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摘要：本文对潘一东区主井井筒地面预注浆工程施工工艺进行了简要论述。
关键词：注浆工程 施工工艺
1 工程概况
潘一东区矿井位于淮南市潘集区境内，距淮南市区约25公里，工业场地位于潘集镇东约8公里处。矿井由煤炭工业合肥设计研究院设计，立井开拓。矿井设计生产能力为3.00Mt/a。井筒治水采用上冻下注的方式，即新生界松散层采用冻结法，基岩段采用地面预注浆法，矿井由淮南矿业集团投资建设，主井井筒地面预注浆工程由矿业集团地质勘探工程处施工。主井井筒净直径为7.6m，设计井筒深度为-873.2m，井筒内地层倾角5~7°，走向85~105°，F32断层从本区穿过。
本次注浆段设计经过变更后为233.00~883.5m。设计注浆压力不超过25.0Mpa，设计注浆量22591m3，根据检查孔资料将注浆段划分为10个含水层，总涌水量预计为434.56m3/h，要求井筒剩余涌水量不超过6m3/h。
2 注浆孔施工
2.1 钻孔布置
根据井筒建设“三同时”的原则，主井井筒地面预注浆先行施工，本工程地面共布置9个钻孔，内圈6个直孔，分别为注1、注2、注3、注4、注5、注6孔，内圈孔布孔圈径φ13.0m，且大体均匀分布；外圈3个“Y”形分支孔，分别为Y1（Y2）、Y3（Y4）、Y5（Y6），其布孔圈径为φ30~40m。
2.2 施工顺序
先施工内圈孔，后施工外圈孔。内圈直孔分两组施工，先期施工第一组孔：注1#、注3#、注5#，后期施工第二组孔：注2、注4#、注6# 孔。
外圈“Y”孔也分两组施工，先期施工主Y2、主Y4、主Y6孔，后期施工主Y1、主Y3、主Y5孔。其中外圈孔的最后一个孔Y5孔作为注浆质量检查孔。
2.3 钻探施工技术措施
根据施工组织设计要求，单孔偏斜率不大于8~10‰，且大体分布均匀，以确保在井筒任意深度注浆帷幕有足够的厚度。
2.3.1 设备选型
根据注浆深度选用TXB－1000Ａ型、TSJ－1000型钻机、TBW850/50泥浆泵、NBB250/60泥浆泵、YST－25型随钻测斜仪、螺杆钻具等。
2.3.2 冲洗液
我們在钻进与透孔时均使用正常泥浆护壁，相比以前要求的清水钻进，这样效果更好。
2.3.3 测斜、防斜与导斜
每个段高结束时均用陀螺测斜仪测斜，测斜要求重复性要好。由于本地区的地层极易歪斜，用钻具防斜的效果不大，故大多采用定向纠偏的方法。外圈“Y”型分支孔要从φ30~40m布孔圈径导斜钻进到φ13.0m圈径，造孔过程中及时测斜、计算、投图、分析孔斜资料，预测孔斜可能超偏或估计不能达到预定位置，即时进行纠偏或导斜。本工程采用了目前国内最先进的随钻定向技术来进行纠偏与导斜，经过精心施工，钻孔偏斜率全部达到要求。
3 注浆工艺
3.1 注浆设备
BQ—350撬装泥浆泵3台，NBB—250/60三缸泵3台，粘土浆制浆机2台，搅拌机5台，移动式皮带运输机3台。
3.2 注浆材料
岩帽段使用单液浆，材料包括：三乙醇胺、水、水泥、食盐。基岩段采用粘土水泥浆，材料包括：水、水玻璃、粘土、水泥。
3.3 注浆施工
3.3.1 注浆段划分
注浆段划分主要是要考虑到含水层的位置、主要煤层及需要加固的硐室等，其次考虑容易拉塞的位置。本次注浆共划分了9个段高，内圈孔4个段高，外圈孔5个段高，最小段高58m，最大段高88.5m。
3.3.2 注浆压力与注浆量
注浆压力与注浆量是影响注浆质量的最重要因素。本工程设计注浆压力内圈孔为静水压力的2.5～3.0倍，外圈孔485.0～720.0m为静水压力的2.5～3.0倍；720m～孔底为静水压力的2.0～2.5倍；施工中注浆压力满足设计要求。本工程设计注浆量22591m3，实际注入量33634m3。增加的注浆量主要在于对煤层，破碎带，断层进行了加固注浆，这样不仅巩固了注浆质量，也利于以后的凿井。
3.3.3 注浆
注浆岩帽段单液浆水灰比自0.5：1~1.25：1，三乙醇胺为水泥重量的0.5‰，食盐加量为水泥重量的5‰；粘土水泥浆的原浆比重1.18~1.28，水泥加量100~250Kg/m3，水玻璃加量10~30l/m3，注浆一般要遵循先稀后稠的原则。
3.3.4 注浆结束标准
注浆压力与每米注入量达到设计要求，单液水泥浆注浆终量＜100l/min，粘土水泥浆≤250l/min，且稳定时间大于20min。
4 注浆效果检查
通过压水试验来检查注浆效果，内圈孔待选取注2#孔在第四段注浆之前，外圈孔选取Y5#孔分别在第九段和第七段注浆之前,透开钻孔将φ168mm或φ110mm止浆塞下在孔深233.0m或485.0m或720m左右，进行压水试验。调节BQ～350的流量，压力与流量同步观测，每5分钟一次，使压水试验的压力及流量稳定20min以上；压力稳定标准ΔP≤1%，流量稳定标准ΔQ≤10%。
本工程共进行三次压水试验，最后通过计算得出井筒预计涌水量为2.673m3/h，完全满足设计要求。
5 存在的问题及建议
地面预注浆工程是一项综合性、系统性的工程，工序较多且复杂。本工程质量要求高，工期要求较紧，工程施工具有一定的难度，因此，加强施工组织与管理，不断优化施工设计，严格把好各施工环节的质量关，对加快施工速度，保证注浆质量十分重要，在此方面尚需总结提高。
4 结束语
本工程自2008年1月24日第一个内圈孔开工至2008年12月21日最后一个Y孔封孔结束历时333天，总进尺7450.5m，总注浆量33634m3，本工程施工在监理方严格监理和甲方的严格监督下，顺利完成了钻探造孔和注浆任务，各施工环节符合设计要求，各施工工序均按有关规定进行报验。
施工钻孔结构合理，偏斜符合要求，注浆达到结束标准，经抽水试验井筒剩余涌水量约2.673m3/h，计算堵水率达99.38%，注浆质量良好。
关键词：注浆工程 施工工艺
1 工程概况
潘一东区矿井位于淮南市潘集区境内，距淮南市区约25公里，工业场地位于潘集镇东约8公里处。矿井由煤炭工业合肥设计研究院设计，立井开拓。矿井设计生产能力为3.00Mt/a。井筒治水采用上冻下注的方式，即新生界松散层采用冻结法，基岩段采用地面预注浆法，矿井由淮南矿业集团投资建设，主井井筒地面预注浆工程由矿业集团地质勘探工程处施工。主井井筒净直径为7.6m，设计井筒深度为-873.2m，井筒内地层倾角5~7°，走向85~105°，F32断层从本区穿过。
本次注浆段设计经过变更后为233.00~883.5m。设计注浆压力不超过25.0Mpa，设计注浆量22591m3，根据检查孔资料将注浆段划分为10个含水层，总涌水量预计为434.56m3/h，要求井筒剩余涌水量不超过6m3/h。
2 注浆孔施工
2.1 钻孔布置
根据井筒建设“三同时”的原则，主井井筒地面预注浆先行施工，本工程地面共布置9个钻孔，内圈6个直孔，分别为注1、注2、注3、注4、注5、注6孔，内圈孔布孔圈径φ13.0m，且大体均匀分布；外圈3个“Y”形分支孔，分别为Y1（Y2）、Y3（Y4）、Y5（Y6），其布孔圈径为φ30~40m。
2.2 施工顺序
先施工内圈孔，后施工外圈孔。内圈直孔分两组施工，先期施工第一组孔：注1#、注3#、注5#，后期施工第二组孔：注2、注4#、注6# 孔。
外圈“Y”孔也分两组施工，先期施工主Y2、主Y4、主Y6孔，后期施工主Y1、主Y3、主Y5孔。其中外圈孔的最后一个孔Y5孔作为注浆质量检查孔。
2.3 钻探施工技术措施
根据施工组织设计要求，单孔偏斜率不大于8~10‰，且大体分布均匀，以确保在井筒任意深度注浆帷幕有足够的厚度。
2.3.1 设备选型
根据注浆深度选用TXB－1000Ａ型、TSJ－1000型钻机、TBW850/50泥浆泵、NBB250/60泥浆泵、YST－25型随钻测斜仪、螺杆钻具等。
2.3.2 冲洗液
我們在钻进与透孔时均使用正常泥浆护壁，相比以前要求的清水钻进，这样效果更好。
2.3.3 测斜、防斜与导斜
每个段高结束时均用陀螺测斜仪测斜，测斜要求重复性要好。由于本地区的地层极易歪斜，用钻具防斜的效果不大，故大多采用定向纠偏的方法。外圈“Y”型分支孔要从φ30~40m布孔圈径导斜钻进到φ13.0m圈径，造孔过程中及时测斜、计算、投图、分析孔斜资料，预测孔斜可能超偏或估计不能达到预定位置，即时进行纠偏或导斜。本工程采用了目前国内最先进的随钻定向技术来进行纠偏与导斜，经过精心施工，钻孔偏斜率全部达到要求。
3 注浆工艺
3.1 注浆设备
BQ—350撬装泥浆泵3台，NBB—250/60三缸泵3台，粘土浆制浆机2台，搅拌机5台，移动式皮带运输机3台。
3.2 注浆材料
岩帽段使用单液浆，材料包括：三乙醇胺、水、水泥、食盐。基岩段采用粘土水泥浆，材料包括：水、水玻璃、粘土、水泥。
3.3 注浆施工
3.3.1 注浆段划分
注浆段划分主要是要考虑到含水层的位置、主要煤层及需要加固的硐室等，其次考虑容易拉塞的位置。本次注浆共划分了9个段高，内圈孔4个段高，外圈孔5个段高，最小段高58m，最大段高88.5m。
3.3.2 注浆压力与注浆量
注浆压力与注浆量是影响注浆质量的最重要因素。本工程设计注浆压力内圈孔为静水压力的2.5～3.0倍，外圈孔485.0～720.0m为静水压力的2.5～3.0倍；720m～孔底为静水压力的2.0～2.5倍；施工中注浆压力满足设计要求。本工程设计注浆量22591m3，实际注入量33634m3。增加的注浆量主要在于对煤层，破碎带，断层进行了加固注浆，这样不仅巩固了注浆质量，也利于以后的凿井。
3.3.3 注浆
注浆岩帽段单液浆水灰比自0.5：1~1.25：1，三乙醇胺为水泥重量的0.5‰，食盐加量为水泥重量的5‰；粘土水泥浆的原浆比重1.18~1.28，水泥加量100~250Kg/m3，水玻璃加量10~30l/m3，注浆一般要遵循先稀后稠的原则。
3.3.4 注浆结束标准
注浆压力与每米注入量达到设计要求，单液水泥浆注浆终量＜100l/min，粘土水泥浆≤250l/min，且稳定时间大于20min。
4 注浆效果检查
通过压水试验来检查注浆效果，内圈孔待选取注2#孔在第四段注浆之前，外圈孔选取Y5#孔分别在第九段和第七段注浆之前,透开钻孔将φ168mm或φ110mm止浆塞下在孔深233.0m或485.0m或720m左右，进行压水试验。调节BQ～350的流量，压力与流量同步观测，每5分钟一次，使压水试验的压力及流量稳定20min以上；压力稳定标准ΔP≤1%，流量稳定标准ΔQ≤10%。
本工程共进行三次压水试验，最后通过计算得出井筒预计涌水量为2.673m3/h，完全满足设计要求。
5 存在的问题及建议
地面预注浆工程是一项综合性、系统性的工程，工序较多且复杂。本工程质量要求高，工期要求较紧，工程施工具有一定的难度，因此，加强施工组织与管理，不断优化施工设计，严格把好各施工环节的质量关，对加快施工速度，保证注浆质量十分重要，在此方面尚需总结提高。
4 结束语
本工程自2008年1月24日第一个内圈孔开工至2008年12月21日最后一个Y孔封孔结束历时333天，总进尺7450.5m，总注浆量33634m3，本工程施工在监理方严格监理和甲方的严格监督下，顺利完成了钻探造孔和注浆任务，各施工环节符合设计要求，各施工工序均按有关规定进行报验。
施工钻孔结构合理，偏斜符合要求，注浆达到结束标准，经抽水试验井筒剩余涌水量约2.673m3/h，计算堵水率达99.38%，注浆质量良好。