注浆工程施工组织设计（doc 16页）.doc

1、 南阳矿业公司前进煤矿神仙洞西边地面水沟南阳矿业公司前进煤矿神仙洞西边地面水沟 注浆工程总结注浆工程总结 湖南楚湘建设工程有限公司 二 0 一一年六月十日 目目 录录 一、前言 . 3 二、工程施工组织设计 5 1、施工方案 6 2 、施工工艺 6 三、施工实施情况 7 1、组织机构及人员配备 7 2、工作方法 9 3、施工设备 9 4、注浆方法 9 四、质量安全保证措施 10 1、质量保证措施 10 2、安全保证措施 11 五、注浆工程效果评价 11 1、注浆效果 11 六、结论与建议 14 1、结论 . 14 2、建议 . 14 附图：附图： 前进煤矿神仙洞注浆工程钻孔竣工平面图前进煤矿神

2、仙洞注浆工程钻孔竣工平面图 一一、前言前言 南阳矿业公司前进煤矿设计能力 20 万吨/年，2007 年核定为 26 万吨/年，为国有企业。 前进煤矿神仙洞 146 采区地表属一大型冲沟（宽约 300m） ，是季 节性洪水淹没及老窑采空区积水复合型水体下采煤。 由于该区 6 煤层 倾角大（局部直立倒转） ，煤层厚度大（局部大于 60m） ，煤层松软 f1.5，水体下采煤难度大。146 采区（-40m 水平走向 330m，-120m 水平走向 370m,倾向 84m） 为 6 煤层水体下煤柱范围， 可采储量为 62.7 万吨。该区域八十年代前该矿在+30m 水平开采时，地表曾出现过多 次塌陷。 现

3、前进煤矿在-50m 水平开采，随着开采量的增加，裂隙发育延 展至公路以西，2011 年 3 月公路以西稻田中出现了塌洞（3m2m） 。 煤层上覆岩层因受采动影响，发生沉陷变形，产生导水裂隙，该矿各 采区在浅部开采时，均发生过穿水事故，严重影响了全矿井的安全生 产。 为避免重大的地质灾害发生，南阳矿业公司：根据建筑物下、 水体下、 铁路下及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程（以下简称 “三 下”开采规程 ）第 43 条第 6 款和第 52 条第 4 款的规定，经专家论 证，采取地面“排、填、注、测” ，井下“探、放、疏、防”的综合 治理方案。在 2008 年注浆的基础上，委托湖南楚湘建设工程有限公

4、司对神仙洞地表 146 采区西边（前进矿至南阳镇公路两侧） ，实施注 浆充填。 湖南楚湘建设工程有限公司于 2011 年 4 月 5 日编制了“南阳矿 业公司前进煤矿神仙洞西边地面水沟注浆施工组织设计” 。并得到南 阳矿业公司各职能部门和领导的审核批准， 同意按该施工组织设计施 工。 注浆钻孔布置在神仙洞西边沿排水沟及公路以西， 注浆范围是西 边排水沟及公路以西的稻田里 （孔距 10m） ， 对地表以下 50m 以上 （孔 深 50m） 进行注浆充填。 其目的是防止排水沟在雨季出现抽冒式塌陷， 杜绝或减少地表水通过塌洞、裂隙，溃渗井下。 2011 年 4 月 10 日地面注浆工程施工人员及设备

5、进入现场，至 2011 年 5 月 31 日历时 50 天，共计完成注浆施工钻孔 24 个，水文观 测孔8个， 总钻探进尺1441.74m， 注浆量930.5m3， 复钻进尺1369.54m， 各孔具体完成工作量见“前进煤矿神仙洞地面注浆工程量统计表”表 一。 编制了施工组织设计，查明了工作区内的地质情况，收集了矿井 地质资料及水文地质资料。通过本次注浆施工，确保了神仙洞西边及 公路两侧未再出现抽冒式塌陷，减缓了排水沟下沉速度，减少了地表 水的渗透能力，达到了注浆施工的目的。 工程量统计工程量统计表表 表 一 孔 号 钻探进尺（m) 注浆量（m） 复钻进尺（m) 完成日期 备注 1 50.21

6、 34 54.77 4 月 23 日 设计钻孔 共计 32 个： 其中注浆 孔 26 个 （ZK25、 ZK26 由于 当地工农 关系极为 复杂，南阳 矿业公司 决定不再 施工） 观测孔 10 个 （其中 包括注浆 孔 ZK22、 ZK20、 ZK18、ZK3） 观 9、观 10 因工农关 系复杂，南 阳矿业公 司决定不 再施工，其 余均按设 计施工。 2 50.42 112 37.71 5 月 27 日 3 50.63 53 56.91 4 月 28 日 4 50.26 50 73.22 5 月 18 日 5 50.05 18 45.95 5 月 5 日 6 50.08 21 88.92 5

7、 月 13 日 7 50.40 18 46.36 5 月 24 日 8 50.73 20 46.35 5 月 13 日 9 50.16 18 17.9 5 月 18 日 10 50.19 20 42.29 5 月 24 日 11 50.03 78 53.45 5 月 18 日 12 50.13 14 42.33 5 月 13 日 13 50.37 70 58.49 5 月 7 日 14 51.48 3 59.96 5 月 7 日 15 50.31 5 57.51 4 月 30 日 16 52.42 22 79.17 5 月 25 日 17 51.25 10 55.82 5 月 16 日 18

8、50.09 8 32.37 5 月 9 日 19 50.81 8 56.95 5 月 4 日 20 50.61 18 132.57 5 月 21 日 21 50.23 14 44.65 4 月 24 日 22 50.16 52 68.73 5 月 10 日 23 50.56 260.5 39.44 4 月 25 日 24 50.87 4 77.72 5 月 1 日 25 14.00 5 月 3 日 26 11.40 4 月 28 日 观测 1 50.42 5 月 29 日 观测 3 52.43 5 月 29 日 观测 4 50.34 5 月 29 日 观测 5 50.70 5 月 30 日 合

9、计 1441.74 930.5 1369.54 二二、工程施工组织设计工程施工组织设计 本次施工针对南、 北排水沟地面西边及前进煤矿至南阳镇公路以 西，地表以下 50m 以上的裂隙、空洞进行充填，防止其在雨季时出 现抽冒塌陷，避免重大的地质灾害发生，也是 2008 年后的续注工程。 1、施工方施工方案案 针对前进煤矿 146 采区地表西边“前进至南阳镇公路”两侧不出 现塌洞，杜绝或减少地表水大量溃渗入井下，采用地面钻孔、高压注 入水泥粉煤灰浆液和跟踪注浆治理的方案。 2 、施工工艺施工工艺 1）根据钻孔所揭露的岩性，采取硬质合金和金刚石回转钻进， 当穿过第四系覆盖层后，下入108mm 套管至基

10、岩面，并用水泥砂 浆加固孔口管。 2）注浆方法 上覆岩层注浆是通过钻孔将水泥粉煤灰浆液注入离层传递带中， 通过水力压裂使上覆岩层产生裂隙， 并扩展岩层内原有的层理、 裂隙、 断层等，通过岩层裂隙注入大量的灰浆，阻止离层带由下向上的传递 和上部岩层的沉降，阻止跨落带向上发展，减缓地表移动和变形。 由于地层岩性破碎， 孔壁不甚稳定， 采用下行式钻注的施工工艺。 即在钻进过程中遇漏即注，注浆压力控制在 0.13Mpa。在设计压力 下以不吃浆为终止条件，再行对钻孔进行扫孔复钻，直至设计孔深。 3）钻孔的布置顺序 钻孔的布置尽量靠近水沟， 水沟内能布孔的就直接布孔在水沟底 板，按孔距 10m 布孔，孔深

11、为 50m，由东往西推展，公路以西在稻 田里布置的 ZK25 和 ZK26 以及观 9、观 10，4 个孔因工农关系极为 复杂，南阳矿业公司决定不再施工。 4）注浆材料及配比 注浆材料 依据施工组织设计，选择了普通硅酸盐水泥 PO32.5 级，粉煤 灰（耒阳电厂提供） ，以及模数 3.0 的水玻璃外掺剂混合搅拌，一次 性搅拌时间在 3min 以上，达到充分搅拌为止。 配合比 本次注浆施工浆液配合比为水灰比 1:1（开灌时水灰比为 3：1） 水泥粉煤灰比为 1:2.5，外掺剂按水泥重量的 3%。 5）结合现场施工条件，建立健全质量管理体系，实行平行多循 环作业，通过合理的施工组织与科学的施工方法

12、，强化现场管理，提 高施工进度，以保证施工工期。 三三、施工实施情况施工实施情况 1、组织机构及人员配、组织机构及人员配备备 为确保工程施工安全， 保质量， 保工期， 各岗位配置安排如下： 1）机构设置 材 料 供 应 组 保 卫 组 机 电 维 修 组 安 全 监 督 组 质 量 监 督 组 钻 探 施 工 队 注 浆 施 工 队 资 料 组 技 术 组 财 务 部 后 勤 供 应 部 机 务 部 质 量 检 验 部 生 产 安 全 部 工 程 技 术 部 技术负责人 项目经理 2）人员配备 项目经理 1 人 技术负责 1 人 财务 1 人 施工员 1 人 质安员 2 人 机电维修 1 人

13、后勤供应 2 人 钻机队 16 人 注浆队 15 人 合计：41 人 2、工作方法工作方法 1）在施工过程中，严格按照施工组织设计施工，结合现场施工 的特殊性，采用下行式间歇性加水玻璃的灌注方法，使其在有效吃浆 半径内地表以下 50m 以上地层结成板块。 2）通过注浆孔内的水位观测，判断地表以下 50m 以上地层是否 已结成板块，裂隙是否继续在向上发展。对其水位下降较快或孔内无 水的孔段，则进行反复钻注，以达到最佳注浆效果。 3、施工设备施工设备 施工设备表施工设备表 表二 名称 规格型号 功率 单位 数量 备注 工程钻 WH-100 15KW 台 5 搅拌机 WJG-700 7.5KW 台

14、2 搅拌桶 1400 个 2 注浆泵 NBB-240/60 30KW 台 2 电焊机 BX-350 33KW 台 1 注浆管 40 m 300 套管 108 m 180 污水泵 WQ-30 4KW 台 2 4、注注浆方法浆方法 1）由于施工区地层受采动影响，岩石破碎，导水裂隙发育，采 用下行式间歇性的注浆方法。 2）当注浆孔内相互串浆时，延长两次注浆施工的间隔时间，待 前一次注浆的浆液基本凝固后，再开始下一次的钻注工作。 3）发现注浆孔周围有冒浆现象时，视冒浆部位而定注浆方式： 如在水沟底板冒浆，立即停注，以免浆液流失，淤塞水沟。如在水沟 的两侧沟壁冒浆，则采用棉花或布条嵌入裂隙内进行封堵，另

15、采用低 压、限流、限量、浓浆或掺入水玻璃进行间歇性注浆。 4）针对吃浆量较大的孔段，采用了低压、浓浆、限量、间歇性 的注浆方法处理，并加入水玻璃使其快速凝固，如 ZK23#孔 5.2m 至 15.02m（为空洞）孔段一次注浆不超过 30m3，再间歇 8 小时后，进 行下一次注浆，以此直至达到充分充填，避免和减少了无效注浆量。 通过以上多种手段， 减少或杜绝了浆液的浪费， 提高了注浆效果。 四、四、质量安全保证措施质量安全保证措施 1、质量保证措施、质量保证措施 1） 项目经理是工程质量安全第一责任人， 对工程质量全面控制， 全面负责。 2）每道工序配备专职技术人员和质安员，认真做好记录，随时

16、跟踪分析工程质量。 3）施工期间应对观测点定期观测，随时掌握工程质量和注浆效 果。 2、安全保证措施、安全保证措施 1）所有施工人员应进行三级教育，岗位培训合格后才能上岗。 2）所有施工人员进入施工现场必须戴好安全帽。 3）经常检查机械设备的完好性，确保运转正常。 4）做到文明施工，注浆人员在施工中必须戴好口罩、橡胶手套 及防护眼镜，防止水泥灰尘进入施工人员的口、鼻、眼中。 五、五、注浆工程效果评价注浆工程效果评价 1、注浆效果注浆效果 前进煤矿 146 采区为极倾斜、特厚煤层，水文地质条件复杂的情 况下开采。上方地表神仙洞长约 400m，宽约 300m，面积约为 12 万 m2， 采区上限为

17、-40m 水平， 下限为-120m 水平， 平均走向长为 330m， -40m 以上且为老窑区，煤层特厚又有分叉现象，平均煤厚 18m，倾 角 72 ，局部直立倒转。依据 2008 年对移动变形值的预计，当阶段 采高 20m 时，排水沟及前进至南阳镇公路均会达级损坏，当阶段 采高为 60m 时，过水涵洞亦会达到损坏，且公路最大下沉点会在 2.7m 以上，若 80m 区段全采后，地表将形成 6.7m 左右的沉陷盆地。 经过近两年的开采，已基本证实了这种预计，在前进至南阳镇公路两 侧已出现多条南、北向的较宽裂隙，裂隙宽度在 0.20.5m 左右，在 公路以西的稻田里（2011 年 3 月份）出现了

18、一个 2m3m 的塌陷洞， 塌陷洞的延伸方向与地表裂隙的延伸方向一致，通过本次注浆填充， 施工区段内地表以下 50m 以上的岩土裂隙及空洞得到了充填， 其效果 检验方法如下： 1)观测孔取芯进行检验 将第一序列注浆孔施注完后，在两个注浆孔的中间，施钻第二序 列（水文观测）孔，用清水钻进，严格要求岩芯采取率，通过岩芯观 察，岩石裂隙是否填充有水泥浆芯。如 ZK1 #至 ZK2#孔中间施钻了观 1 孔，在地表以下 48.5m 以上所有的岩土裂隙都见到水泥浆充填，在 ZK4 #至 ZK5#之间施钻了观 3 孔，在 ZK9#至 ZK10#之间施钻了观 4 孔， 在 ZK17 #至 ZK18#之间施钻了

19、观 5 孔， 同样都在地表以下 50m 以上的岩 芯中见到了水泥浆， 完全证实了在注浆范围内地表以下 50m 以上得到 了充分填充，吃浆半径超过 5m，并已经结成板块，达到了注浆的目 的。 2)观测孔进行水位下降值检验。 在第一序列孔完工之后，在施工区段北排水沟施钻了第二序列钻 孔，专作水文观测孔用，布孔于两注浆孔中间（孔距 5m） ，用清水钻 进，其余利用原注浆孔凝固后扫孔，清洗至设计孔深（50m） ，用作水 文观测孔。首先测出孔内初始水位，然后将孔内注满水，按规范定时 对孔内水位进行观测，在注浆前这些孔内因漏水基本上是测不出水 位，经注浆填充都能测出初始水位。通过注水后，在 1min 时间

20、内， 所有的孔都没有任何渗水现象，5min 后才有点微下降，在 12 小时后 所有孔内水位基本上趋向稳定，水位标高在+93.2m 至+96.8m 之间。 10 天后观测水位下降值亦无大变化，甚至个别孔水位还有上升，特 别是 ZK23 #孔， 5.2m 至 15.02m 为空洞， 掉钻 9.82m， 孔内无水 （干孔） ， 注浆 208.5m，凝固后扫孔，全孔返水，钻孔水位标高+93.0m，当施 工至16.69m位置时遇裂隙全孔漏水， 孔内亦无水 （干孔） ， 注浆52.0m 3， 凝固后扫孔，全孔返水，下钻水位标高为+87.05m，一直施工到设计 孔深（50m） ，未见孔内漏水。终孔日期为 4

21、 月 25 日，在终孔 20 天后 测得的水位标高是+83.05m，该孔通过注浆,水位不但没有下降，反而 上升了 4m，具体观测数据见“表三” 。 水文观测孔水位观测一览表水文观测孔水位观测一览表 表三 孔号 孔口标 高 （m） 初始水 位 （m） 注满水后观测水位下降值 1min 5min 15min 1h 5h 12h 2 天 5 天 10 天 观 1 98.50 85.20 98.50 98.48 98.42 98.35 98.19 96.80 观 2(ZK3) 97.30 73.80 97.30 97.28 97.23 97.12 97.05 96.83 89.50 82.10 74.

22、43 观 3 96.50 90.00 96.50 96.47 96.40 96.28 96.20 95.60 观 4 96.50 92.80 96.50 96.49 96.42 96.30 96.18 95.70 观 5 96.20 87.30 96.20 96.15 96.08 96.27 96.15 95.20 观 6(ZK18) 96.20 80.60 96.20 96.19 96.15 95.99 95.90 95.72 90.20 89.55 90.05 观 7(ZK20) 96.10 85.80 96.10 96.08 96.03 95.90 95.75 95.50 观 8(ZK2

23、2) 96.00 85.40 96.00 95.97 95.90 95.82 95.70 95.44 88.20 85.10 85.10 ZK23 93.80 87.10 93.80 93.78 93.72 93.65 93.49 93.30 88.00 82.15 83.05 ZK14 93.70 89.70 93.70 93.69 93.64 93.51 93.41 93.23 90.80 90.20 90.20 综上所述，施工区域内所有的注浆孔在吃浆范围内已充分充填， 减缓了下沉速度，减少了地表水向下渗透的能力，地表以下 50m 以上 的岩土已基本结成了板块，达到了本次的注浆目的。 六、

24、结论与建议六、结论与建议 1、结论、结论 1）本次对神仙洞西边注浆加固工程的实施，防止了抽冒塌陷等 地质灾害的发生，通过注水试验，其注浆孔区段对地表以下 50m 以 上的岩土裂隙达到了充分填充，其功能效果达到了设计与合同的要 求，本次注浆是成功的。 2）根据 2008 年对神仙洞地表下沉值的预计，其移动变形会延展 至公路（前进至南阳镇）以西，在本次施工中 ZK23#孔中发现了 9.8m 的空洞，是可能未考虑到二十世纪八十年代的诸多小煤窑活化因素， 其地表下沉及垮裂带高度值偏小，随着开采量的增加，移动变形可能 还会向西延展。 2、建议、建议 1)随着 146 采区产出煤量的增加，加上金鑫、鑫源，两煤矿也会 加大对该快段煤层的开采力度， 地表下沉， 变形的速度也会随之加大， 岩移观测是综合分析的主要依据，因移动盆地边缘会向西延伸，应坚 持定期观测，并在公路以西沿东、西向增加几条观测线。 2）对地表水体和水文观测孔要定期观测，及时准确掌握地表水 和地下水渗漏的具体位置和范围。 3）虽对 146 采区地表进行了两次注浆加固，但仍存在着未注浆 区段，大气降水会通过裂隙渗入到回采工作面，应加大对井下涌水量 的观测，编制矿井防治水及安全生产技术措施。