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煤岩体注浆加固

目前千米深井建设期间突水、突泥、塌方、涌水、流砂等时有发生; 勉强建 成后井筒内混凝土上下施工缝漏水、混凝土开裂漏水、混凝土蜂窝麻面漏水、受地 压冲击(岩爆) 井筒变形漏水等,严重影响到井筒的结构质量,同时大量的渗漏水 为正常上下运输带来了安全隐患,每年支付高额的排水费用; 有时稍微一注浆,混 凝土马上开裂甚至粉碎,究其原因,主要是: 1、没有进行有效的预注浆,混凝土在 浇筑时裸岩面渗漏水大于 10kg/h/延米,水冲走了混凝土中的水泥,混凝土凝固后 强度达不到设计标号; 2、混凝土自然沉降引起上下施工缝间隙较大漏水; 3、混凝 土标号不够; 为了从源头上解决这些缺陷,必须在开挖掘进前先对岩体进行优质有 效的预注浆,把岩体裂隙水或孔隙水压退封堵在结构层 6 米以外,同时让高性能自 密实无收缩混凝土在渗漏水小于 10kg/h/延米的环境下施工,才能从根本上解决深 井的渗漏水问题。以内直径 8m,深度 1000m 的矿井为例:

一、需要设备: 钻机 4 台套、BY12-12000L 注浆搅拌分散研磨设备一套,大于 30MPa 的高压软管 N 米。

二、 材    料: BY12-IA 型早凝早强高强注浆料、BY12 型高性能无收缩注浆料专

用外加剂、PO 42.5 级水泥。

三、施工程序:

1、在工作面,在荒直径 10m( 1+8+1 荒径) 的园面上,在周长 10×3.14=31.4m 弧 长上均匀布置 16 个钻孔,在圆心布置一个检测孔,安装钻机 4 台套, (如图 6、 图 7)


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图六


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图七

2、设计一个钻孔注浆循环 120m 深,钻孔角度往外围呈扇型扩射宽 6m,达到 120m 终点直径约 20m 左右(如图 7) ;

3、用φ127 钻头开孔,钻孔入岩 6m 深后,同步插入φ108mm 孔口管 5.5m,用 BY12-IA 型早凝早强高强注浆料注浆密封加固孔口管,把 17 个孔口管安装注浆加固完毕,能 重复承受 30Mpa 的注浆压力;

4、浆液凝固 4 小时后开始用φ89mm 的钻头扫孔钻孔 120m 深,期间当单孔出水量 大于 50m³/h 时,停止钻孔,用 PO 42.5 级水泥和 BY12 型外加剂和水搅拌分散研磨 后注浆,注浆压力达到 30Mpa,稳压 60min,浆液凝固 24h 后,再次扫孔钻孔注浆, 直至达到 120m 终点; 以此类推把 1# 、3# 、5# 、7# 、9# 、11# 、13# 、15# 孔全部注好。

5、用φ89mm 钻头再对 2# 、4# 、6# 、8# 、10# 、12# 、14# 、16#进行扫孔钻 孔测水 120m 深(检测前 8 个孔的注浆效果) ,期间当单孔出水量大于 50m³/h 时, 停止钻孔,用 PO 42.5 级水泥和 BY12 型外加剂和水搅拌分散研磨后注浆,注浆压力 达到 30Mpa,稳压 60min,浆液凝固 24h 后,再次扫孔钻孔测水注浆,直至达到 120m 终点,以此类推把 2# 、4# 、6# 、8# 、10# 、12# 、14# 、16#孔全部注好;  

 6、若要提高井筒抗地压(岩爆) 冲击能力,重新扫孔到 120m 深,插入 120m 高强注 浆钢管后再注浆,注浆压力≥30Mpa,稳压 60min; 利用钢管强度和注浆料强度合二 为一,提升岩体整体稳定性,为提高井筒抗地压冲击(岩爆) 做好准备; 以此类推 把 16 个孔全部注好。

7、 用φ89mm 钻头再对 17#孔进行扫孔钻孔测水 120m 深(检测前 16 个孔注浆效 果) ,期间当单孔出水量大于 50m³/h 时,停止钻孔,用 PO 42.5 级水泥和 BY12 型 外加剂和水搅拌分散研磨注浆,注浆压力达到 30Mpa,稳压 60min; 若无水就直接扫孔钻孔到 120m;

8、浆液凝固 24h 后,开始开挖掘进,在裸岩面渗漏水小于 10kg/h/延米的环境下, 用 C80 高性能自密实无收缩混凝土浇筑,混凝土浇筑完毕上下施工缝无渗漏水; 期 间裸岩面若局部有大的渗漏水,应及时用白银系列注浆防水堵漏加固材料迅速注浆 止水,确保裸岩在渗漏水小于 10kg/h/延米的环境下浇筑混凝土;

9、按第 8 条的程序掘进浇筑混凝土井壁 100 延米深,留 20 延米作下次钻孔注浆岩帽;

10、按 3-9 的程序再次钻孔、注浆、掘进、浇筑混凝土井壁,直至到达立井 1000m深的位置;

11、超过 1000m 深,采用 BY12-C100 高性能自密实无收缩混凝土浇筑,混凝土浇筑完毕上下施工缝无渗漏水,直至到达立井终点(钻孔注浆深度应大于井底 30m 深) ;

12、通过这样的预注浆,可以把岩体裂隙水或孔隙水压退封堵在结构层 6 米以外,让结构混凝土在渗漏水小于 10kg/h/延米的环境下施工,为千米深井渗漏水永久性小于 1m³/h 和抵抗地压冲击(岩爆) 打下坚实的基础。

13、注浆量:    半径(6+8+6=20) ÷2=10m

体积  半径 10m×半径 10m×3.14×长度 120m=37680m³, 

孔隙率按 5%计算

立方米用量 2 吨

每延米用量

其中 PO 42.5 级水泥

BY12 型外加剂

37680m³×5%=1884m³

1884m³×2 吨/m³=3768 吨

3768 吨÷120 延米=31.4 吨/延米

31.4 吨×90%=28.3 吨/延米

31.4 吨×10%=3.14 吨/延米













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