1、8/8本文檔下載自，內(nèi)容可能不完整,您可以點(diǎn)擊以下網(wǎng)址繼續(xù)閱讀或下載：斜井井筒過流沙層方案優(yōu)化分享一篇有關(guān)斜井施工的方案斜井井筒過流沙層方案優(yōu)化李昌鴻1，李威威(1.汝州市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，河南汝州467500;2.瑞平煤電有限公司張村礦，河南平頂山4600)摘要本文通過對斜井水文地質(zhì)條件的分析，提出了過第三層流沙層的多種方案，鉆探施工取樣分析及水壓測定,確定該流沙層具強(qiáng)導(dǎo)水及強(qiáng)流動性，本著經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)可行，安注漿后鉆探結(jié)果表明斜井涌水量僅全可靠，方案最優(yōu)原則,優(yōu)選工作面預(yù)注漿法治理流沙層，為0.5m3/h，采用普通法施工安全通過該流沙層，實(shí)現(xiàn)的工程無事故。關(guān)鍵詞斜井；流沙層；方案優(yōu)化中圖

2、分類號:D25。4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B文章編號：009-077（012)01-01403平頂山市瑞平煤電有限公司張村礦位于河南省汝州市朝川礦區(qū)中部，面積約9。9km。礦井核定生產(chǎn)能力150萬t/a，主采煤層二疊系山西組二1煤，開采標(biāo)高為0-600m。礦井開拓方式為斜副井為一對斜井，風(fēng)井為井單水平上下山開拓，主、立井，通風(fēng)方式為中央并列抽出式通風(fēng)。33.1流沙層位置確定及判斷標(biāo)準(zhǔn)1工程概況張村礦主井設(shè)計為皮帶提升斜井(以下簡稱斜井）設(shè)計長度92m,其中明槽段28m，表土段301m,截至基巖段96m。開工日期為003年月2日,205年月底施工完畢.根據(jù)地質(zhì)資料分析，表土層共分2層，其中主要含水沙層、礫

3、石層有3層,斜巷采用普通法直接通過第一層、第二層流沙層，第一層流沙層涌水量為5m/h,第二層流沙層涌水量為3/.流沙層位置確定根據(jù)明斜井表土段地質(zhì)剖面圖資料預(yù)測，斜井于開口后167.2處斜井底板開始揭露第三層流沙，流沙層真厚度33m，斜井全部穿過流沙斜距為2.6m。設(shè)計斜井開口后16m處布置鉆場,打鉆控制流沙層位置，取巖芯鑒定含土率,打鉆結(jié)束后測定水壓。在斜井工作面底部左、中、右布置3個鉆孔，其中左右兩個鉆孔傾角為18,中間為16，方位同斜井施工方位.要求:鉆孔穿過流沙層5m.鉆孔設(shè)計參數(shù)見圖。斜井工作面2斜井水文地質(zhì)條件第三層流沙層左孔、右孔終孔位置中孔終孔位置根據(jù)井檢孔和已揭露的斜井水文地

4、質(zhì)資料分二流沙層水力聯(lián)系明顯,第二析,斜井表土段第一、層流沙層下部20m(據(jù)開口位置110m）以下為亞粘土,為隔水層，下部三層流沙層與上部一、二流沙層水力聯(lián)系弱,所以將表土段分為兩個水文單元.分界點(diǎn)為斜井開口后10m,其上為上部水文單元，包二流沙層，流沙層含土量比較大,并且有礫括一、石、姜石塊分布在其中，細(xì)沙、粉沙流動性較小，正常施工法順利通過；其下第三流沙層為下部水文單元。由于該單元與上部單元同形成于第四系，形成條件具有可類比性，且形成時間早于上部單元，二、三層流沙層間距21。m,第三層流沙底板巖性為沙質(zhì)粘土，所以預(yù)測第三層流沙、礫石、姜石含量較一、二層流沙多，細(xì)沙、粉沙流動性較小或弱，含水

5、量大，且?guī)С袎盒再|(zhì)，疏放水后形成較大空洞的可能性較小,地表不會產(chǎn)生大的下沉.4圖1探流沙層位置鉆孔布置剖面圖32流沙層判斷標(biāo)準(zhǔn)3。21流沙層含土率用麻花鉆桿鉆取巖芯,每隔m取一次,判斷巖芯含土率。巖芯含土率臨界值為30%。3。2。2水壓測定（）用水壓表測定鉆孔口壓力,臨界值為0。5個大氣壓。（2）目測判斷法。鉆桿拔出時，觀察鉆孔是否向外涌水、涌沙，涌涌沙量多少，壓力大小如何，進(jìn)行定性判斷。涌水、水量大、涌沙量大,流沙層具有強(qiáng)導(dǎo)水性，較強(qiáng)失穩(wěn);涌水量大、涌沙量較小，流沙層具有較強(qiáng)導(dǎo)水性，該層具有一定的穩(wěn)定性；涌水量及涌沙量都較小時，流沙層具有弱導(dǎo)水性，比較穩(wěn)定。.。3流沙層判斷標(biāo)準(zhǔn)如果含土率小于

6、臨界值或水壓大于臨界值，則較強(qiáng)流動性.涌水量大，判斷該層流沙為強(qiáng)導(dǎo)水性、涌沙多，對施工影響很大，必須采取特殊措施施工；如果含土率大于臨界值或水壓小于臨界值,則判斷涌沙少或不涌沙，該層流沙為弱流動性。涌水量小，對施工影響小,可采取普通法施工。效后方可采用普通法施工斜井。5工作面預(yù)注漿施工方法及安全措施4.1施工方案論證施工方案的提出斜井過流沙層的方法很多，根據(jù)本次施工斜井的水文地質(zhì)條件，特提出6個施工方案如下：4。1地面預(yù)注漿適用條件：含水層距地表較近，流沙層涌水、涌沙大。優(yōu)點(diǎn)：注漿站操作方便,不需另設(shè)下料系統(tǒng)，造漿能力大，與斜井可以平行作業(yè).缺點(diǎn):注漿工程量大，注漿地點(diǎn)不容易控制，斜井底部交圈

7、形成困難，封堵效果較難保證。4.1.2降水井法適用條件：地面建筑物少，流沙層涌水量很大。優(yōu)點(diǎn)：工作量小，與斜井可以平行作業(yè)。缺點(diǎn)：排水時間長，漏斗形成容易造成地表不均勻沉降，對工業(yè)廣場內(nèi)重要建筑物主井絞車基礎(chǔ)和鍋爐房影響較大，不利于安全生產(chǎn)。4。1.3工作面預(yù)注漿法適用條件:針對性強(qiáng)。優(yōu)點(diǎn)：注漿工程量小。缺操作不方便，需要另設(shè)下料系統(tǒng),點(diǎn)：工作面狹小、與斜井不能平行作業(yè)。4。1。4地面預(yù)注漿與降水井綜合法適用條件：流沙層涌水量較大，涌沙量較大。優(yōu)點(diǎn)：注漿工程量相對較小.缺點(diǎn)：占地面積大，工程費(fèi)用高。4。1.5降水井與工作面預(yù)注漿綜合法適用條件:工作面涌水量較大，涌沙量較小。優(yōu)工程量較大，費(fèi)用較

8、高。點(diǎn)：流沙治理效果好.缺點(diǎn):.。6工作面直接排水法適用條件:工作面流沙層涌水量、涌沙量都較小或雖涌水量大、涌沙量小。優(yōu)點(diǎn)：工作量小，治理流沙與掘進(jìn)可以同時進(jìn)行。缺點(diǎn)：具有一定的施工難度,循環(huán)進(jìn)度小，要求有較高的施工工藝.。2施工方案的優(yōu)化根據(jù)打鉆取樣分析巖芯含土率為5，小于臨界值；用水壓表測定鉆孔口壓力15個大氣壓，大于臨界值。所以判斷該層流沙具強(qiáng)導(dǎo)水性、較強(qiáng)流動性。本著經(jīng)濟(jì)合理,技術(shù)可行,安全可靠，方案最優(yōu)原則,優(yōu)選工作面預(yù)注漿法治理流沙層,待效果檢驗(yàn)有為了保證斜井順利穿過第三層流沙層，工作面采用預(yù)注漿的方法，將水泥-水玻璃雙液注到斜井穿流沙層段，在巷道周圍造成帷幕，進(jìn)行堵水、堵沙。5工作

9、面止?jié){墻設(shè)計為防止受壓漿液和承壓水從工作面涌出，保證漿液在最大注漿壓力作用下沿表土空隙有效擴(kuò)散,注漿前應(yīng)在工作面設(shè)置止?jié){墻。根據(jù)第三層流沙層的水文地質(zhì)條件，設(shè)計止?jié){墻為混凝土(見圖2）。斜井混凝土碹混凝土止?jié){墻磚墻矸石慮水層掘進(jìn)工作面濾水木箱水窩導(dǎo)水管圖2止?jié){墻設(shè)計主要施工步驟及要求：（1）在混凝土止?jié){墻的后部應(yīng)做水窩截住巷道漏水和積存工作面涌水,并用水泵排除.（2）砌磚墻（一磚厚），用速凝水泥砂漿抹縫，要求充填嚴(yán)密無孔隙,起到擋水墻和內(nèi)模的作用.（)砌磚墻至一定高度充填矸石做慮水層,其厚度m左右，在慮水層底部放置慮水木箱和導(dǎo)水管，利用導(dǎo)水管引水至排水溝。（4）澆筑混凝土要分層搗固，巷道頂板出

10、尤其應(yīng)注意施工質(zhì)量,并與巷道的混凝土碹緊密相連。（5）經(jīng)試壓合格后，即可使用。5.2注漿孔布置注漿方式采用前進(jìn)式注漿順序,注漿小分段長度m,漿液有效擴(kuò)散半徑1。m,注漿孔布置形式呈放射狀孔,終孔位置應(yīng)滿足漿液有效擴(kuò)散半徑的要求,以保證形成足夠的注漿壁。設(shè)計終孔位置超出巷道荒斷面輪廓線2m，終孔間距基本相同.5.注漿孔施工鉆進(jìn)注漿孔鉆機(jī)使用-15液壓鉆機(jī)，注漿孔開孔直徑0mm,下外徑108mm孔口管，注漿孔水玻璃濃度B為50,水直徑75m。注漿液配比：泥使用4號普通硅酸鹽水泥，附加劑使用白石灰作為速凝劑，磷酸鹽作為緩凝劑。凝膠時間控制在0mi，抗壓強(qiáng)度0Ma。安全措施：檢查安放鉆機(jī)作業(yè)地點(diǎn)情況，

11、加強(qiáng)支護(hù),以（1)確保安全施工.15煤礦現(xiàn)代化201年第1期總第10期(2)清理作業(yè)地點(diǎn),備好水源及疏通排水溝。（3)鉆機(jī)在距離巷道工作面3m左右初就位,并保證平穩(wěn)。(）按照設(shè)計給出鉆孔方位、傾角。（5）在巷道內(nèi)用4根點(diǎn)柱固定鉆機(jī).（6）先注布置在巷道頂板上的注漿孔，后鉆主巷道兩側(cè)孔,最后鉆注底板孔。(7）鉆進(jìn)注漿孔要輕壓、慢速,給進(jìn)均勻，少串動鉆具，防止塌孔。（8）嚴(yán)禁使用彎曲鉆具，并經(jīng)常檢查處理.（9）隨時注意孔內(nèi)坍塌和沖洗液循環(huán)情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有23的沖洗液漏失或孔內(nèi)有坍塌時,可停止注漿。注漿時，先對冒落漏斗充填注漿,后對破碎帶或空隙注漿。(10）打眼埋設(shè)孔口管，要求能夠承受最大注漿壓力，孔

12、口管應(yīng)裝有用于密封的填料盒及高壓閥鉆頭要有過水間隙，以降門，以防突水。鉆進(jìn)作業(yè),低水壓有利于鉆進(jìn).5.4注漿施工在地面建筑注漿站，斜井安設(shè)輸漿管路系統(tǒng)。造漿設(shè)備布置在井口附近，注漿管路沿井筒敷設(shè)至鉆進(jìn)壓水注漿掃孔注漿工作面。注漿工序：鉆進(jìn)。注漿標(biāo)準(zhǔn):注漿終壓5MP.巷道工作面附近發(fā)生冒頂出現(xiàn)冒落拱且未充滿巷道時，應(yīng)先充填骨料而后注漿，以恢復(fù)施工.安全措施：（1）保持注漿泵、攪拌機(jī)、混合器、孔口裝置、管路及測試儀表等的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和使用可靠。注漿前，缸認(rèn)真檢修注漿機(jī)具，要被用注漿泵,備齊活塞、套、拉桿等易損部件。（2)注漿系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力不低于15倍注漿終壓,并維持1015min不泄壓。

13、遵守精心操作，運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常檢查有無不吸收操作規(guī)程、漿等異常情況.注漿泵出現(xiàn)故障及時更換備用泵,水泥漿攪拌機(jī)出故障及時檢修，并向孔注入一定量的清水，防止杜塞.(3）掌握注漿泵排量和注漿壓力，保證形成注漿壁或隔水帷幕。首先壓水試驗(yàn),先一臺泵壓水，不升壓時用兩臺泵壓水,泵的排量由小逐漸增大。觀測并記錄泵的排量和注漿壓力的變化情況,調(diào)節(jié)排量要及時、均勻、準(zhǔn)確，防止忽大忽小.遇有壓力，流量突變，查明原因及時處理。(4）一般先注入一定量希漿后再逐級加大.要連續(xù)注漿，防止跑漿。（5)加強(qiáng)設(shè)備維護(hù),精心操作,確保正常運(yùn)轉(zhuǎn).加強(qiáng)泵排量的觀測與調(diào)節(jié)，保持不間斷注漿。（6）要求掌握好注漿終壓、終量。停泵時及時關(guān)閉孔口

14、閥門，防止倒?jié){。5注漿效果檢驗(yàn)注漿后巷道剩余涌水量,采用打檢查孔作放水試驗(yàn)的方法來確定。如果注漿堵水有明顯效果時，可利用后期注漿孔作放水試驗(yàn)，預(yù)計巷道剩余涌水量。注漿后巷道剩余涌水量不大于10m3/h為合格。效果檢驗(yàn)合格后方可采用普通法施工。否則繼續(xù)注漿直至效果合格為止。6結(jié)束語注漿后巷道涌水量采用打檢查孔方法來確定.注漿凝固一定時間后,采用鉆機(jī)鉆探，鉆探深度25m，巷道涌水量僅為0。5/,可見注漿效果明顯，采用普通法施工安全通過了第三流沙層，避免了事故發(fā)生,確保了礦井的安全生產(chǎn)。參考文獻(xiàn)寧超。平頂山市瑞平煤電有限公司張村礦礦井地質(zhì)報告河南平頂山:平頂山市瑞平煤電公司,207年2劉在斌。瑞平煤

15、電有限公司張村礦礦井防治水平頂山市瑞平煤電公整體規(guī)劃R。河南平頂山:司,208年.3楊孟達(dá),劉新華，王英等.煤礦地質(zhì)學(xué)M。北京：煤炭工業(yè)出版社，200。4房佩賢，廖資生等。專門水文地質(zhì)學(xué)M北京：地質(zhì)出版社,987陳兆炎，蘇文智,鄭世書.煤田水文地質(zhì)學(xué)M。北京：煤炭工業(yè)出版社,19.6鄭世書陳江中孫亞軍專門水文地質(zhì)學(xué)。徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社1999作者簡介李昌鴻，198年7月，男，漢族,助理工程師，92年畢業(yè)于鄭州煤炭工業(yè)學(xué)校，現(xiàn)在汝州市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局工作。（收稿日期:201-7-28）IclindshataferquiksandlayerchemoptimationChangon1,LWWei2(1