立井井筒施工,当通过涌水量大于( )的含水岩层时,必须进行注浆堵水。
A 、5立方米/h
B 、10立方米/h
C 、15立方米/h
D 、20立方米/h
【正确答案:B】
立井井筒施工,当通过涌水量大于10立方米/h的含水岩层时,必须进行注浆堵水。
正确答案为:A,B,D,E选项 答案解析: 立井井筒基岩施工中的防治水方法主要有:注浆堵水:用注浆泵经注浆孔将浆液注入含水岩层内,使之充满岩层的裂隙并凝结硬化,堵住地下水流向井筒的通路,达到减少井筒涌水量和避免渗水的目的。注浆堵水有两种方法:一种是为了打干井而在井筒掘进前向围岩含水层注浆堵水,这种注浆方法称为预注浆,预注浆又有地面预注浆和工作面预注浆两种形式;另一种是为了封住井壁渗水而在井筒掘砌完后向含水层段的井壁注浆,这种注浆方法称为壁后注浆。井筒排水:根据井筒涌水量大小不同,工作面积水的排出方法可分为吊桶排水和吊泵或卧泵排水。截水和泄水:为了减少工作面的积水、改善施工条件和保证井壁质量,应将工作面上方的井帮淋水截住并导入中间泵房或水箱内。而井点降水只适用于浅表土中的某些情况的含水,不适用于立井井筒的防治水。
第一节一般规定
第二百五十一条 煤矿企业应查明矿区和矿井的水文地质条件,编制中长期防治水规划和年度防治水计划,并组织实施。
煤矿企业必须定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况,并在井上、下工程对照图上标出其井田位置、开采范围、开采年限、积水情况。
第二百五十二条 水文地质条件复杂的矿井,必须针对主要含水层(段)建立地下水动态观测系统,进行地下水动态观测、水害预测分析,并制定相应的“探、防、堵、截、排”等综合防治措施。
第二百五十三条 煤矿企业每年雨季前必须对防治水工作进行全面检查。
雨季受水威胁的矿井,应制定雨季防治水措施,并应组织抢险队伍,储备足够的防洪抢险物资。
第二节 地面防治水
第二百五十四条 煤矿企业必须查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况,疏水能力和有关水利工程情况,掌握当地历年降水量和最高洪水位资料,建立疏水、防水和排水系统。
第二百五十五条 井口和工业场地内建筑物的高程必须高于当地历年最高洪水位;在山区还必须避开可能发生泥石流、滑坡的地段。
井口及工业场地内建筑物的高程低于当地历年最高洪水位时,必须修筑堤坝、沟渠或采取其他防排水措施。
第二百五十六条 井口附近或塌陷区内外的地表水体可能溃入井下时,必须采取措施,并遵守下列规定:
(一)严禁开采煤层露头的防水煤柱。
(二)容易积水的地点应修筑沟渠,排泄积水。修筑沟渠时,应避开露头、裂隙和导水岩层。特别低洼地点不能修筑沟渠排水时,应填平压实;如果范围太大无法填平时,可建排洪站排水,防止积水渗入井下。
(三)矿井受河流、山洪和滑坡威胁时,必须采取修筑堤坝、泄洪渠和防止滑坡的措施。
(四)排到地面的矿井水,必须妥善处理,避免再渗入井下。
(五)对漏水的沟渠和河床,应及时堵漏或改道。地面裂缝和塌陷地点必须填塞,填塞工作必须有安全措施,防止人员陷入塌陷坑内。
(六)每次降大到暴雨时和降雨后,必须派专人检查矿区及其附近地面有无裂缝、老窑陷落和岩溶塌陷等现象。发现漏水情况,必须及时处理。
第二百五十七条 严禁将矸石、炉灰、垃圾等杂物堆放在山洪、河流可能冲刷到的地段。
第二百五十八条 使用中的钻孔,必须安装孔口盖。报废的钻孔必须及时封孔。
第三节 井下防治水
第二百五十九条 相邻矿井的分界处,必须留防水煤柱。矿井以断层分界时,必须在断层两侧留有防水煤柱。
防水煤柱的尺寸,应根据相邻矿井的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩性质、开采方法以及岩层移动规律等因素,在矿井设计中规定。
严禁在各种防隔水煤柱中采掘。
第二百六十条 井巷出水点的位置及其水量,有积水的井巷及采空区的积水范围、标高和积水量,必须绘在采掘工程平面图上。
在水淹区域应标出探水线的位置。采掘到探水线位置时,必须探水前进。
第二百六十一条 每次降大到暴雨时和降雨后,应及时观测井下水文变化情况,并向矿调度室报告。
第二百六十二条 水淹区积水面以下的煤岩层中的采掘工作,应在排除积水以后进行;如果无法排除积水,必须编制设计,由企业主要负责人审批后,方可进行。
第二百六十三条 在有水或未固结的灌浆区、有淤泥的废弃井巷、岩石洞穴附近采掘时,必须执行本规程第二百六十条、第二百六十二条的规定。
第二百六十四条 开采水淹区域下的废弃防水煤柱时,必须制订安全措施,报企业技术负责人审批。
第二百六十五条 井田内有与河流、湖泊、溶洞、含水层等有水力联系的导水断层、裂隙(带)、陷落柱时,必须查出其确切位置,并按规定留设防水煤(岩)柱。
巷道必须穿过上述构造时,必须探水前进。如果前方有水,应超前预注浆封堵加固,必要时预先建筑防水闸门或采取其他防治水措施。
第二百六十六条 采掘工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时,必须停止作业,采取措施,立即报告矿调度室,发出警报,撤出所有受水威胁地点的人员。
第二百六十七条 矿井必须作好采区、工作面水文地质探查工作,选用物探、钻探、化探和水文地质实验等手段查明构造发育情况及其导水性,主要含水层厚度、岩性、水质、水压以及隔水层岩性和厚度等。
第二百六十八条 煤层顶板有含水层和水体存在时,应当观测“三带”发育高度。当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时,必须超前探放水并建立疏排水系统。
第二百六十九条 承压含水层与开采煤层之间的隔水层能承受的水头值大于实际水头值时,可以“带水压开采”,但必须制订安全措施,报企业主要负责人审批。
第二百七十条 承压含水层与开采煤层之间的隔水层能承受的水头值小于实际水头值时,开采前必须采取下列措施,由企业主要负责人审批:
(一)采取疏水降压的方法,把承压含水层的水头值降到隔水层能承受的安全水头值以下,并制订安全措施。
(二)承压含水层不具备疏水降压条件时,必须采取建筑防水闸门、注浆加固底板、留设防水煤柱、增加抗灾强排能力等防水措施。
第二百七十一条 水文地质条件复杂的矿井,当开拓到设计水平,只有在建成防、排水系统后,方可开始向有突水危险地区开拓掘进。
第二百七十二条 煤系底部有强岩溶承压含水层时,主要运输巷和主要回风巷必须布置在不受水威胁的层位中,并以石门分区隔离开采。
第二百七十三条 水文地质条件复杂或有突水淹井危险的矿井,必须在井底车场周围设置防水闸门。在其他有突水危险的地区,只有在其附近设置防水闸门后,方可掘进。
防水闸门应符合下列要求:
(一)防水闸门必须采用定型设计。
(二)防水闸门的施工及其质量,必须符合设计要求。闸门和闸门硐室不得漏水。
(三)防水闸门硐室前、后两端,应分别砌筑不小于5m的混凝土护碹,碹后用混凝土填实,不得空帮、空顶。防水闸门硐室和护碹必须采用高标号水泥进行注浆加固,注浆压力应符合设计要求。
(四)防水闸门来水一侧15~25m处,应加设1道挡物箅子门。防水闸门与箅子门之间,不得停放车辆或堆放杂物。来水时先关箅子门,后关防水闸门。如果采用双向防水闸门,应在两侧各设1道箅子门。
(五)通过防水闸门的轨道、电机车架空线、带式输送机等必须灵活易拆;通过防水闸门墙体的各种管路和安设在闸门外侧的闸阀的耐压能力,都必须与防水闸门所设计压力相一致;电缆、管道通过防水闸门墙体时,必须用堵头和阀门封堵严密,不得漏水。
(六)防水闸门必须安设观测水压的装置,并有放水管和放水闸阀。
(七)防水闸门竣工后,必须按设计要求进行验收;对新掘进巷道内建筑的防水闸门,必须进行注水耐压试验,水闸门内巷道的长度不得大于15m,试验的压力不得低于设计水压,其稳压时间应在24h以上,试压时应有专门安全措施。
老矿井不具备建筑水闸门的隔离条件,或深部水压大于5MPa,高压水闸门尚无定型设计时,可以不建水闸门,但必须制定防突水措施。
第二百七十四条 防水闸门必须灵活可靠,并保证每年进行2次关闭试验,其中1次应在雨季前进行,关闭闸门所用的工具和零配件必须专人保管,专门地点存放,不得挪用丢失。
第二百七十五条 井筒穿过含水层段的井壁结构应采用防水混凝土或设置隔水层。
第二百七十六条 井巷揭穿含水层、地质构造带前,必须编制探放水和注浆堵水设计。
井巷揭露的主要出水点或地段,必须进行水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含砂量综合观测和分析,防止滞后突水。
第二百七十七条 立井基岩段施工应遵循快速、打干井的原则,并遵守下列规定:
(一)单层涌水量小于10m3/h的含水层段,应强行穿过。
(二)单层涌水量大于10m3/h的含水层段,应预注浆堵水。
(三)单层涌水量大于10m3/h,且含水层层数多,层段又较集中的地段,应进行地面预注浆。
(四)单层涌水量大于10m3/h,但含水层层数少,或层段分散的地段,应进行工作面预注浆或短探、短注、短掘。
第四节 井下排水
第二百七十八条 主要排水设备应符合下列要求:
(一)水泵:必须有工作、备用和检修的水泵。工作水泵的能力,应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量(包括充填水及其他用水)。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%。工作和备用水泵的总能力,应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。水文地质条件复杂的矿井,可在主泵房内预留安装一定数量水泵的位置。
(二)水管:必须有工作和备用的水管。工作水管的能力应能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力,应能配合工作和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量。
(三)配电设备:应同工作、备用以及检修水泵相适应,并能够同时开动工作和备用水泵。
有突水淹井危险的矿井,可另行增建抗灾强排能力泵房。
第二百七十九条 主要泵房至少有2个出口,一个出口用斜巷通到井筒,并应高出泵房底板7m以上;另一个出口通到井底车场,在此出口通路内,应设置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门。泵房和水仓的连接通道,应设置可靠的控制闸门。
第二百八十条 主要水仓必须有主仓和副仓,当一个水仓清理时,另一个水仓能正常使用。
新建、改扩建矿井或生产矿井的新水平,正常涌水量在1000m3/h以下时,主要水仓的有效容量应能容纳8h的正常涌水量。
正常涌水量大于1000m3/h的矿井,主要水仓有效容量可按下式计算:
V=2(Q+3000)
式中 V--主要水仓的有效容量,m3;
Q--矿井每小时正常涌水量,m3。
但主要水仓的总有效容量不得小于4h的矿井正常涌水量。
采区水仓的有效容量应能容纳4h的采区正常涌水量。
矿井最大涌水量和正常涌水量相差特大的矿井,对排水能力、水仓容量应编制专门设计。
水仓进口处应设置箅子。对水砂充填、水力采煤和其他涌水中带有大量杂质的矿井,还应设置沉淀池。水仓的空仓容量必须经常保持在总容量的50%以上。
第二百八十一条 水泵、水管、闸阀、排水用的配电设备和输电线路,必须经常检查和维护。在每年雨季以前,必须全面检修1次,并对全部工作水泵和备用水泵进行1次联合排水试验,发现问题,及时处理。
水仓、沉淀池和水沟中的淤泥,应及时清理,每年雨季前必须清理1次。
第二百八十二条 对基岩段富水性较强的深井,应在井筒中部设置相应排水能力的转水站。
第二百八十三条 井筒开凿到底后,井底附近必须设置具有一定能力的临时排水设施,保证临时变电所、临时水仓形成之前的施工安全。
第二百八十四条 在建矿井在永久排水系统形成之前,各施工区必须设置临时排水系统,并保证有足够的排水能力。
第五节 探放水
第二百八十五条 矿井必须作好水害分析预报,坚持有疑必探,先探后掘的探放水原则。
探水或接近积水地区掘进前或排放被淹井巷的积水前,必须编制探放水设计,并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施。
探水眼的布置和超前距离,应根据水头高低、煤(岩)层厚度和硬度以及安全措施等在探放水设计中具体规定。
第二百八十六条 采掘工作面遇到下列情况之一时,必须确定探水线进行探水:
(一)接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时。
(二)接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。
(三)打开隔离煤柱放水时。
(四)接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时。
(五)接近有出水可能的钻孔时。
(六)接近有水的灌浆区时。
(七)接近其他可能出水地区时。
经探水确认无突水危险后,方可前进。
第二百八十七条 煤系底部有强承压含水层并有突水危险的工作面,在开采前,必须编制探放水设计,明确安全措施。
第二百八十八条 安装钻机探水前,必须遵守下列规定:
(一)加强钻场附近的巷道支护,并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。
(二)清理巷道,挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时,必须配备与探放水量相适应的排水设备。
(三)在打钻地点或附近安设专用电话。
(四)测量和防探水人员必须亲临现场,依据设计,确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。
第二百八十九条 预计水压较大的地区,探水钻进之前,必须先安好孔口管和控制闸阀,进行耐压试验,达到设计承受的水压后,方准继续钻进。特别危险的地区,应有躲避场所,并规定避灾路线。
第二百九十条 钻孔内水压过大时,应采用反压和有防喷装置的方法钻进,并有防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施。
第二百九十一条 钻进时,发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大,以及有顶钻等异状时,必须停止钻进,但不得拔出钻杆,现场负责人员应立即向矿调度室报告,并派人监测水情。如果发现情况危急时,必须立即撤出所有受水威胁地区的人员,然后采取措施,进行处理。
第二百九十二条 探放老空水前,首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。老空积水区高于探放水点位置时,只准打钻孔探放水探放水时,必须撤出探放水点以下部位受水害威胁区域内的所有人员。探放水孔必须打中老空水体,并要监视放水全过程,核对放水量,直到老空水放完为止。
钻孔接近老空,预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时,必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班,检查空气成分。如果瓦斯或其他有害气体浓度超过本规程规定时,必须立即停止钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿调度室,及时处理。
第二百九十三条 钻孔放水前,必须估计积水量,根据矿井排水能力和水仓容量,控制放水流量;放水时,必须设专人监测钻孔出水情况,测定水量、水压,做好记录。若水量突然变化,必须及时处理,并立即报告矿调度室。
第二百九十四条 排除井筒和下山的积水以及恢复被淹井巷前,必须有矿山救护队检查水面上的空气成分,发现有害气体,必须及时处理。
排水过程中,如有被水封住的有害气体突然涌出的可能,必须制定安全措施。
矿井注浆堵水技术
当涌水量很大,仅仅靠排水已不可能或有经济时,注浆堵截水源通道,然后再进行排水。
注浆堵水是将水泥将或化学浆通过管道压入井下岩层空隙、裂隙或巷道中,使其扩散、凝固和硬化,从而岩层具有较高的强度、密实性和不透水性,达到封堵截断补给水源和加固地层的作用,是矿井防治水害的重要手段之一。目前,注浆堵水已广泛用于矿井井筒注浆,封堵突水点,恢复被淹矿井,井巷堵水过含水层或导水断层,帷幕注浆堵水截流,减少矿井涌水量、底板注浆加固防止突水等方面已取得良好的效果。 一、注浆堵水的适用条件
(1)当老窑或被淹井巷的积水与强大水源有密切联系时,可先注浆堵截水源,然后排干积水。如山东肥城国庄矿、河南焦作演马庄矿等,都是先堵截水源而后排干积水恢复生产的。 (2)当井巷工程必须穿过一个或几个强含水层或充水断层,如不堵截水源,将给矿井生产和建设带来很大困难和危害,甚至无法施工,我国许多矿井穿过强含水层时,都是利用这一方法。
(3)当井筒或工作面发生严重淋水,为了加固井壁、改善劳动条件、减少排水费用,可以采取注浆措施。如鹤壁鹿楼主、副井,新汶协庄主、副井,采取挂浆措施后,取得了良好的效果。
(4)某些涌水量特大的矿井,为了减少矿井涌水量,降低常年排水费用,亦可采用注浆堵截水源。如焦作九里山矿,北部隐伏露头区冲积层水补给八层石灰岩含水层涌人矿井,采取注浆措施后,矿井涌水量减少56 m3/'rain,lO年共节省排水电费近亿元,取得了显著的经济效益,使一个严重亏损的矿井得以扭亏为盈。 二、注浆工作程序 (一)注浆材料
注浆材料的选择应根据堵水的目的、地质条件、施工条件、注浆工艺和投资多少等因素决定。从水文地质条件考虑,选择材料可参考表4—2。
在一般情况下,凡是水泥浆能解决问题的尽量不采用化学浆,化学浆主要用于弥补水泥浆的不足,解决一些水泥浆难以解决的问题。当地下水流速为25 m/h时,采用单液水泥浆;当大干25 m/h时,采用水泥一水玻璃双液浆;用于底板岩溶、断层破碎带和动水注浆堵水及处理井下突水事故时,目前多采用先灌注惰性材料(如砂、炉渣、砾石、锯末等)充填过水通道、缩小过水断面、增加浆液流动阻力、减少跑浆,然后灌注快凝水泥一水玻璃浆液,再用强度较高的化学浆进一步封堵。
(二)具体注浆工作步骤 1. 注浆段高和浆方式
注浆段高是指一次注浆的长度,可分为全段一次注浆和分段注浆两 种。前者是将注孔钻至终孔后一次注浆,适用于含水层距地表近且厚度不大、裂隙发育较均匀的岩层。其优点是一次钻进、一次完成注浆,缩短施工时间;缺点是段高大时不易保证质量。当岩层吸浆量大时要求注浆设备能力大,易出现不均匀扩散,影响注浆堵水效果。当注效果。当注浆深度较大,穿过裂隙大小不同的多个含水层时,在一定注浆压力下,为防止浆液在大裂隙扩散远、小裂隙扩散近,上部岩层的裂隙进浆多、下部岩层裂隙进浆少,应采用分段注浆。段高可按岩层破碎程度划分。我国经验数据是:极破碎岩层一般为5m~10m;破碎岩层为10m~15m;裂隙岩层为15m~30m;重复注浆可取30m~50m。
注浆方式是指注浆顺序,分下行式和上行式两种。自上而下依次注浆称下行式注浆,即从地表钻进含水层,钻一段孔,注一段浆,反复交替,直至全深。其优点是:上段注浆后,下段高压注浆时不跑浆,同时上段获得复注,注浆堵水效果好。缺点是:钻孔与注浆交替进行,工期长。该方式适用于岩层破碎或裂隙发育的地层。自下而上的注浆称上行式注浆,即注浆孔一次钻进到注浆终深,使用止浆塞,自下而上逐段注浆。上行注浆优点是无重复钻进,能加快注浆速度。该方法适用于岩层较稳定、垂直节理不发育的地层。 2. 注浆前压水
目的在于将裂隙中松软的泥质充填物推送到注浆范围以外,从而提高注浆质理和堵水效果。对于大裂隙,压水时间为10min~20min;中小裂隙,则需15min~30min或列长一些。重复注浆钻孔压水时间适当延长30min~60min。压水时压力应由小增大,最大不得超过注浆终压。
3. 下放止浆塞及注浆
止浆塞放至规定位置后,接好输浆管,压缩胶塞止浆并经压水试验检查好,即可进行注浆。注浆过程中应特别注意堵浆、跑浆及冒浆,对待不同情况采取相应措施,以保证注浆工作正常进行。
(三)注浆参数
(1) 浆液扩散半径。裂隙中浆液的扩散半径随岩石的渗透系数、注浆压力、注入时间的增加而增大,随浆液的浓度和黏度的增加而减少。据现场经验,岩深地层注浆,浆液平均扩散半径为10 m~15m,裂隙地层平均为4m~8m。
(2) 注浆压力。注浆压力对浆液的扩散影响很大,经验表明,随着注浆压力的提高,充塞物质的强度急剧增加,这就保证了充塞物具有足够强度和不透水性。在地下水流速大的情况下,应设法增加浆液的流动阻力,需降低注浆压力,故合理运用注浆压力是注浆的关键。不同地区因地质条件不同,注浆压力也不尽一样。有地区选用注浆压力为静水压力的2~3倍,有的则根据岩石裂隙采用合适的压力值。
(3) 浆液注入量。根据扩散半径和岩裂隙率进行粗略计逄,公式为
Q=r2AHnβ (4-2) 式中Q―――浆液注入量,m3 r-―――浆液扩散半径,m n―――裂隙率,%
H―――注浆段高,m;
β―――浆液在裂隙内有效充填系数,0.9~0.95; A――――浆液消耗系数,一般取1.2~1.3。
(4) 注浆结束标准。一般是用两个指标表示;一是最终吸浆量,即注浆注至最后的允许吸浆量;另一个是达到设计压力时(即终压时)的持续时间。从理论上讲,最终吸浆量是越小越好,最理想的情况是注至完全不吸浆,但难以做到,故结束标准是注浆压力达到设计终压,一般为受注含水层水压的1.6~2.5倍,吸浆量小于80L/min,时间不少于30min即可。 三,突水点(口)注浆堵水
矿井因突水事故被淹没后,可以采取适当方法与措施,使其恢复生产获得新生,常用的方法有强排疏干法和注浆堵水法。强排疏干法,即利用大流量水泵(水泵排水量要大于矿井突水后的总水量)强行排水,追水至井底,然后采到相应措施恢复生产。它适用于突水点(口)动水量和含水层静储量均小,矿井排水设备及电力供应条件皆好,排水后对工农业和居民用水无影响等条件。注浆堵水法是指用各种方法和材料(水泥、水玻璃、化学材料等)堵塞井下突水点,增加突水点及其周围岩层和隔水层的强度,切断通道和水源,故又称突水点(口)注浆堵水。此法适用于突水点动水量大、突水点距地面深,井巷断面有限、不能安装大型排
水设备,突水点水源与工农业和居民供水属同一水源,排水后会引起水源地枯竭或产生环境水文地质问题时。突水点(口)注浆堵水,按注浆孔的们位置可分为先后排法和先排后堵法,我国淹没矿井恢复注浆堵水常用的是地面注浆先堵后排法。
(一)注浆堵水前的水文地质工作 注浆堵水时应解决的问题是:井下突水点的具体位置在哪里,在什么部位注浆效果最好,根据什么原则布置勘探注浆孔,突水点堵水效果如何判断等问题。为了正确选择堵水方案,确保注浆钻孔能命中堵水的关键地点或部位和正确评价堵水效果,一般需进行下列水文地质工作:
(1)通过现有水文地质资料的整理分析、野外地质调查以及必在的突水点(口)注浆堵水补充勘探工作,查清突水点的位置,确定或判断突水水源、突水点附近断裂构造的确切位置和含水层间的对接关系、突水点地段内含水层的分布及它们之间的水力联系、各含水层岩溶裂隙发育程度及岩溶裂隙发育的主要方向;
(2)因地制宜地进行连通试验,测定地下水的流速、流向和地下水的水质与水温; (3)布设地下水动态观测网,进行堵水前、堵水后和堵水过程中的动态观测,并编制注浆观测孔历时曲线和等水位(压)线图,以指导注浆工程和注浆效果评价;
(4)用钻孔和被淹矿井进行抽(放)水试验,了解各含水层与突水点(口)的水力联系情况;与注浆工程前后放水资料对比,评价堵水效果;
(5)注浆前每孔都要进行冲洗钻孔及压水试验,目的是冲洗岩层中空隙通道,利于浆液扩散并与围岩胶结提高堵水效果;通过压水试验计算岩层单位吸水量,了解岩层的渗透性,以选择浆液材料及其浓度与压力。
(二)突水点注浆堵水方案的制定 制定方案时应反复分析研究,在弄清水文地质条件等情况的基础上,对堵水工程作出正确布置,对堵水方法提出明确要求。 方案设计应包括如下内容;
(1)确定堵水范围、注浆层位和部位,注浆孔、观测孔检查孔数及其布置方式; (2)确定注浆材料、注浆深度,划分注浆段、选 择注浆方式和止浆方法; (3)确定注浆参数及质量检查和评价方法;
(4)选择钻探设备,确定钻孔结构与施工方法,确定主要安全技术措施(包括注浆操作规程)。
(三)施工注浆孔及注浆 1.勘探注浆孔及注浆
(1)应布置在井下突水点附近,围绕着突水点由内往外和由稀至密分批布置。其目的是根据探资料及时修改补充原设计,以达到提高堵水和加固底板的效果;
(2)根据地下水的流速、流量和流向,注浆孔应布置在来水方向上,在突水点或断层带附近应适当加密堵水钻孔,以便切断突水点补给来源,减少注浆堵水孔数;
(3)布置钻孔尽可能一孔多用,使之既是地质、水文地质勘探孔,又是试验孔、观测孔,同时还可作为注浆堵水孔;
(4)注浆间距应按当地的具体地质、水文地质条件与实际扩散半径(R)等因素确定。 2.注浆过程中的若干问题
(1)注浆层或段裂隙细小,钻孔单位吸水量小到中等的钻孔,一般耗浆量不大时,可采用连续注浆法,即自始至终连续不断地注浆,直到达到注浆设计结束标准。
(2)岩溶通道大、钻孔单位耗浆量大时,可采用间歇时间长短,主要依浆液达到初凝所需时间而定。间歇的次数以孔口压力上升快慢而定。当注浆孔口压力上升较快时,可改为连续注浆。每次停注后需冲入一定量清 水,以保持通道井口有致被堵塞。
(3)若发现邻孔有窜浆现象,应串连两孔同时注浆;若设备不足,依钻孔水位高低,
可在下游注浆孔压入清水保持通道能畅、上游注浆孔注浆的办法处理。
(4)注浆时,若通道中地下水流量汪、流速大时,只要浆液性能(水灰比)适宜,吸浆量大于通道中地下水流量1.5倍,注浆也可以成功;若通道流量大、流速小时,可用不易被水稀释的浆液,使用间歇注浆法注浆;若通道中流量和流速皆大,则可在注浆前设置比重较大固料,先将通道充填,然后注入速凝浆液。
3.注浆堵水效果的判断
当注入突水点及其周围的堵水材料固结封住突水通道后,则淹没矿蟛的水位将发生显著变化,地下水流的流动方向和水化学成分也相应发生变化,这些均可看成判断堵水效果的定性指标;定量指标是通过注浆前后的排水试验取得水量与降深关系的数据后,即可识别。 四、井下注浆堵水
井下注浆封堵突水点,主要是处理某些生产过程中发生和规模小的突水或恢复某个采区、工作面的生产工作。它的注浆堵水工作在井下进行,而且主要是对断层突水处理,主要方法是:
(1)用水闸墙挡水。当水突入巷道后,若水量较大,应采取紧急措施,在所掘巷道突水点以处地段,将水堵在巷道内;若水量不大时,可用水管将水导出,然后先择岩层比较完整处修筑水闸墙,待水闸墙修好后将管子的水门关闭,造成静水条件。
(2)待封堵于巷道内的水停止流动后,在接近水闸墙的正常巷道内向断层出水点和和其接近的含水层打注浆孔,然后用高压注浆泵往钻孔里注浆,以封堵和加固突水点及其周围地层,同时切断补给水源。