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接茬缝漏水、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部分水泥,混凝土凝固后强度达不到设计标号;2、混凝土自然收缩或沉降引起上下接茬缝漏水;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特殊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:潜孔钻机2台套、BY12-1000L注浆搅拌设备一台套、大于42MPa的高压软管N米。
二、 材 料:BY12-IA型注浆防水堵漏加固料、BY12-VI型注浆防水堵漏加固料、BY12-I型注浆防水堵漏加固料、BY3型堵漏王。
三、施工程序:
1、在工作面,在荒直径10m(1+8+1荒径)的圆面上,在周长10×3.14=31.4m圆弧上均匀布置16个钻孔,在圆心布置一个检测孔,安装潜孔钻机2台套,(如图6、图7),具体钻孔数量根据现场水文地质情况确定。
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8m,达到120m终点直径约24m左右(如图7);
3、 用φ127mm钻头开孔,钻孔入岩6m深后,同步插入φ108mm孔口管5.6m,用BY12系列注浆防水堵漏加固料双液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2小时后开始用φ75(89)mm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BY12系列注浆防水堵漏加固料单液注浆,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;检测单孔出水量小于1m³/h为合格,不合格重新扫孔注浆,以此类推把1#、3#、5#、7#、9#、11#、13#、15#孔全部注好。
5、用φ75(89)mm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BY12系列注浆防水堵漏加固料单液注浆,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、若要提高井筒外围岩体结构,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;以此类推把16个孔全部注好。
7、 用φ75(89)mm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BY12系列注浆防水堵漏加固料单液注浆,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BY12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80延米深,留40延米作为下次钻孔注浆的岩帽;
10、按3-9的程序再次钻孔、注浆、掘进、浇筑混凝土井壁,直至到达立井终端位置;
11、超过1000m深,采用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,为千米深井渗漏水终身小于1m³/h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×深度120m≈37680m³,
经验可注率按2%计算 37680m³×2%≈754m³
立方米用量按2吨计算 754m³×2吨/m³≈1508吨
损耗系数按1.1计算 1508×1.1≈1658吨
每延米用量 1658吨÷120延米≈14吨/延米