摘要：井筒基巖段出水水源大多是砂巖含水層裂隙水，砂巖裂隙開度較小，水力聯(lián)系較差，出水一般具有水點(diǎn)多、分散不集中等特點(diǎn)，給注漿治理帶來了較大的難度。謝一礦深部井一號風(fēng)井井筒注漿之前出水量較大，達(dá)45m3/h，通過一系列合理有效的注漿方案實(shí)施，注漿結(jié)束后，水量降到4.8m3/h，注漿效果明顯。本文簡要闡述謝一礦深部井一號風(fēng)井井筒堵水注漿治理方案和注漿施工工藝，并就施工過程中出現(xiàn)的問題，提出建議。

關(guān)鍵詞：基巖段 井壁 注漿治理

1 概況

淮南礦業(yè)集團(tuán)謝一礦深部井一號風(fēng)井為原主井，井口標(biāo)高+26.5m，井筒凈徑7.0m，井深585m，井底標(biāo)高-557.7m，與淺部井貫通。井筒表土段壁厚為800mm， 井筒基巖段壁厚為500mm，均為單層素混凝土井壁。井筒表土段為回填土及第四系粘土，總厚為14.8m，其余為基巖段；基巖段為二疊系石千峰組，巖性以泥巖及砂巖為主，砂巖段裂隙較發(fā)育。井筒掘砌前對井深0～490m區(qū)段進(jìn)行了地面預(yù)注漿，其余區(qū)段未進(jìn)行地面預(yù)注漿；井筒掘砌施工過程中，預(yù)注漿段井筒掘進(jìn)時涌水量很小，未預(yù)注漿段井筒掘進(jìn)時發(fā)生3次出水。本次注漿施工前，對井筒出水情況進(jìn)行了調(diào)查，井筒主要出水位置在530～585m區(qū)段，井筒總涌水量約為45m3/h。

2 注漿方案

本次注漿治理難點(diǎn)主要有：一是出水量較大，總水量達(dá)45m3/h，其中靠近井底部位單個出水點(diǎn)水量達(dá)15m3/h，封堵難度較大；二是井壁質(zhì)量差，在井筒掘砌過程中，井壁出水區(qū)段防治水措施做的不到位，造成井壁混凝土強(qiáng)度低，承受高壓注漿的能力差，可能會影響注漿效果。根據(jù)該井筒的實(shí)際情況，在堵水治理注漿施工中，主要采用如下技術(shù)方案：

2.1 總體方案：本次注漿采用壁后注漿和對點(diǎn)注漿相結(jié)合的注漿方法，注漿施工采用總體下行、段內(nèi)上下行相結(jié)合反復(fù)注漿的施工方法；通過對含水層裂隙、井壁出水裂隙及壁后空隙等出水通道進(jìn)行有效注漿封堵，達(dá)到封水加固的效果。注漿過程中，根據(jù)現(xiàn)場情況，適時調(diào)整注漿方案。

2.2 施工順序：先對井筒530m～585m主出水區(qū)段采用壁后注漿和對點(diǎn)注漿相結(jié)合的方法進(jìn)行堵水加固注漿，然后對整個井筒采用上下行往復(fù)進(jìn)行對點(diǎn)封水注漿。

2.3 技術(shù)重點(diǎn)：一是封堵井底部位主水點(diǎn)，采用先截后堵、疏堵結(jié)合的治理方法；二是每個注漿區(qū)段注漿時，多保留水量較大的注漿孔，起泄壓作用，避免注漿時井壁出現(xiàn)損壞現(xiàn)象；三是井壁損壞部位要先采用打錨桿掛網(wǎng)方法修復(fù)，并用雙液漿進(jìn)行加固；四是堵水注漿過程中，對井壁一并進(jìn)行加固注漿，加固注漿在井壁空隙較大部位可采用雙液漿進(jìn)行加固。

3 注漿設(shè)計(jì)

3.1 注漿孔布置：對點(diǎn)注漿直接在水點(diǎn)附近造孔，孔深要穿透井壁，一般為1.5～2.5m，水量較大出水點(diǎn)可先施工導(dǎo)水孔及卸壓孔。壁后注漿孔成排布置，每排可根據(jù)現(xiàn)場情況來布孔，盡量均布，相鄰兩排孔錯開布置，呈梅花型，孔深為2.5m?？讛?shù)及孔深可根據(jù)注漿情況增加，擴(kuò)大注漿封水帷幕，提高堵水效果。

3.2 注漿材料：本次注漿以普通硅酸鹽水泥和超細(xì)水泥為主，根據(jù)堵水效果，必要時使用化學(xué)漿。漿液類型以單液漿為主，堵水可使用雙液漿，加固井壁必要時也可使用雙液漿。

3.3 注漿壓力：因本次注漿段井壁質(zhì)量較差，為防止壓壞井壁，最大壓力值取受注點(diǎn)水壓的1.0～1.2倍，注漿時可根據(jù)現(xiàn)場情況適當(dāng)調(diào)整，在井壁損壞部位要降低注漿終壓。

4 注漿施工

4.1 注漿工藝

因本次注漿井筒出水位置在基巖段，主出水位置較深，在530m～585m區(qū)段，另外根據(jù)井筒裝備情況，選擇井下注漿工藝。井筒采用臨時井架配臨時絞車和吊桶進(jìn)行提升，井筒內(nèi)安裝三層吊盤，井筒內(nèi)通過穩(wěn)繩懸吊兩路Ф25mm高壓膠管、一路Ф50mm供壓風(fēng)專用高壓膠管、一路35mm2動力電纜、一路視頻監(jiān)控光纜及一路通訊信號電纜。在地面形成制漿站，在井下第二層吊盤上形成井下注漿站，地面制漿站制好的漿液用地面注漿泵或自吸，通過井筒內(nèi)高壓膠管輸送到井下注漿站，用井下注漿泵進(jìn)行注漿。注化學(xué)漿可把化學(xué)漿桶直接下到井下進(jìn)行注漿。造孔打眼直接在吊盤上進(jìn)行。注漿工藝流程詳見圖1。

[圖1 井下注漿施工工藝流程圖]

4.2 注漿施工

4.2.1 施工工序。根據(jù)井筒出水情況，先對井筒530～585m主出水區(qū)段采用壁后注漿和對點(diǎn)注漿相結(jié)合的方法進(jìn)行堵水加固注漿，然后對整個井筒采用上下行往復(fù)進(jìn)行對點(diǎn)封水注漿，最后對井筒主要區(qū)段500～570m進(jìn)行再次壁后加固注漿。

4.2.2 施工技術(shù)。①井筒530～585m主出水區(qū)段為本次注漿重點(diǎn)區(qū)段，該區(qū)段注漿治理先對530～550m區(qū)段進(jìn)行壁后注漿，然后對582m處主出水點(diǎn)進(jìn)行堵水注漿，最后對井底進(jìn)行堵水注漿。根據(jù)井筒掘砌期間出水情況及井筒地質(zhì)柱狀圖來分析，在井深538～548m區(qū)段巖性為砂巖含水層，該含水層可能是井壁主要出水點(diǎn)主要水源，先采用壁后注漿的目的是對該含水層出水裂隙進(jìn)行封堵，在井壁外圍形成一定范圍的封水帷幕，來隔斷井壁出水通道與含水層出水裂隙之間水力聯(lián)系。壁后注漿過程中，同時對井壁出水點(diǎn)進(jìn)行封堵，并對井壁損壞部位進(jìn)行加固。②582m處主出水點(diǎn)水量較大，水量達(dá)15m3/h，從井筒柱狀圖可以看出，該位置處在細(xì)砂巖層位。根據(jù)出水點(diǎn)出水特征，采用先截后堵、疏堵結(jié)合的治理方法，即先施工截水孔、導(dǎo)水孔及卸壓孔，對截水孔進(jìn)行注漿，后對導(dǎo)水孔進(jìn)行注漿。③582m主水點(diǎn)堵水注漿結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)井底及東馬頭門底板向外冒水，水量為4～5m3/h。封堵井底水點(diǎn)先在井底井壁周圈、井底及東馬頭門各施工一排注漿孔進(jìn)行加固注漿，然后再進(jìn)行對點(diǎn)注漿。④注漿初期，因含水層裂隙、壁后空隙等受注情況掌握不清，注漿材料先選用顆粒細(xì)的超細(xì)水泥，注一段時間后，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)孔都能注入漿液，說明受注空間較大，注漿材料改用顆粒狀P·O42.5普通硅酸鹽水泥。后期封堵小水點(diǎn)注漿以超細(xì)水泥為主。最后主出水區(qū)段再次壁后注漿選用固爾亞化學(xué)漿，來擴(kuò)大漿液擴(kuò)散范圍，讓漿液充分進(jìn)入到含水層深部裂隙及細(xì)小裂隙，使細(xì)小出水通道得到進(jìn)一步有效封堵加固。

5 注漿效果

5.1 本次注漿共注入P·O42.5水泥97.5t、超細(xì)水泥20t，注入固爾亞化學(xué)漿2t，消耗水玻璃16.6t。主要注入段為530～585m主出水區(qū)段，封堵主水點(diǎn)及壁后注漿絕大部分均采用單液漿注入。通過分期選擇不同類型注漿材料，可充分對含水層及井壁細(xì)小裂隙進(jìn)行充填，達(dá)到注漿堵水加固目的。

5.2 在井筒主要出水區(qū)段進(jìn)行再次壁后注漿加固過程中，僅有少數(shù)孔出水，其余均為干孔或有少量滴水現(xiàn)象，說明井壁裂隙、壁后空隙及含水層裂隙等出水通道已充填實(shí)，達(dá)到注漿預(yù)期效果。

5.3 注漿結(jié)束后，井筒無明顯滲淋水點(diǎn)，經(jīng)現(xiàn)場實(shí)測井筒水量為4.8m3/h，堵水率達(dá)89%。

6 結(jié)束語

本次注漿堵水加固達(dá)到預(yù)期的效果，為今后類似工程施工積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。本次注漿在施工設(shè)備及技術(shù)創(chuàng)新方面有一定的成效和突破，具體有以下幾個方面：

6.1 本次井筒堵水注漿首次使用2ZBQ-10/12型氣動雙液注漿泵，這種類型注漿泵流量和壓力較大，最大流量為60L/min，最大壓力為18MPa，可無級調(diào)量，也可定壓自動變量，性能穩(wěn)定，體積小，不需要電氣設(shè)備，使用安全。通過使用，效果良好，可以在所有注漿工程中推廣使用。

6.2 本次注漿在吊盤上作業(yè)，需要起落吊盤，吊盤在起落過程中，可能會掛斷井壁注漿孔口管，井壁注漿孔口管一般使用Ф42×550mm地質(zhì)管，這種類型孔口管管壁較厚，吊盤起落通過時，掛斷難度較大，會影響吊盤起落，給安全帶來一定的威脅。針對這種情況，從安全及成本兩方面考慮，對原孔口管進(jìn)行了改進(jìn)，選用1寸無縫鋼管加工成注漿孔口管，通過使用，效果良好，因改進(jìn)后1寸注漿孔口管管壁較薄，吊盤起落通過時易掛斷，另外可以節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。因1寸注漿孔口管不能二次透孔，適合在井筒基巖段堵水注漿中使用，井筒凍結(jié)段堵水注漿仍然使用Ф42×550mm地質(zhì)管。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李華奇.礦井防治水[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2012.

作者簡介：

宗磊（1980-），男，助理工程師，畢業(yè)于安徽理工大學(xué)，現(xiàn)從事采礦工程技術(shù)工作。