斜井穿越流砂层涌水涌砂注浆治理研究
发布时间：2022-01-02 10:03
以宁夏宋新庄煤矿主斜井98～158 m段井筒涌水涌砂及地面沉陷为工程背景,结合现场地质条件,采用理论分析与工程类比,分析了斜井穿越流砂层井壁破坏机理,提出了"管棚注浆+地表降水+地面注浆"综合防治修复措施。由理论计算和工程经验得出注浆压力、注浆扩散半径、注浆量等参数。工程实践表明,该综合措施有效地将井筒涌水量控制在2m3/h以下且基本无涌砂现象,为相似地质条件下斜井井壁破裂涌水涌砂治理提供了相关参考。
【文章来源】：煤炭与化工. 2020,43(11)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
主斜井井筒区域空洞物探勘查成果
随着井筒底板周围水、砂逐渐被掏空，帮部及顶板砂层开始向下不断补给，水、砂持续渗漏，形成恶性循环，斜井井筒上覆地层形成空洞，松散层冒落，进而在地表形成塌陷坑，如图2所示。结合井壁破坏机理，确定斜井穿越流砂层井壁变形破裂控制对策为，穿越流砂层时，井壁变形严重，可采用管棚注浆和地表降水的方式维持井壁正常断面要求，同时要严格控制注浆压力和注浆量，避免造成井壁破坏，在井壁两侧进行布孔；井壁发生涌水涌砂和地面沉陷后，主要是充填上覆冒落区空洞，注浆加固井筒周围地层，形成稳固的隔水阻砂屏障，可采用水泥—粉煤灰廉价注浆材料降低工程造价。根据该矿工程地质情况，提出了“管棚注浆+地表降水+地面注浆”的斜井井壁变形破裂综合防治修复措施。
煤矿主斜井井筒掘进过程中120～142 m处因受流沙挤压影响，导致该部分井筒宽度小于设计要求，因井筒安装猴车等需要，其安全宽度无法满足规范要求，故对该段井筒全断面进行水泥—水玻璃注浆加固，然后对该段进行开帮处理。为了保证注浆质量及安全，该段采用管棚注浆方案，设计注浆管φ40 mm，管长1.5 m及2.5 m两种，间、排距1.5 m/根，菱形布置如图3所示，端头安设闸阀。注浆顺序从下往上进行，注浆材料采用强度为P.O42.5号普通硅酸盐水泥、水玻璃，水泥浆与水玻璃体积比4∶1。注浆作业开始后，随时观测注浆压力、流量、冒浆量，提升速度等参数。管棚注浆注浆施工工艺流程如图4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿主斜井掘进穿过流砂层施工技术研究[J]. 赵俊杰. 煤炭工程. 2019(S2)
[2]工作面底板注浆改造施工技术及效果评价[J]. 王伟. 能源与环保. 2019(10)
[3]大众煤矿新副井井筒壁后注浆堵水技术参数的计算确定与应用[J]. 程路,邢保军. 能源与环保. 2019(09)
[4]斜井突水涌砂机理及井壁破裂修复技术研究[J]. 袁世冲,郑国胜,钱自卫,蔡逢华. 煤炭科学技术. 2019(05)
[5]斜井穿越风积砂层水砂突涌注浆治理研究[J]. 袁世冲,张改玲,郑国胜,蔡逢华,钱自卫. 煤炭学报. 2018(04)
[6]吴家茆斜井注浆止水加固技术研究[J]. 崔学栋,崔腾跃,朱弘. 煤炭工程. 2016(S2)
[7]甜水堡二矿斜井注浆止水加固技术研究[J]. 崔腾跃,崔学栋. 煤炭工程. 2016(S2)
[8]煤矿巷道围岩注浆加固技术的现状与发展趋势[J]. 康红普,冯志强. 煤矿开采. 2013(03)
[9]煤矿立井井壁破裂的机制及防治措施[J]. 张文泉,张永双,席京德,官云章. 中国地质灾害与防治学报. 2001(04)
[10]特殊地层条件下井壁破裂机理与防治技术的研究（之一）[J]. 杨维好,崔广心,周国庆,李毅,陈先德,吕恒林,孟以猛,祝嘉庸,虞咸祥. 中国矿业大学学报. 1996(04)
本文编号：3563977
【文章来源】：煤炭与化工. 2020,43(11)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
主斜井井筒区域空洞物探勘查成果
随着井筒底板周围水、砂逐渐被掏空，帮部及顶板砂层开始向下不断补给，水、砂持续渗漏，形成恶性循环，斜井井筒上覆地层形成空洞，松散层冒落，进而在地表形成塌陷坑，如图2所示。结合井壁破坏机理，确定斜井穿越流砂层井壁变形破裂控制对策为，穿越流砂层时，井壁变形严重，可采用管棚注浆和地表降水的方式维持井壁正常断面要求，同时要严格控制注浆压力和注浆量，避免造成井壁破坏，在井壁两侧进行布孔；井壁发生涌水涌砂和地面沉陷后，主要是充填上覆冒落区空洞，注浆加固井筒周围地层，形成稳固的隔水阻砂屏障，可采用水泥—粉煤灰廉价注浆材料降低工程造价。根据该矿工程地质情况，提出了“管棚注浆+地表降水+地面注浆”的斜井井壁变形破裂综合防治修复措施。
煤矿主斜井井筒掘进过程中120～142 m处因受流沙挤压影响，导致该部分井筒宽度小于设计要求，因井筒安装猴车等需要，其安全宽度无法满足规范要求，故对该段井筒全断面进行水泥—水玻璃注浆加固，然后对该段进行开帮处理。为了保证注浆质量及安全，该段采用管棚注浆方案，设计注浆管φ40 mm，管长1.5 m及2.5 m两种，间、排距1.5 m/根，菱形布置如图3所示，端头安设闸阀。注浆顺序从下往上进行，注浆材料采用强度为P.O42.5号普通硅酸盐水泥、水玻璃，水泥浆与水玻璃体积比4∶1。注浆作业开始后，随时观测注浆压力、流量、冒浆量，提升速度等参数。管棚注浆注浆施工工艺流程如图4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿主斜井掘进穿过流砂层施工技术研究[J]. 赵俊杰. 煤炭工程. 2019(S2)
[2]工作面底板注浆改造施工技术及效果评价[J]. 王伟. 能源与环保. 2019(10)
[3]大众煤矿新副井井筒壁后注浆堵水技术参数的计算确定与应用[J]. 程路,邢保军. 能源与环保. 2019(09)
[4]斜井突水涌砂机理及井壁破裂修复技术研究[J]. 袁世冲,郑国胜,钱自卫,蔡逢华. 煤炭科学技术. 2019(05)
[5]斜井穿越风积砂层水砂突涌注浆治理研究[J]. 袁世冲,张改玲,郑国胜,蔡逢华,钱自卫. 煤炭学报. 2018(04)
[6]吴家茆斜井注浆止水加固技术研究[J]. 崔学栋,崔腾跃,朱弘. 煤炭工程. 2016(S2)
[7]甜水堡二矿斜井注浆止水加固技术研究[J]. 崔腾跃,崔学栋. 煤炭工程. 2016(S2)
[8]煤矿巷道围岩注浆加固技术的现状与发展趋势[J]. 康红普,冯志强. 煤矿开采. 2013(03)
[9]煤矿立井井壁破裂的机制及防治措施[J]. 张文泉,张永双,席京德,官云章. 中国地质灾害与防治学报. 2001(04)
[10]特殊地层条件下井壁破裂机理与防治技术的研究（之一）[J]. 杨维好,崔广心,周国庆,李毅,陈先德,吕恒林,孟以猛,祝嘉庸,虞咸祥. 中国矿业大学学报. 1996(04)
本文编号：3563977
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