临沂矿务局王楼二号军城矿主井三灰岩（400～409m）探水注浆施工组织设计中煤五建公司第二工程处二00七年四月二十日王楼二号军城矿主井三灰岩（400～409m）探水注浆施工组织设计概况（一）井筒设计和施工概况王楼井田位于山东省鱼台县境内。临沂矿务局王楼二号（军城）矿井是省发改委批准的重点煤矿建设项目，由济南设计研究院设计，设计生产能力为45万吨/年，立井开拓，在中央区工业场地内布置主、副二个井筒。其中主井井筒的主要技术特征见表。主井井筒主要技术特征表表2.1序号项目主井单位1井口坐标X20462867.228mY3891673.395m2井口标高+37.5m3净直径φ5.0m4净断面19.63m25方位角80度6冻结深度365m7水平标高8水平以下深度9井筒深度462.5m10井筒壁厚冻结段800～1100mm基岩段400、450、500mm我单位施工的主井井筒下一步即将穿过三灰（400～409m）。根据主井井筒预想柱状图可知:三灰（400～409m）裂隙发育，见小溶洞，局部破碎。本着“有疑必探，先探后掘”的原则，为安全、顺利通过三灰（400～409m）特编制本措施,以指导施工。(二)地质和水文地质概况1.地质概况根据矿方提供的王楼二号矿井主井井筒预想柱状图可知:三灰（400～409m）深灰色，含较多动物碎屑化石，含大量隧石结核，上部2m裂隙发育，裂面水锈色，见小溶洞，以下局部破碎，402.80m全泵量漏水(800L/min)，402.8～403.5m、406～406.7m破碎。(附地质柱状图)2.水文概况根据此段地质柱状图分析三灰（400～409m）可能含水量比较大,但钻孔未进行三灰含水层抽水实验。二、探水注浆方案本次施工先采用潜孔钻机在工作面探水，探水实际井筒涌水量大于10m3/h时，采取工作面预注浆法施工。工作面预注浆是以封堵三灰岩裂隙水为目的，根据矿方要求：原则上采用岩帽作为止浆垫，如果注浆封孔困难时可采用人工砌筑砼止浆垫，预埋无缝钢管作注浆孔口管，用潜孔钻机在工作面施工探水、注浆孔，地面设注浆站，通过地面注浆泵和井壁固定吊挂的无缝钢管，将地面搅拌好的水泥浆液通过注浆孔压入到含水层裂隙中。三、注浆参数的确定1、探水超前距（岩帽厚度）依据公式：a=0.5L(3P/kP)1/2式中：a——超前距，mL——井筒净直径，m，5mP——水头压力，kg/cm2，取40kg/cm2Kp——岩帽的抗张强度，kg/cm2，取8kg/cm2代入上式取整得：a=10m。2、探水注浆段高划分及注浆方式根据注浆段高遵循《煤矿安全规程》第31条第二款：“注浆段长度必须大于注浆的含水岩层的厚度，并深入不透水岩层或硬岩层5～10m”的规定确定本次注浆段高为390～419米。注浆方式，全段高下行压入式注浆。钻进过程中，当钻孔涌水量大于5m3/h时，暂停钻进，先注浆封水，钻孔水量减少至5m3/h以下时恢复钻进至终孔。3、注浆终压确定P0=(2.0～3.0)P静水压力根据主井检查孔得知三灰埋深为323m～505.6m，故暂取三灰水头压力为4Mpa。经计算注浆终压为：P0=2.5×4=10Mpa4、探水注浆孔数N=π(D-2A)/LD:井筒直径（5.0m）L:孔间距（m）孔间距L在注浆直径大于65mm时，大裂隙中取2～3m，中小裂隙中取1.5～2.0m,孔间距L在注浆孔直径小于65mm时，大裂隙中取1.5～2.5m，中小裂隙中取1.0m～1.5m,根据钻机钻进孔径，孔间距取值一般为1.8m。A:注浆孔与井壁的距离（0.5m）考虑到孔口管的安装和埋设，开孔位置布置在距井帮500mm的位置。同时考虑到三灰含水层，裂隙发育，钻孔孔径为90mm，适当地增加孔间距到2.1m；计算取整3.14×(5-2×0.5)/2.1=6（个）探水注浆孔数设计为6个，最终以最大涌水量的钻孔扫孔结果作为注浆结果的检查依据，不再设计专门的检查孔。5、注浆孔布置考虑到吊桶下到井底工作面，钻孔位置可根据现场实际情况进行适当调整。其钻孔的数量，可根据现场注浆情况进行调整。详见探水、注浆孔平面布置图。6、径向倾角α=tg-1（S+A）/H式中：α—钻孔在径向上与竖直轴线的夹角S—终孔位置在径向上超出净径的距离，取1.5mA—注浆孔与井壁距离，为0.5mH—注浆段高，29m计算得：α=4°7、止浆岩冒验算和止浆垫设计本次注浆考虑两种止浆垫：一种采取预留岩冒作为止浆垫，第二种采取砼止浆垫。1：第一种止浆岩冒法：预留岩帽的厚度公式B=P0D/4(τ)P0:最大注浆压力（100kg/cm2）D:井筒的净直径（5.0m）