周可發(fā) 楊明紅

(北京中煤礦山工程有限公司，北京 100013)

壁后注漿技術(shù)在西部某凍結(jié)井筒中的應(yīng)用

周可發(fā) 楊明紅

(北京中煤礦山工程有限公司，北京 100013)

以西部某凍結(jié)井筒壁后注漿工程為例，對(duì)壁后注漿時(shí)間進(jìn)行了介紹，分析說明了注漿孔的布置方式，并對(duì)注漿效果作了監(jiān)測(cè)，指出該井筒通過壁后注漿避免了出水事故，提高了井筒施工的安全性。

凍結(jié)壁，井筒，注漿，監(jiān)測(cè)

凍結(jié)技術(shù)是利用人工制冷臨時(shí)改變巖土性質(zhì)以固結(jié)地層,進(jìn)而形成一種臨時(shí)支護(hù)——凍結(jié)壁，永久支護(hù)形成后，停止凍結(jié)，凍結(jié)壁融化。

由于西部軟巖地層導(dǎo)熱系數(shù)高，凍結(jié)壁解凍速度快，井筒施工中，容易出現(xiàn)井壁外側(cè)向井筒內(nèi)流水甚至出現(xiàn)淹井，這樣就需要在凍結(jié)壁融化前進(jìn)行壁后注漿。

礦井壁后注漿采用充填注漿的方法將水泥漿充注到井壁外側(cè)與凍結(jié)壁內(nèi)側(cè)的空間，防止含水層凍結(jié)壁融化后流入其他地層。西部某凍結(jié)井筒內(nèi)壁砌筑完成后為了防止水患，成功應(yīng)用了壁后注漿技術(shù)。

1 工程概況

該煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂托克前旗西約70 km處，地處內(nèi)蒙古自治區(qū)與寧夏回族自治區(qū)接壤地帶，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為300萬t/年。風(fēng)井井筒凈直徑6.0 m，井口設(shè)計(jì)標(biāo)高為1 243.5 m，井筒設(shè)計(jì)深度478 m，凍結(jié)深度385 m。

凍結(jié)段支護(hù)長(zhǎng)度376 m，采用雙層鋼筋混凝土井壁支護(hù)，其中，外層井壁壁厚550 mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30～C50；內(nèi)層井壁壁厚600 mm～800 mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30～C55；內(nèi)壁與外壁之間敷設(shè)PE塑料夾層，厚度為3 mm；筒式壁座高8 m，采用單層鋼筋混凝土支護(hù)形式，壁厚1 153 mm，混凝土強(qiáng)度C55。井筒凍結(jié)段以下為基巖段，長(zhǎng)度102 m，單層鋼筋混凝土支護(hù)，支護(hù)厚度600 mm，混凝土標(biāo)號(hào)C30。井筒表土和風(fēng)化基巖段采用凍結(jié)法施工，基巖段采用鉆爆法施工。

由表1及地質(zhì)報(bào)告可得出，井筒的凍結(jié)基巖段為297.25 m～385 m，壁座處于376 m～385 m之間。根據(jù)水文地質(zhì)條件該井筒基巖段主要含水層在311.90 m～331.20 m，厚度19.30 m。本工程風(fēng)化基巖壁后注漿段選為300 m～376 m。風(fēng)井地層分布見表1。

表1 礦井部分地層分布表

2 壁后注漿時(shí)間的選擇

該礦井位于我國(guó)西部?jī)?nèi)蒙古境內(nèi)，與寧夏回族自治區(qū)接壤，巖石屬于典型的西部軟巖。該類巖石具有熱傳導(dǎo)系數(shù)高、蓄熱能力較低且地下水較活躍等特性。

基于軟巖以上特性，故壁后注漿時(shí)間宜早不宜晚。結(jié)合鑿井施工工序，壁后注漿時(shí)間應(yīng)在凍結(jié)段井筒內(nèi)壁施工完成后立即轉(zhuǎn)入井筒壁后注漿工作。因?yàn)榫矁?nèi)壁施工完成后，凍結(jié)系統(tǒng)已停凍，凍結(jié)壁開始化凍。時(shí)間越晚，凍結(jié)壁越薄弱，可能直接導(dǎo)致注漿失敗。

3 注漿孔的布置

注漿孔的布置是基于凍結(jié)壁與井壁間未形成凍土區(qū)的充填。井筒在300 m～376 m段，井壁厚度為1.153 m，井壁內(nèi)側(cè)到凍結(jié)管距離為2.95 m，凍結(jié)壁設(shè)計(jì)厚度2.3 m。結(jié)合規(guī)范和工程實(shí)際，確定注漿管深入井壁1.5 m，縱向?qū)娱g距20 m，單層均布4個(gè)注漿孔，注雙液水泥漿。注漿孔布置展開見圖1。

4 注漿效果監(jiān)測(cè)

按1號(hào)，2號(hào)，3號(hào),…,16號(hào)孔依次注漿，注漿壓力至5 MPa時(shí)停止注漿。注漿參數(shù)見表2。

表2 風(fēng)井注漿參數(shù)表

從表2可看出，1號(hào)～16號(hào)孔注漿量整體呈現(xiàn)逐漸減少趨勢(shì)。隨著待注漿空間的減小，注漿壓力上升速度加快，即單孔注漿壓力由起始?jí)毫ι? MPa時(shí)間減少。最底層(13號(hào)～16號(hào)孔)由于待注漿空間較小，故充填量少。以上結(jié)果均符合充填注漿一般規(guī)律。

5 結(jié)語

壁后注漿過程中要注意注漿量、注漿速度、注漿壓力上升速度變化規(guī)律是否正常，注漿時(shí)間應(yīng)越早越好。該井筒壁后注漿后進(jìn)入基巖段施工，未出現(xiàn)“出水”現(xiàn)象，注漿取得了預(yù)期的效果。為后續(xù)礦井施工創(chuàng)造了條件，也為該地區(qū)類似井筒提供了參考。

[1] 趙 強(qiáng)，武光輝.壁后注漿技術(shù)在全深凍結(jié)井筒防治水中的應(yīng)用[J].煤炭工程,2011(11)：32-34.

[2] 武道永.立井注漿堵水加固技術(shù)[J].建井技術(shù)，2013，34(2)：16-17.

[3] 趙新民，周 峰.壁后注漿在麟北礦區(qū)立井井筒施工中的應(yīng)用[J].陜西煤炭，2011，9(5)：91-93.

[4] 李福賢，朗彥龍，李保東，等.大強(qiáng)煤礦副井井壁注漿堵水技術(shù)的應(yīng)用[J].煤礦安全，2011，42(6)：101-103.

[5] 仝洪昌，李國(guó)棟，閆昕嶺.立井井筒大段高、大涌水條件下的壁后注漿治水技術(shù)[J].建井技術(shù)，2008，29(3)：7-9.

[6] 李海生.盾構(gòu)隧道壁后注漿壓力對(duì)土體變形影響分析[J].山西建筑，2013，39(23)：145-146.

[7] 陳兆鳳，黃坤升，駱志兵.崔木煤礦立井井筒松散礫巖含水層段壁后注漿技術(shù)[J].建井技術(shù)，2009，30(2)：7-9.

[8] 黃小廣，仝洪昌，付文元，等.平頂山一礦北—2進(jìn)風(fēng)井壁后注漿技術(shù)[J]．建井技術(shù)，2001，22(3)：13-15.

[9] 王 斌，江恩武，程志彬.全深凍結(jié)立井井壁注漿堵水技術(shù)[J].建井技術(shù)，2013，34(5)：8-10.

Application of back wall grouting technology in freezing mine of west China

Zhou Kefa Yang Minghong

(BeijingChinaCoalMineEngineeringCo.，Ltd,Beijing100013,China)

Taking the back wall grouting technique in freezing mine of western regions of China as the example, the paper introduces the back wall grouting time, analyzes the allocation approaches of the grouting holes, monitors the grouting effect, and points out the shaft can avoid the effluent accidents with the back wall grouting, so as to improve the safety of the construction.

freezing wall, shaft, grouting, monitoring

2015-04-20

周可發(fā)(1984- )，男，助理工程師； 楊明紅(1981- )，男，工程師

1009-6825(2015)19-0069-02

TU472

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