[发明专利]一种竖井工作面超前预注浆方法

说明书

技术领域

本发明属于矿井建设技术领域，具体涉及一种工期短、堵水效果好、竖井施工安全的竖井工作面超前预注浆方法。

背景技术

注浆是将浆液注入到岩土的孔隙、裂隙或空洞中，浆液经扩散、凝固、硬化以减小岩土的渗透性，增加其强度和稳定性，达到岩土加固和堵水的目的。既可用于为了减少井筒涌水，加快凿井速度、对井筒全深范围内的所有含水层进行预注浆的“打干井”施工，又可对裂隙含水岩层和松散砂土层进行堵水、加固。注浆是矿山建设中凿井、治水的主要方法之一，也是地下工程中地层改良的重要手段，而预注浆法是在凿井前或在井筒掘进到含水层或岩石破碎带之前所进行的注浆工程。

竖井工作面预注浆是在竖井掘至含水层或破碎带之前，暂停掘进工作，利用含水层上部的不透水层作为防护“岩帽”或修筑止浆垫，然后从工作面打钻、注浆、封堵含水层涌水，再继续进行井筒掘砌的施工方法。

现有的竖井工作面预注浆施工对于高角度裂隙发育的基岩含水层，大都存在着工期长、堵水效果差、已支护井壁安全性差的技术难题。预注浆工期长，主要是由于钻注效率低，辅助时间长。而堵水效果差的主要原因，一是止浆垫施工质量差，不耐高压，注浆时容易漏浆；二是钻孔数量少，且布置不合理，有些含水裂隙未注到，凿井施工时仍在涌水；三是钻孔浅，1次注浆封堵的含水层少；四是注浆压力低，浆液扩散范围小，且容易在爆破震动后再次涌水。已支护井壁安全性差的主要原因是现有技术中一般只对井壁淋水段进行注浆堵漏，而井壁围岩由于自稳能力非常差，如泥岩遇水澎胀、崩解，围岩受节理构造控制易形成楔形不稳定岩块，容易损坏井壁，造成安全事故；对于岩石节理裂隙发育、岩石较破碎的井壁围岩，在工作面预注浆时还会造成井壁返浆施压而破坏井壁，而且也难以保证预注浆的施工质量；另外，对于围岩稳定性较差的井壁在预注浆后的爆破、凿岩施工中也会存在安全隐患，难以保证竖井施工安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工期短、堵水效果好、竖井施工安全的竖井工作面超前预注浆方法。

本发明的目的是这样实现的，包括止浆垫施工、壁后注浆、预注浆步骤，具体包括：

A、止浆垫施工：在竖井掘进工作面到达止浆垫位置后，按设计位置及倾角设置注浆孔孔口管及检查孔孔口管、滤水管并铺设滤水层，然后浇注混泥土；

B、壁后注浆：对已支护的竖井井壁的壁后注入水泥浆液；

C、预注浆：经步骤A和B后，自步骤A中埋设的注浆孔孔口管钻孔至涌水量超过预定量时停钻并注入浆液，待浆液终凝后再扫孔至涌水量超过预定量时停钻并注入浆液，直至涌水量小于预订量后再继续钻孔，如此反复分段下行式钻孔注浆并扫孔至全深。

本发明采用预埋注浆孔孔口管和滤水管，再铺设滤水层通过滤水管先吸干涌水后浇筑混泥土，从而能够保证止浆垫的施工质量，形成耐高压的止浆垫，保证后期工作面预注浆不会漏浆；止浆垫结合已支护井壁壁后注浆，既能保证工作面注浆时不会造成井壁返浆影响预注浆质量，也能保证预注浆及后期竖井施工安全，从而减少竖井施工工期；然后通过预埋合理数量和倾角的注浆孔孔口管对竖井工作面分段下行式钻孔高压注浆，减少了后期钻注的定位时间，从而提高了钻注效率，注浆孔孔口管径向斜孔布孔方式结合高压注浆又增大了注入的浆液在岩石节理裂隙间的扩散范围，实现对竖井涌水工作面的全面封堵和破碎岩石的固结，与注浆围岩紧密相连，固结为一体，保证在竖井后期爆破等震动施工不会出现涌水。工作面超前预注浆施工是在静水位以下进行的，特别是在高压条件下，采用无芯钻进方法，可以加快钻进速度，安装高压球阀，可防止含水层突水，发生淹钻机事故。注浆期间，井底要有足够的排水能力以确保不发生淹井事故，必要时可采用吊桶排水。因此，本发明具有工作面预注浆堵水效果好和施工效率高、竖井整体施工工期明显缩短、施工安全可靠、降低生产期间营运成本的特点。

附图说明

图1为竖井工作面超前预注浆剖面结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图中：1-井壁支护，2-止浆垫，3-碎石滤水层，4-竖井掘进工作面，5-注浆孔孔口管，6-滤水管，7-潜水泵，8-检查孔孔口管，9-注浆孔延长线，10-井壁延长线。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。

如图所示1，本发明包括止浆垫施工、壁后注浆、预注浆步骤，具体包括：