工作面预注浆在竖井井筒施工中的应用
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作者:许贵林
摘 要：在建设矿井的过程中，预注浆技术的有效运用，能够很好地解决涌水量大、岩层破碎等方面的技术性难题，并且在开展很多矿山井筒防治水工作的过程中起到了很好的控制效果。鉴于此，本文就工作面预注浆在竖井井筒施工中的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：主井掘进;岩溶水;工作面预注浆
本文以某矿山开采工作为例，对竖井井筒施工过程中工作面预注浆的使用展开探討。由于该工程的主井工程施工条件复杂、含水量比较大，该段井筒施工不仅能够影响到工程项目的建设进度，同时也是安全工作中需要重点监测的内容，因此，在落实井筒施工作业的过程中，需要用到科学合理的方法，在有效保障施工质量以及安全的基础之上，快速进入到含水层中。借助于该含水层在井筒中的含水量大小、位置以及施工的难度，开展综合性的分析工作，最终决定使用井筒工作面预注浆技术对涌水现象予以治理，给落实打“干井”奠定良好的基础。
1 注浆设计
1.1 注浆位置及注浆形式
立足于井筒水文资料，在开展井筒施工作业的过程中，需要重点关注水文的变化情况，在快要接近含水层的时候，应该实施施工超前探水钻孔作业，并且要控制探孔的深度，使其大于等于10m，如果预计井筒的涌水量高达10m3/h的时候，需要停止对井筒的掘砌，并且开展工作面的预注浆作业，也就是从-153m的位置开始落实注浆钻孔作业，在实际施工过程中，具体位置的确定还应该按照施工情况适当做出调整，并且应该控制钻孔的深度为60m。使用孔内循环、孔口封闭以及从上到下的分段式注浆的施工作业方法。
1.2 注浆材料及浆液注入量
立足于水文地质资料，为了能够起到加快施工进度、降低施工成本的效果，在开展注浆施工作业的过程中，一般将水泥-水玻璃浆液作为注浆材料，并且为了能够对浆液的初凝以及终凝时间进行调整，就需要添加相应比例的石灰将其作为调凝材料，也就是以水玻璃、水泥以及生石灰为注浆材料，选用PO32.5级普通硅酸盐水泥将其作为注浆水泥，水泥的细度应该确保其在通过80μm方孔筛筛之后，余量小于5%，在此过程中，应该确保所使用的水泥的新鲜度，并且不能出现结块，严禁使用不合格的水泥。在必要的时候，还需要用到水泥尾砂浆-水玻璃双液注浆或者水玻璃掺合料，在选用水玻璃的时候，应该控制器模数在2.4～3.0范围内，并且将浓度控制在30～45波美度范围内。石灰的选择应该使用工业氢氧化钠或者是当地石灰厂所生产的石灰。
1.3 混凝土止浆垫
在掘进井筒的过程中，通过探水测出井筒的涌水量比10m3/h还要高，此时，就需要停止掘砌施工作业，并且清理干净井底碴石，之后再落实混凝土的止浆垫施工作业。
1.4 孔口管埋设
孔口管的选择应该使用直径为108×5的无缝钢管，钢管的长度为3.0m，在孔口的上部位置处应该焊接上法兰，便于连接高压注浆阀，并且要确保孔口管的下置深度经过混凝土的止浆垫能够直接到达完整的基岩中，并且还需要用水泥对其进行封堵，以此来有效保障该项工作的稳定性。
2 注浆施工
2.1 注浆孔施工
在落实注浆孔的施工作业的时候，所用的设备是MZ120-Ⅱ型潜孔钻机，该钻机的钻头直径是90mm。安装钻机的时候必须有效确保其牢固性以及平稳性。并且要设计6个注浆钻孔进行交错施工，在此过程中，应该先完成1，3，5号钻孔，之后再落实2，4，6号钻孔施工。在实施钻孔施工作业的过程中，需要根据岩层变化以及孔深，用到金刚石或者是硬质合金钻头，实施斜测工作，保障偏斜率比1%小。为了能够及时掌握钻孔岩石的透水性资料，需要对所有的钻孔从上到下开展分段压水试验工作，并且暂定压水试验的长度为30m，该长度可以根据具体钻探情况加以调整。
2.2 注浆作业
为了能够有效确保注浆的效果以及注浆质量，需要运用自动监测系统开展浆液的注浆以及配置工作，并且自动对流浆量、注浆液力以及浆液的浓度等参数自动进行记录。并且应该将施工现场可提供的材料当成浆液的使用材料，浆液材料配比、选用以及浓度都应该立足于地质条件的变化情况，在对其进行试验之后再加以确定。运用3SNS200/10注浆泵，以及集中造浆站落实造浆作业，并且对浆液进行拌制，借助管道将其运送到各种类型的注浆孔中完成注浆作业。落实注浆施工作业的时候，在该项工序进入到设计深度之前，需要先对钻孔进行冲洗，将钻孔中残留的岩石以及岩粉中填充的粘土杂质进行冲洗，之后再开展压力试验工作，借助试验来掌握浆液的配比，选择最初的注浆浓度。注浆的时候需要使用先稀浆后浓浆的逐步加深浓度的方法。在注浆过程中如果注入的浆液高达50m3左右的时候压力很小或者还没有起压的时候，就需要加大浆液的浓度。一旦浆液的浓度增加，压力就会持续升高，或者就会减少大量的耗浆量，此时就需要及时减少浆液的浓度。
2.3 注浆压力调整
应该将静水压力的1.5～2.0倍作为注浆压力。在注浆的过程中，初始的灌浆压力应该按照是否存在冒浆、串浆以及浆液的消耗量来灵活掌握。在进行注浆作业的过程中，需要采取对应的保护措施，以此来有效确保孔中浆液的往返顺畅，在井口的压力太大的情况下，需要及时采取回浆措施，按照压力情况，对注浆量进行合理把控，直到满足终压终量，并且使其处于30min以上的稳定状态。
3 结语
实践表明，在落实井巷施工作业的过程中，对于涌水量较大的岩层，使用工作面超前预注浆作业是顺利通过含水层的一项高效的措施，能够很好地改善井筒中的施工环境，确保施工质量以及施工安全，给施工作业的顺利实施奠定良好的基础。
参考文献：
[1]周新勍，李凤国，刘成武，戚克辉.立井工作面预注浆补孔注浆施工[J].建井技术，2017，38（01）：16-17+15.
[2]余兴.立井工作面预注浆施工探讨[J].低碳世界，2016（10）：84-85.
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