）构筑止浆垫施工前，应确定预埋孔口管、滤水桶的位置。在构筑止浆垫过程中，对预埋孔口管、滤水桶及时检校，确保止浆垫按照设计施工。构筑止浆垫及预埋孔口管要求：浇筑砼止浆垫前，对工作面进行清理，按设计位置、方位、顶角预埋钻注孔口管、安置滤水桶；在浇筑混凝土止浆垫时，应不断对孔口管方位、角度进行校正。

（2）搭建钻机工作平台需安设牢固，各连接部必须紧密。风、水、电、输浆等管路（线）接至钻机平台，管路（线）必须摆放、悬挂，确保可靠。

（3）钻进前必须安装防突水装置，保证机构可靠，校对方位、倾角后，方可钻进。

（4）注浆前必须对设备及输浆管路进行耐压试验并保证畅通、不漏。注浆应按照设计要求进行，必须达到设计注浆压、终量。各钻注孔钻注深度，必须达到设计要求，不得有漏打、漏注发生。

（5）升降钻具时，钻手操作要稳，精力集中；禁止调整手把或做其他工作，不准双手同时离开手把，或手摸、脚蹬钢丝绳。操作时应与机前人员密切配合；注意提引器运行状态及到位情况，防止碰挂。

（6）在扩孔或扫孔时，应由熟练人员操作。

（7）透水情况发生时，井下人员采取措施及避灾，如图2所示。

图2 透水情况发生井下人员采取措施及避灾流程图

5 结语

注浆施工方案9月21日开始钻眼、预注浆，10月2日经监理、矿方、公司共同测水，钻孔出水量为0.2m³/h，符合设计要求，钻注施工结束。现场监测结果表明，在工作面进行注浆时，注浆液采用水泥为主料，水玻璃为辅料，工作面的涌水得到了有效的控制，达到了工作面安全掘进的条件要求。