[發明專利]立井工作面承壓水流砂層保漿旋噴注漿工藝

有效

• 申請號: 200910021536.0
• 申請日: 2009-03-16
• 公開（公告）號: CN101498220A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 朱明誠;徐拴海;郝世俊;吳章;曹祖寶;王曉明;王輝;趙揚;劉衛東
• 申請（專利權）人: 煤炭科學研究總院西安研究院
• 主分類號: E21D5/00
• 分類號: E21D5/00
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司
• 代理人: 李 罡

技術領域

本發明涉及一種礦井的掘進支護方法，具體說是立井工作面承壓水流砂層保漿旋噴注漿工藝。

背景技術

注漿技術是指利用壓力將能固化的漿液通過鉆孔注入巖土孔隙或建筑物的裂隙中，使其物理力學性能得到改善或達到某一特定目的(比如止水、滅火和提高摩擦力等)的工程應用技術。該技術已經廣泛應用于包括水電工程、鐵路工程、建筑工程、公路工程、橋梁基礎、礦山建設等工程領域，成功地解決了許多地質災害、工程邊坡加固和防水止水的關鍵技術難題，取得豐碩的成果。目前在注漿技術方面的研究很多，尤其是注漿材料層出不窮，從最初的單液注漿發展到雙液，化學漿液的應用也越來越廣泛。高壓旋噴注漿技術自上世紀70年代問世以來得到迅猛發展和廣泛應用。目前高壓旋噴主要用于處理地基及基坑防水止水方面，應用較多且取得顯著效果。

在礦山建設及巖土工程中，碰到的需要采用注漿技術解決的主要問題包括基巖破碎帶固結加固、裂隙帶堵水、第四系松散堆積層固結加固和堵水以及封堵有害氣體逸出、滅火等特殊用途。其中砂卵石層注漿方面尚沒有形成成熟技術，還在施工摸索。對于含承壓水砂卵石層的處理，近年來在礦山建設過程中主要采用凍結法施工，效果較好但費用昂貴且工期較長，有時甚至難于實現。而采用其他工藝方法如地面預注漿、工作面靜壓預注漿、小導管注漿法等，效果很不理想。

而高壓旋噴注漿因其具有射流切割、混合攪拌、土體置換、充填滲透、擠密壓實等作用，在松散地層中屬于強擾動注漿，其注漿有效范圍可得到控制，在巖土工程中已大范圍推廣。但應用于工作面承壓水條件下砂卵石層尤其是流砂層施工，因其既需要孔口正常返漿，又要保證孔內正常成樁，施工難度非常大。承壓水流沙層一般情況下透水性良好，旋噴過程中如果不采取特殊工藝，鉆孔涌水量很大、壓力很高導致注入的水泥漿液被水沖走，從而造成旋噴無法成樁。目前國內外未見任何關于承壓水條件下的旋噴技術研究，因此在承壓水條件下的立井工作面流砂層旋噴防水帷幕工程目前國內未有成功先例。

發明內容

本發明的目的在于提供一種施工工藝難度小的立井工作面承壓水流砂層保漿旋噴注漿工藝。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

立井工作面承壓水流砂層保漿旋噴注漿工藝，其工藝步驟如下：

(1)、在承壓水條件下的立井工作面中，先實施單孔成孔工藝步驟：為防止流沙層底涌及成孔過程中大量涌水涌砂，施工前需進行混凝土止漿墊的施工；待止漿墊達到2-3天齡期后，鉆透止漿墊，安設孔口套管并進行固管；在孔口套管固管達到鉆進施工條件后，安裝孔口保壓保漿裝置及鉆噴一體裝置，進行鉆進成孔；

(2)、保漿單孔成樁工藝步驟：采用孔口防突裝置實施孔口注漿口控制，保壓保漿旋噴；旋噴采用雙噴嘴，直徑2.5mm，漿液壓力大于20Mpa，流量大于120L/min；鉆機提升速度20-25cm/min，鉆機旋轉速度20-25r/min；

(3)封孔固漿：旋噴終孔后，采用CS雙液注漿方式固漿；漿液初凝后退出鉆具，單孔保漿旋噴完成。

所述的漿液配比為：旋噴注漿采用水灰重量比1∶1的純水泥漿，再加添加劑；其中水泥用量：300kg/m；水泥型號：早強型普通硅酸鹽水泥P.O32.5R；

添加劑：采用水泥漿液體積的3-5％的水玻璃，模數等于2.6-3，濃度等于34-38波美度。

本發明相對于與凍結法工藝對比，其優點如下：

凍結法鑿井是在井筒開鑿之前，用人工制冷的方法，將井筒周圍的地層凍結形成封閉的圓筒——凍結壁，以抵抗地壓，隔絕地下水，在凍結壁的保護下進行井筒掘砌施工的特殊施工方法。其適應性強、安全可靠，目前是國內第四紀松散含水層建井施工的主要施工方法。但對于較深松散地層，其施工成本過高。且對于前期未進行凍結施工而井架系統已經形成時，由于其無法進行工作面施工，須在地面拆除井架而會需要更大的施工成本，需要更長的施工工期。

本發明工藝采用工作面為主要施工場地，額外占地面積小，施工機具較簡單，耗能較小。其所用主要材料為水泥系漿液，無毒無害，固結體牢固可靠。對保護自然資源和生態環境可起到積極的作用。

附圖說明

圖1是承壓水條件下旋噴孔口保漿保壓裝置原理圖；

標號說明：

1.推進器手柄，2.螺旋推進器，3.保漿器外套，4.密封壓環，5.密封組件，6.密封支撐環，7.擋環，8.孔口管接頭，9.孔口管，10.固管劑，11.防滑肋，12.旁路管，13.閥門，14.外平鉆桿，15.鉆噴一體鉆具。

具體實施方式

本發明立井工作面承壓水流砂層保漿旋噴注漿工藝步驟如下：