工作面探水、注浆措施

一、概述

沛城煤矿技改项目工程位于江苏省沛县朱寨镇境内,该矿井设计生产能力 45万吨/年,为低瓦斯矿井。矿井采用立井开拓方式,主、副二个井筒在同一工业广场内。井口设计标高为+。井筒净直径,全深 m,基岩段深度 373 m。现施工至井深542m,已进入二迭系砂岩含水层,目前涌水量逐步增大,现井筒涌水量h。经建设单位、监理单位、施工单位共同研究决定并根据《煤矿安全规程》中规定的“有疑必探、先探后掘”的原则和现涌水量,选择在现工作面(井深546m)进行探水、注浆工作。

二、水文、地质概况

沛城煤矿技改工程主井井筒检查孔揭露的主要含水层有第四系砂层,,二迭系砂层。

1、二迭系砂岩

根据钻探及抽水试验、流量测井情况分析,主井检查孔揭露的基岩含水,主要是二迭系砂岩。

含水层段

基岩含水层主要是二迭系砂岩,二迭系砂岩揭露厚度,含水层厚度,含水类型为裂隙承压水,静水位高出地表,根据设计对该含水层进行了抽水试验和流量测井。抽水试验做了三个降深,最大降深,单位涌水量为,渗透系数为d,涌水量为s。 隔水层段

二迭系砂岩于砂岩之间有厚度不一的泥岩、砂质泥岩等,可视为

相互之间的隔水层。

采用抽水试验及流量测井两种方法取得含水层的水文地质参数,利用承压转无压完整井裘布依公式,分别计算井筒涌水量,井筒涌水量采用计算结果较大值。主井井筒(~640.10m)涌水量38.09m3/h。

三、探水、注浆方案

主井井筒掘砌至井深546m时,先在工作面预埋两个孔口管,管口东南、西北方对称垂直开孔,孔管采用Φ108×5mm无缝钢管,下端埋入岩石4~6m,上端露出装上高压闸阀并灌水泥浆加固封堵。待水泥浆凝固后则进行探水钻进工作,钻进时若单孔涌水量<2m3/h,继续钻进;若涌水量>2m3/h,则提钻,关上高压闸阀,施工止浆垫进行注浆封水工作。根据公式计算出注浆孔数,施工时,在井筒周边均匀布置注浆孔,待止浆垫凝固、养护完成后,再对工作面进行预注浆施工。本次探水钻进36m(井深546-582m),穿透砂岩底板1m。

四、探水、注浆施工

1、探水注浆前的准备工作 排水系统形成

打钻前排水系统必须形成且完善,吊盘安装1台50DM-80×9型 水泵,1台备用确保使用时能正常运转。如涌水量小于10m3/h时,利用风泵 QYW-25-70型号(流量25m3/h、扬程70m)将工作面的积水抽入吊桶,再将吊桶提升至地面排水;同时要做好井深513m的清理工作,不留淤泥与杂物。当涌水量较大时,利用风泵将水排至吊盘水箱内,正常启动大泵将水排至地面。

搅拌站设置

利用主井井口搅拌站,同时用5mm钢板加工两个浆池,分别存放配制的水泥浆液,化学浆液。池旁边布置注浆设备和搅拌罐。 输浆管路的安装

利用放炮电缆绳捆扎两路Φ25mm高压胶管,从地面输送浆液到工作面作为输浆管路,高压胶管的耐压强度不少于25MPa。 井下操作平台的搭设

利用井筒悬挂吊盘作为打钻工作平台。在井壁的四个方位打入四根铁道锲,将四层吊盘固定在铁道锲上。工作台固定要牢固稳定。 2、钻探施工

采用SGZ-Ⅲ型液压钻机,钻杆采用Φ50mm×6mm地质钻杆,钻头采用Φ70mm钻头。

钻孔施工顺序采取对称开孔。为防止钻孔偏斜,预埋孔口管时,钻孔的方位角、倾角要由专业技术人员进行操作,预埋过程中要及时准确校对。钻进时使用平顶钻头或PDC金刚石复合片钻头并带同径具长度不小于3m的扶正器。

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。

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。

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