地面深层钻孔、预注浆项目造价现状与问题及管理探讨

介绍了当前地面深层钻孔、预注浆项目的造价现状与存在问题,进行了分析和管理探讨,对以后深层钻孔、预注浆项目的造价确定起到了一定的借鉴作用.

地面定向钻孔预注浆加固技术在断层带巷道围岩控制中的应用

针对巷道通过地质构造带时围岩破碎程度大,节理裂隙发育,常规支护手段难以有效控制巷道围岩变形,极易引发安全事故现状。本文以芦子沟煤矿东翼大巷为工程背景,分析了东翼大巷地质条件及穿断层掘进特征,提出了地面定向预注浆加固实施方案,通过实验验证了地面注浆加固技术的有效性。同时,基于断层地质构造对巷道围岩稳定性的影响特征,提出了“锚架+锚注+锚索梁补强”穿断层联合支护技术,并结合现场情况进行了工业性试验。试验结果表明:穿断层联合支护技术能有效保证巷道在穿断层过程中围岩的稳定控制,巷道围岩变形量得到有效控制,顶底板最大移近量约为118.3 mm,两帮最大移近量约为78.4 mm,支护形式安全可靠。

基于地面定向钻孔注浆的煤矿立井钻井法井壁渗漏水治理技术

煤矿钻井井壁为单层结构,在深厚表土层段其渗漏水将严重威胁矿井安全生产,建井阶段井壁接茬部位若存在施工缺陷,则会导致地下水腐蚀锈穿接茬部位金属及焊缝,造成井壁渗漏水,若不及时治理,易引发突水溃砂而酿成淹井事故。为探寻一种行之有效的治理技术,以许疃煤矿副井井筒井壁渗漏水治理为工程背景,开展了煤矿钻井井壁渗漏水治理技术研究。首先,结合矿井水文地质特征等信息分析了钻井法单层井壁渗漏水致因,发现许疃煤矿副井井壁接茬处发生渗漏水的主要原因是地下水中的HCO_(3)^(-)、Cl^(-)共同作用腐蚀锈穿井壁接茬部位后,含水层之间越流补给的高压地下水通过孔隙连通性良好的壁后碎石充填层流入井筒内;然后,对比分析了许疃煤矿副井井筒井壁渗漏水治理采用壁后注浆和地面钻孔注浆的可行性与安全性,发现在流砂层中对采用钻井法施工的钢筋混凝土单层井壁进行壁后注浆,安全风险较大,影响井筒正常提升,且存在再次发生渗漏水的风险,而采用地面定向钻孔注浆技术的注浆量大,壁后充填层碎石间孔隙可被水泥浆充分填充,改善井筒防渗和承载能力,且施工人员全程在地面操作,安全性好,不影响井筒正常提升;最后,提出了针对深厚表土层煤矿钻井井壁渗漏水治理的地面定向钻孔注浆技术并进行工程示范,2个钻孔共注入130.9 m^(3)水泥浆,完全充填了94.00~131.40 m层段壁后充填层碎石间孔隙,顺利封堵了井下94 m处出水点,经现场长期观测,该段井壁未再渗漏水。研究结果表明,针对深厚表土层段煤矿钻井井壁渗漏水治理,采用地面定向钻孔注浆技术的治理效果良好,安全性高。研究成果可为深厚表土层煤矿钻井井壁渗漏水治理提供一定的参考。

千米深井L型钻孔地面预注浆岩体可注性研究

以千米深井巷道注浆区域岩体结构分布特征为基础,采用理论分析的方法,结合现有岩体松动压力理论和可注性理论,分析了岩体可注性的影响因素和裂隙岩体渗透的几何参数,利用现场压水试验,统计注浆段地层的单位吸水率,得到吕荣值,对信湖煤矿中央水泵房和变电所注浆加固段岩体的可注性进行评价。分析结果表明,增大岩体的凝聚力和内摩擦角可效降低支护结构承受的松动地压,当岩体的内摩擦角从10°提高到20°时支护结构承受的松动地压降低最显著;所加固段巷道周边岩体的可注性较差,若在巷道开挖施工期采用工作面注浆方法加固围岩,则很难达到预期效果,该研究表明了采用L型钻孔地面预注浆加固围岩的必要性与可行性。

竖井地面预注浆帷幕安全厚度研究及其在隧道通风井中应用——以天山胜利隧道4号通风竖井为例

针对天山胜利隧道4号通风竖井穿越富水地层施工难、风险高的问题,采用地面预注浆技术构筑注浆帷幕。首先,考虑竖井开挖过程中的爆破扰动效应,将地面预注浆帷幕体安全厚度划分为无效厚度与有效厚度,并构建水平地层压力和孔隙水压共同作用下的注浆帷幕体力学分析模型。然后,基于弹塑性力学理论,分析有效注浆帷幕体的径向位移;同时,通过预测竖井开挖爆破后围岩粉碎区范围,确定注浆帷幕体的无效厚度。最后,运用厚壁圆筒理论,结合有效注浆帷幕体在弹塑性交界面处的位移协调条件,确定注浆帷幕体的有效厚度,并验算注浆帷幕体强度及稳定性。将上述理论应用到天山胜利隧道4号通风竖井,确定其注浆帷幕体安全厚度为6.5 m。现场监测结果表明,该厚度满足工程要求,堵水效果良好。

跨孔电阻率CT技术在立井地面预注浆效果检查中的尝试

立井井筒在遇到含水层或松软破碎岩层时,地面预注浆是常用的堵水加固技术,但对于注浆效果的检查和评价一直没有可靠的手段。物探技术的飞速发展为地面预注浆效果检查带来新的希望。然而,迄今为止国内外尚未有通过物探手段对竖井地面预注浆效果进行检查与评价的报道。通过对物探技术的介绍,分析了常规底面物探技术无法在较深立井地面预注浆效果检查中应用的原因,阐述了超高密度跨孔电阻率CT技术的原理、方法和仪器,并在云南滇中引水工程香炉山引水隧洞新增竖井地面预注浆中进行现场尝试应用。结果表明,超高密度跨孔电阻率CT技术具有分辨率高、多解性低以及全自动、快速采集的特点。通过钻孔深入注浆地层进行测试,相比地面物探方法能更准确地反映地层物性参数变化情况,对较大尺度范围深部地面预注浆效果的定性检查评价是可行的,应进行更多的研究和尝试。

L型钻孔地面预注浆技术在煤矿井下巷道加固工程中的应用

L型钻孔地面预注浆技术将地面预注浆技术与定向钻进技术进行结合,充分体现出定向钻进技术的先进性,放大地面预注浆压力大的优点,提高煤矿产业的挖掘速度。L型钻孔地面预注浆技术采用超前加固的措施,提高了围岩的稳定性,降低了开挖支护难度。

滇中引水工程香炉山隧洞竖井井筒地面预注浆设计及优化

为加快滇中引水香炉山隧洞竖井井筒的建设速度,首次在我国水利工程中采用地面预注浆法对含水层进行预治理。设计地面预注浆与场地平整、凿井同时施工,使得竖井的施工工序由流水作业,优化为平行作业;并调整了注浆方式,使得地面预注浆基本不占用竖井建设的主线工期。针对火成岩与沉积岩之间的蚀变岩带,通过对钻孔结构和注浆工艺的优化,完成了此段的地面预注浆施工。目前井筒已顺利掘砌至设计深度,验证地面预注浆取得了预期效果。

钱营孜煤矿新副井筒地面预注浆工艺设计与施工应用

为实现井筒安全快速掘砌,采用“上冻下注”方法施工,提出了井筒地面预注浆采用“内圈直孔+外圈S孔+分支孔”的施工方案。先直孔段地面预注浆结束后,而后井盘空间留给冻结及井筒掘砌施工,以期对富水基岩裂隙含水层进行注浆封堵,最终在井筒周边形成不透水的注浆帷幕。结果表明全井筒剩余涌水量5.443 m^(3)/h,满足设计要求注浆后井筒剩余涌水量≤6 m^(3)/h的条件,确保井筒快速施工及安全性。

大纵坡长斜井富水软岩地层地面高压预注浆施工方案

滇中引水工程太安2号施工支洞(斜井)处断层破碎带内且剩余洞段赋存距离长,面临“无水变形、溜渣,有水变形、突泥”复合型地质灾害侵扰的困境,碎粉岩可灌性差,采用“洞内超前加固”治理耗时长、灌浆费用高昂,直面不良地质安全风险大;为打破困局,引进石油行业定向钻技术、煤炭行业高压预注浆技术,结合该技术在该工程涌水突泥深孔高压预注浆实施成效(太安1号洞),以及深大新增竖井极富水复杂井筒防治水经验(新增27竖井),采用分类治理,复杂问题简单化,将隧洞“超前加固+超前堵水”综合治理需求简化为“超前堵水”,降低治理难度。在地表布设钻场施工“L”型钻孔,对目标洞段周边地层进行超前注浆堵水加固,形成帷幕固结圈,根据开挖揭露情况辅以洞内超前灌浆,在帷幕圈内进一步针对性的灌浆补强,加固围岩从而提高隧洞开挖支护效率,使得工期和投资能够满足工程要求。

地面预注浆技术在煤矿防灭火中的应用

地面预注浆技术作为一种先进的防止与处理地下火灾的方法,近年来,在煤矿防灭火中的应用逐渐得到关注。本文介绍地面预注浆技术的基本原理和方法,探讨在煤矿防灭火中的应用效果和优势。

地面定向钻孔对煤层底板加固注浆改造技术

为解决井下作业环境对工作面底板含水层治理施工的空间限制与安全影响,保证工作面采掘安全,以吕梁山矿3-303工作面为例,分析研究其地质及水文地质条件,提出采用地面施工定向钻孔的方法改造煤层底板隔水层的厚度和隔水性能;设定采区和工作面的治理范围,选取合适的钻孔终孔设计层位,并下设多级套管避免塌孔堵孔后钻孔报废,通过注浆加固,改造隔水层的厚度和隔水性能;改造后的工作面煤层底板隔水层音频电透的视电导率分布较为均匀,底板改造效果良好。

地面L型钻孔预注浆超前加固大硐室研究及应用

为了提高大硐室围岩的整体强度,利用地面L型钻孔预注浆压力,在井下大硐室开挖前,对其进行超前加固;通过对L型孔钻方案、重点注浆技术特点、工程参数选择、工程施工进行分析,得出结论:地面L型钻孔预注浆,能提高巷道围岩的整体性和稳定性,明显改善施工安全环境,减少了顶板事故,支护结构变简单,巷道掘进断面减小,杜绝了修复排矸,较好地保护了环境。

地面预注浆钻孔结构的优化设计

地面预注浆技术的应用范围已由立井井筒,扩展到了巷道、硐室、煤矿工作面等,钻孔结构的设计也需要打破传统的立井井筒地面预注浆钻孔结构的设计思路,在保证孔内安全和技术可行的基础上降低施工成本。针对大贾庄铁矿溜破系统地面预注浆工程的钻孔结构,根据拟建区域地质条件的特点,通过甩管工艺和非注浆层位裸孔段的特殊结构,进行了多方案设计;并通过多项技术经济指标对钻孔结构的4个设计方案进行了比较分析,分别确定了在工程前后2个施工阶段适宜选择的最优钻孔结构设计方案,即一序孔的方案是190 m深度以上采用套管支护,下部为裸孔段设计;二序孔的方案是190 m深度以上采用套管支护,在注浆起始深度的上部甩下约20 m套管,2种套管之间设计为裸孔段。

地面定向钻孔预注浆掩护巷道过断层带关键技术

为解决巷道掘进过断层破碎带存在应力集中和围岩大量变形的情况,避免发生安全事故,以淮北矿区为例,提出了地面定向钻孔预注浆掩护巷道穿断层技术体系,完善了定向钻孔施工及地面高压注浆的关键技术,成功实施了四开成孔结构,有效避免了非治理段干扰。采用分段注浆法完成了破碎带的精准治理。通过压水试验、岩性探测、注浆量、浆液扩散距离、物探巷探验证、巷道支护效果等多方面对注浆效果进行了分析评价。结果表明:地面定向钻孔在巷道层位岩性的超前探查、高压预注浆等方面优势明显,有效提高了围岩的力学性质,减少了围岩的变形量,其中最大底鼓下降61.6%,保证巷道支护安全,可提高掘进效率,减少后期维护。

分岔煤层下分层再生顶板地面预注浆加固区域研究

分岔合并煤层受上分层采动影响,造成下分层顶板破碎,支护困难,严重影响下分层安全高效开采,常采用注浆加固技术对再生顶板进行提前改造,以提升顶板完整性。注浆加固区域对注浆效果有直接影响,为了给地面预注浆加固区域选择提供科学依据,以淮北矿区许疃煤矿分岔合并煤层为研究对象,采用理论分析与数值模拟,计算了上分层开采顶底板破坏高度及深度,获得了下分层再生顶板结构特征;基于数值模拟计算了采空区不同位置空隙率及渗透系数大小,获得了空隙率及渗透系数空间分布规律,最终确定了采空区不同位置注浆特征及其范围。结果表明:上分层开采顶板垮落带及断裂带(“两带”)发育高度21~28 m,底板破坏深度约10 m,下分层再生顶板由上分层底板破坏带、垮落带及断裂带三部分组成,岩体结构属碎裂-散体结构,完整性差;采空区垮落带空隙率在开切眼、终采线及两帮巷道处最大,可达50%以上,而向采空区中部及上方断裂带逐渐减小至10%以下,平面上呈“O”型分布,垮落带与断裂带渗透系数可相差3个数量级以上,采空区平面上可划分为注浆极易区、中等区及一般区,确定了平面上煤层间距小于10 m范围内巷道两帮、开切眼及终采线等位置是主要注浆区域,垂向上垮落带为主要注浆区域。研究结果可为类似近距离煤层下分层再生顶板地面注浆加固钻孔布置及注浆区域选择提供依据。

杨村煤矿风井地面预注浆工程钻孔内事故处理

国投新集能源有限公司杨村煤矿地质条件复杂,下第三系红层埋藏较深,强风化带既深且长,地层裂隙发育,钻进难度很大,在施工中出现了一些钻孔内事故,通过采取有效办法,克服了困难,确保了工程质量。

井筒地面预注浆中浆液扩散距离的探讨

地面预注浆法已成为立井井筒特殊凿井施工技术的1个重要组成部分,然而,井筒地面预注浆的理论研究却滞后于施工工艺的发展。在实际工程应用中,一直凭借施工经验来确定注浆浆液的扩散距离,导致只能估测浆液形成的堵水帷幕厚度;利用单裂隙层状岩体渗流模型,通过研究注浆浆液在裂隙岩体中流动的规律,并结合工程实例,分析影响浆液在基岩中扩散距离的因素。

超长钻孔超前预注浆在回风大巷掘进过大落差断层组中的应用

以顾北矿断层异常带区域南翼回风大巷为研究对象,根据掘前超前加固、掘后有效支护的原则,通过长钻孔超前预注浆实现水泥浆充填围岩裂隙,再配合以超前锚杆掩护巷道掘进,以36U型钢为基本支护,并在关键部位采用预应力锚杆锚索强化、全断面喷浆封闭、浅孔低压注浆充填、滞后深孔高压注浆加固等综合控制方案,实现了通过超长钻孔超前预注浆加固可以一次性穿过断层构造带区域。

含夹矸厚煤层地面定向钻预注浆围岩改性及巷道支护技术研究

为解决复杂地质条件下,巷道掘进期间施工难,工序复杂等问题,以淮北矿业信湖煤矿818里机巷为工程背景,提出了利用地面定向钻预注浆技术对巷道围岩进行掘前治理的方案,运用FLAC^(3D)软件模拟了注浆前、后巷道开挖后围岩变形特征,并在现场注浆试验后,通过钻孔窥视的手段,观察了浆液在围岩中的扩散情况;结合巷道的地质条件及施工特点,确定了夹矸顶板巷道的支护形式,并对注浆区域与非注浆区域进行长期持续性的矿压监测。结果显示:同一支护形式下,治理区域相较于非治理区域,两帮移近量和顶板下沉量分别降低了31.82%、36.77%,证明了地面定向钻预注浆围岩改性技术,对加强围岩自承载性能,提高巷道稳定性具有良好效果。