地面预注浆中压水试验的研究与应用

经多年井筒地面预注浆工程的实践,研究探索出适合地面预注浆的大段高、高压力的压水试验方法,通过压水试验计算含水层渗透系数,并预测含水层井筒涌水量,其结果与井筒下凿实际涌水量相吻合,可以作为评价井筒注浆效果的依据,也可以作为制定井筒施工技术措施的依据。     

工作面预注浆技术在平煤十二矿北进风井施工中的应用

摘平煤集团十二矿北进风井井筒净直径5．5m，深894．4m，基岩段厚878．4m。井筒施工至222．0m时揭露下伏含水层，工作面涌水量最大为60m3／h，稳定后约30m^3／h，由于排水能力不足，无法强行通过，因此决定采用工作面预注浆法防治水。共布置注浆孔12个(含部分检查孔)，深5～15m；注入水泥46t、水玻璃5．5t。注浆后继续掘进时，工作面涌水量仅0．5m^3／h，达到了预期效果，保证了井筒施工顺利通过下伏含水层。     

立井井简地面预注浆效果检测的计算方法

为了客观分析立井井筒地面预注浆效果,提出用压水试验计算含水层渗透系数及井筒剩余涌水量的方法,取代常规的抽水试验法.通过调节压水流量实现了多级压水试验,从而更准确地计算出含水层渗透系数及井筒剩余涌水量.     

杏山铁矿主井井筒工作面预注浆技术

杏山铁矿主井井筒施工到-438m处（距井底还有43.8m）时,掘进工作面涌水量增大到了46.32m^3/h。由于涌水量太大,为确保井筒安全顺利到底,决定先停止掘进,进行工作面预注浆,封堵含水层涌水。注浆段高为52m,全段高下行压入式注浆。注浆后,井筒涌水量降到了5.8m^3/h,取得了很好的效果。     

福城煤矿立井地面预注浆技术

地面预注浆技术作为井筒通过基岩含水层常用工法,在上海庙矿区尚无应用先例。为指导该矿区井筒注浆施工,选择福城煤矿南翼回风立井作试验井,对地面预注浆设计参数、施工方法进行试验研究,取得预期效果。全井筒平均浆液注入量为51.6m3/m,压水试验测得的井筒注浆段剩余涌水量为2.7m3/h。井筒掘砌到底后,注浆段实测剩余涌水量小于6m3/h,满足施工要求。     

我国西北矿区井筒地面预注浆施工技术研究

为解决我国西北矿区井筒地面预注浆施工难度大的问题,通过理论分析和现场试验的方法对红二煤矿副井地面预注浆技术进行研究,在井筒开凿前上部表土段采用冻结法施工,下部基岩段采用地面预注浆技术进行堵水,并采用直型钻孔和S型钻孔相结合的施工方法,实现了注浆、冻结、永久井架竖立的“三同时”平行作业.结果表明:岩帽段注浆终压值均大于1.5倍的同层位静水压力值,基岩注浆段各孔各注浆段注浆终压均超过2倍的静水压力值,全井筒平均注入量为53.9 m3/m,注浆总量19227 m3,超出设计注浆量3606 m3,压水试验测得井筒注浆段剩余涌水量为2.3 m3/h,施工总工期比设计工期提前58 d,地面预注浆既保证了工程质量,又缩短了施工工期.     

朱集副井特殊地层注浆技术的理论与实践

朱集矿副井基岩段采用地面预注浆封水,施工至第一含水层(累深376 m、预计涌水量63.63 m3/h)进行探水时,3个探水孔涌水量达19.6 m3/h,随后进行工作面注浆,封水效果不明显;井筒揭开后实际涌水量为53.84 m3/h,经过壁后注浆,涌水量降至1.3 m3/h,井筒水害得以控制。通过分析注浆过程中存在的问题及采取的措施,为类似特殊地质条件的井筒防治水提供经验和教训。     

高河煤矿进风井突水防治技术研究

针对进风井开凿过程中涌水量大且变化明显造成施工困难的问题,提出了先探后掘原则,确定了动态治水方案:当涌水量大于10m3/h时,采用动水法止浆垫+注浆技术进行防治水。该方案的成功应用有效解决了施工难题,能为相似条件下煤矿井筒开凿过程中防治水提供借鉴。     

井筒过积水老空区的注浆堵水技术

裴沟煤矿副井井筒施工中揭露积水的老空区，导致发生两次突水淹井事故。从分析水源和涌水通道入手，采用工作面预注浆、壁后注浆及地面充填加固注浆相结合的综合防治水措施，使井筒涌水量降至10m^3／h以下，取得了较好的效果，消除了矿井水害威胁。     

新义煤矿主井井筒工作面预注浆施工

义煤集团新义煤矿主井井筒石千峰组砂岩含水层埋深165．45～207．2m,厚41．75m,预计涌水量在80m^3／h左右。井筒施工中,采用工作面预注浆法治理该含水层涌水,取得了较好的效果。简要介绍了注浆方案及钻注施工情况。     

风化带井颈段涌水综合治理

新城金矿5号立井开挖至4m深时,开始出现涌水。井筒所在位置,砂层和风化带较厚。涌水如不加以治理,随着井筒下掘,还会下渗,给后续施工带来困难。根据具体情况,临时锁口处采用混凝土封水层封水;井颈段采用多种临时措施治理涌水;井筒施工到基岩段后,进行壁后注浆封水,有效地治理了风化带处井颈段涌水,确保了井筒施工安全和工程质量。     

立井多层超厚含水层工作面及壁后注浆施工

平顶山煤业集团公司十矿北二进风井,全深1 119 m。井筒在15~131.8 m深处,揭露石千峰砂岩含水层,预计涌水量195m3/h左右;在338.3~400m深处,揭露平顶山砂岩含水层,预计涌水量200m3/h左右。平顶山砂岩下部含水层,分别位于井深400~470、520~700和800~880m处,合计330m,裂隙较发育。对石千峰和平顶山砂岩含水层,采用工作面预注浆和壁后注浆法堵水,注浆范围为井深30~400m;对平顶山砂岩下部各含水层,采用壁后注浆法堵水。共进行了22次工作面预注浆、215排壁后注浆,注浆堵水效果良好,顺利通过了各含水层,实现了无水快速掘进。     

唐口煤矿主井井简注浆堵水方案及应用

针对唐口煤矿地质条件复杂、涌水量较大等特点,提出了采用单液水泥浆和黏土水泥浆等2种浆液对主井井筒进行地面预注浆。注浆工程竣工后,开挖施工井筒,对整个注浆段剩余涌水量进行实测统计发现:井筒剩余涌水量不足2m3/h,平均堵水率为96.9%,注浆堵水效果显著。     

白垩系含水地层立井突水淹井治理技术

结合五举煤矿主立井在穿过白垩系含水地层时遭遇的突水淹井事故,分析了事故特点并确立治理方案,提出了西部富水地层立井普通法施工突水淹井事故的综合治理技术。以静水位施工水下混凝土止水垫截水为先导工作,实施控制性排水协同壁后注浆封水,最后进行工作面渐进式高压深孔预注浆堵水。介绍了水下混凝土止水垫的参数设计、特制底卸式吊桶和水下自流平特制混凝土配比、水下止水垫浇筑与养护工艺、止浆垫联合加固及渐进式深孔预注浆等技术。成功解决145.68 m水下360.97 m3/h的涌水井筒淹井事故,为西部地区立井普通法施工及其防治水工作积累了实践经验。     

龙固煤矿井底车场辅助排水系统设计

 基于龙固煤矿井下涌水量大,正常涌水量为1220m3/h,最大涌水量为1560 m3/h,一套排水系统布置困难,同时单系统布置可靠性低,设计提出了在井底车场主排水系统的基础上,增设辅助排水系统,形成双排水系统,两套排水系统既相互独立,又紧密联系,经过几年的使用效果检验,表明可靠性较高,效果良好。     

立井井筒注浆封堵固液耦合数值模拟

针对某煤矿复杂水文地质条件下立井井筒严重涌水的实际情况,采用理论分析和数值模拟相结合的综合研究方法,深入分析了立井井筒涌水机理;结合井筒围岩特性和周围地下水渗流场的变化规律,通过试验研究,选择以马丽散N为主的注浆材料;在考虑水体作用条件下,通过FLAC3D对立井井筒注浆封堵进行固液耦合数值模拟,分析了马丽散N在立井井筒注浆封堵中的使用效果;经过实测煤矿涌水量最终小于0.05 m3/h,达到了防治井壁破裂、封堵涌水的目的,抑制了井壁附加应力。     

罗河铁矿副井井筒主含水层探水注浆工程实践

罗河铁矿副井井筒施工至364.3 m深度时,遇厚度151.00 m的主含水层,涌水量超过66 m3/h,随着掘进深度的增加井筒涌水量逐渐增大。进行工作面预注浆后,涌水量小于3 m3/h。     

矿坑涌水封堵治理过程中岩溶导水通道连通性研究

受含水层岩溶发育不均匀性影响,大水矿山矿坑涌水导水通道空间分布位置的探查存在较大技术难度,难以针对性制定矿山防治水方案。以强岩溶地区某大水矿山矿坑涌水治理工程为背景,选择食盐作为示踪剂,通过连通试验研究了注浆孔揭露岩溶通道与矿坑主要涌水点之间的水力联系,并在标定水样电导率-食盐浓度对应关系的基础上,计算了岩溶通道补给水源汇入涌水点的比例。试验结果表明,该岩溶通道与矿坑-30m水平最大涌水点连通性好,示踪剂回收率达到88.45%以上,可判断其为主补给通道。此通道经“投料+注浆”封堵治理后,涌水点水量由2.4万m3/d降至500m3/d,保障了安全生产。研究结果表明:连通试验在岩溶管道流充水矿山导水通道探查方面具有良好的适用性,是查明导水通道与矿坑涌水点连通性和补给量的可靠技术手段,能够为大水矿山制定防治水策略提供有效技术依据,避免因条件不清而造成的盲目施工,具有显著的经济效益和社会效益。     

巴拉素井田煤层富水机理与注浆堵水技术

陕北侏罗纪煤田榆横矿区(北区)是我国重要的煤炭生产基地,区内大型矿井分布较多,煤层埋藏相对较深,在采掘过程中发现有富水煤层问题。为研究区内煤层富水机理及采掘过程中的水害问题,以巴拉素煤矿2号富水煤层注浆堵水治理工程为例,通过对水文地质条件和地下含水层之间水力联系情况分析,查明了区内各含水层水文地质特征及类型,确定了2号煤层水为立井井筒过煤层段的主要充水水源,并提出了富水煤层注浆治理保障新技术。通过抽水试验、水化学测试,发现区内地下水含水层主要为第四系松散层潜水含水层、白垩系下统洛河组孔隙-裂隙含水层、侏罗系中统直罗组碎屑岩类裂隙含水层、2号煤顶板延安组碎屑岩类裂隙含水层、2号煤层含水层等。第四系松散潜水含水层和白垩系洛河组孔隙裂隙含水层之间水力联系密切,其他含水层之间均未发现水力联系。根据现场实际及多次实践,确定以"引流注浆、帷幕封堵"为总体思路,运用"井下打钻,地面拌浆,管道输送,高压灌注"的方法,完成2号煤层富水区段的封堵。研究及实践结果表明:通过多种材料结合、钻探注浆等组合工艺实施后,在副立井井筒马头门煤层揭露区段及待掘巷道周围形成了有效的止水帷幕,将掘进巷道与富水煤层隔开,最大程度地减小井筒涌水量,超出预期目标完成注浆堵水任务,副立井井筒总涌水量由最初的150 m~3/h(最高200 m~3/h)衰减至竣工时的11 m~3/h,注浆堵水率约为93%,实现了对富水煤层大量出水有效封堵的目的。