皮带大巷陷落柱注浆堵水加固初始方案.doc

301皮带大巷陷落柱注浆堵水加固初始方案 2011年8月日 1、巷道工程概况 301皮带大巷所处的8号煤层位于太原组底部，上距5号煤层平均14.46m，下距K2砂岩顶平均14.44m，8号煤层至K2砂岩的间距变化特征为总体为西南大，东北小，从西南至东北的间距大小变化为一波状起伏。8号煤层顶底板以直接顶为主，老顶次之，岩性主要为泥岩，局部为粉砂岩，直接顶下零星分布有伪顶，厚0.2-0.8m，老顶分布不连续，岩性为中、粗砂岩或细砂岩。厚2.97.0 m。 底板岩性主要为砂质泥岩、泥岩，在西南部为粉、细砂岩，在东北部511号孔及东部中段T6、516号孔边缘亦由粉、细砂岩底板分布，底板厚度1.474.50 m。301皮带大巷在掘进过程中揭露1个陷落柱，经超前地质探测，判断出陷落柱外边界范围约距掘进迎头60米。 2、施工方案设计 2.1 施工目的 此次揭露的陷落柱裂隙较为发育，同时含有裂隙水，对掘进的正常进行造成了严重的影响，故本次注浆的目的为加固与堵水，保证巷道掘进的安全顺利进行。 2.2 注浆原理 为保证注浆效果，本次注浆采用水泥-水玻璃双液注浆法。水泥-水玻璃浆液的充塞过程与水泥浆的不同之处，在于它的胶凝时间可以控制和调节。浆液在混合器混合后，就开始发生化学反应。从反应到凝固，浆液在岩石裂隙中的粘度逐渐增加，因而注浆压力徐徐上升。特别它在初凝前变稠阶段，还可以在注浆压力的推动下继续沿裂隙向前扩展一定距离。而不像水泥浆那样容易被水稀释，造成流失。所以，水泥-水玻璃浆液在第三阶段的扩散和充塞过程短。另外，浆液胶凝过程中，由于有水被包在结石体内，所以水化作用仍在不断的进行，使充塞胶结体的强度增长很快。因而注浆过程中，冲开充塞体的机会不像水泥浆那样多。一般是，一部分裂隙充塞后，由于注浆压力的升高，就会打开另一部分裂隙而进行充塞，一直封闭全部裂隙为止。所以，水泥-水玻璃浆液的注浆速度快，连续注浆的时间段，效果好，在注浆堵水过程中得到了广泛应用。 2.3 注浆材料 水泥品种不同，各种物质的含量不同，因此胶凝时间不同。一般来说，在同一条件下含硅酸三钙的量越多，与水玻璃反应的越快，胶凝时间也越快。普通硅酸盐水泥较矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥胶凝时间快，故采用425＃普通硅酸盐水泥。 综合考虑到凝胶时间、抗压强度、施工操作及节省用料等因素，水泥-水玻璃浆液的适宜配方为水玻璃模数2.43.4、浓度3540Be，水泥浆的水灰比一般等于或小于1，水泥浆与水玻璃的体积比为10.511。 具体配比参数见表1 表1 水泥水玻璃双液浆配比表 序号 Be 水泥浆 （水灰比） CS 凝胶时间 28天抗压强度 （0.1MPa） 1 35 0.751 11 58秒 148 2 40 0.51 11 1分4秒 248 3 40 0.751 11 1分38秒 185 注1、CS为水泥浆与水玻璃的体积比； 2、1体积40 Be水玻璃加0.2体积水稀释为35 Be。 2.4 施工方法 采用单孔分段注浆法，每段注浆5m。每段注浆前先在掘进工作面上喷射一层200mm厚C30混凝土作为止浆墙。注浆孔开孔直径为110mm，下外径108mm孔口管；采用垂直孔注浆加固，孔口位于断面中心线上距止浆墙底部以上2.5m处。注浆压力为0.5-2MPa。具体注浆工艺流程如下 （1）搭设平台，安装钻机 钻机安装要牢固，防止不均匀下沉、移位、倾斜等影响钻孔质量的现象发生，钻机距离迎头不超过2m。 （2）钻孔根据设计要求，对准孔位，根据入射角度钻进，要求孔位偏差不大于2cm，钻孔深度宜大于设计的0.5m，入射角度偏差不大于1。 （3）注入浆液成孔后，开始注浆，注浆终压为2MPa。对于单孔预注浆注入量根据钻进注浆孔冲洗液的漏失量确定。对钻进不能成孔（如发生塌孔、卡钻等现象）地带应补浆固结围岩，待围岩固结后一次成孔。 （4） 拔出注浆管，封堵注浆孔采用C30砼封堵注浆孔或其他材料封堵注浆孔，防止浆液流失。 （5） 冲洗注浆管注浆完毕，应立即用清水冲洗注浆管，必须采取适当措施处理废水，搞好清洁工作。 （6）注浆孔结束注浆后，可扫孔进行压水试验，当耗水量小于20l/min时可不注浆，大于此数时应复注。复注时，比原来的浆液浓度略低，凝固时间略长，注浆压力略高、流量略小。 3、工程质量保证措施 （1）钻孔施工开钻前，严格按照施工布置图，布好孔位。钻机定位要准确，开钻前的钻头点位与布孔点之距相差不得大于2cm，钻杆度不得大于1。 （2）配料采用准确的计量工具，严格按照设计配方配料施工。 （3）注浆注浆一定要按程序施工，每段进浆要准确，注浆压力一定要严格，专人操作。当压力突然上升或从孔壁溢浆，应立即停止注浆，每段注浆量应严格按设计进行，跑浆时，应采取措施确保注浆量满足设计要求。 （4）注浆完成后，应采用措施保证注浆不溢浆跑浆。 （5）每道工序均要安排专人，负责每道工序的操作记录。 4、安全措施 （1）建立健全各种岗位责任制，严格执行现场交接制度。 （2）钻机注浆泵及高压管路必须试运转，确认机械性能和各种阀门管路，压力表完好后，方准施工。 （3）每次注浆前，要认真检查安全阀、压力表的灵敏度，并调整到规定注浆压力位置。 （4）安装高压管路和泵头各部件时，各丝扣的联接必须拧紧，确保联接完好。 （5）注浆过程中，禁止现场人员在注浆孔附近停留，防止密封胶冲式阀门破裂伤人。 （6）注浆时不得随意停水停电，必要时必须事先通知，待注浆完成并冲洗后方可停水停电。 （7）注浆施工期间，必须有专门机电修理工，以便出现机械和电器故障时能及时处理。 （8）注浆现场操作人员必须佩戴安全帽、防护眼镜、口罩和手套等劳保用品，方可进行注浆施工。 5、注浆效果检测 （1）在与注浆孔水平间距1m处布置一观测孔，检测注浆效果； （2）通过钻孔，从注浆体内取出原状样品，检查孔能取出较完整的岩芯，采取率不低于50，注浆效果为良好； 6、主要机械设备及配置 采用双液注浆泵，钻机及注浆泵型号由矿方提供。