應用技術
作者：方紅平
摘要 千米深井施工，遇到粗砂岩強含水層威脅井筒的安全鑿掘。在探清粗砂岩含水層的賦水性後，對5.7MPa的高壓水害采用注漿技術進行治理，施工鑽孔對含水層進行了17MPa的高壓注漿，認真落實施工中安全措施，確保了井筒在基岩段的順利、安全施工，取得了較好的治理效果。
關鍵詞 千米井筒；粗砂岩高壓水害；注漿治理技術
中圖分類號TD8 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）42-0114-02
口孜東礦采用中央豎井開拓，是目前國內穿過鬆散層最厚，井筒最深、直徑最大、采用凍結法施工的千米井筒。其中副井井筒設計深度為1 032m（風井1 010m），井筒設計淨直徑分別為8.0m（風井7.5m），實際基岩段掘進直徑大於9.1m。井筒實際穿過表土層厚度為575m，基岩段深度為457m，其中基岩風化帶厚度23m。施工實際凍結深度為625 m（凍結管深617m），凍結段支護深度為610m，基岩段未凍結深度為407.0m。
1 問題的提出
口孜東礦副井井筒率先進入基岩煤係地層施工，基岩段有多層較厚的粗、中、細砂岩，其中一層粗砂岩的厚度12.5m，還有8.7m細砂岩、6.8m中砂岩，裂隙發育，含有大量裂隙水，距離鬆散層較近可能受其補給，將威脅該井筒的安全鑿掘。因此必須對岩層段進行水文地質條件探測，一方麵查明岩層的富水性，預計湧水量以評價其富水性程度及其水力聯係；製定井筒施工期間的防治水措施。另一方麵研究治理方案，對副井基岩段煤岩富水區進行注漿治理。
井筒鑿掘施工期間，由於場地狹小，吊盤空間有限，安裝水泵能力小或利用吊桶提水，臨時管路及排水設施不健全，水泵故障率高，因此過基岩段含水層出現淹井事故也時有發生。口孜東礦針對基岩段高壓水害在探測與治理方麵上下高度重視，采取了認真對待的態度，明確求實的治理方法，積極務實的預防措施，確保了井筒在基岩段的順利、安全、穩妥施工，保障了井筒安全。
2 對副井井檢孔水文地質條件分析
考慮到受基岩地層水、斷層水及砂岩裂隙水的影響；副井井筒施工期間對井筒檢查孔水文地質方麵進行了詳細分析和研究，對井檢孔基岩段部分砂岩含水層進行了劃分和確認，對施工中的井筒湧水量進行了估計和預算；
2.1 副井施工前井筒檢查孔水文地質評價內容
根據副井井筒檢查孔基岩含水層劃分及湧水量預算成果，井筒檢查孔對全孔基岩段進行了混合抽水試驗。抽水段592.7m~1095.5m，抽水段厚502.9m，含水層厚115.4m，靜止水位標高-4.13m，恢複水位標高-7.5m，抽水成果S=48.53m，Q=0.142L/s，q=0.00293 L/sm，K=0.002013272m/d，R=21.78m，水溫t=23℃。根據測井曲線，基岩段主要有兩個含水層，第一含水層：574.2m~604.1m，層厚29.9m，預計湧水量3.1m3/h，第二含水層：719.4m~742.5m，層厚23.1m，原預計湧水量0.34m3/h。
2.2 井筒水害分析
井筒檢查孔對基岩含水層水源分析：地質層位在埋深692m~705m的粗砂岩，屬砂岩裂隙水；距第四係界麵117m。井筒檢查孔評價在孔深716.8m~739.8m，23m厚度段，屬弱含水層。
盡管井筒檢查孔顯示基岩含水層屬弱含水層，經過認真分析，對此水文地質資料的可信程度表示懷疑；本著“有疑必探，先探後注，先治後掘”的原則，對該段岩層進行探放水，以獲得實際可靠的水文地質資料，指導井筒施工。
3 副井在（608m）處超前探測基岩含水層
3.1 井筒基岩段水文地質特征
基岩段部分地段砂岩占的比例較大，有多層較厚的粗、中、細、粉砂岩。在基岩上段有單層厚度8.7m細砂岩、6.8m中砂岩、12.5m粗砂岩，粗-粉砂岩占地層總厚度的比例為40.6％。部分地段砂岩占的比例更大。裂隙發育，含有大量裂隙水。根據副井基岩段含水層劃分及湧水量預算成果，受基岩地層水、斷層水及砂岩裂隙水的影響；
3.2 副井在608m處超前探測基岩含水層鑽孔施工
施工超前探測基岩含水層鑽孔，查明副井基岩段二疊係地層25煤層頂板以淺100m範圍內的岩層裂隙發育及分布特征；.探測基岩段二疊係地層富水區，以評價其富水性及其水力聯係。查明副井基岩段二疊係地層25煤以淺煤層頂底板的岩層導水裂隙帶範圍內的砂岩分布和富水性特征；為副井基岩段施工防治水及水害治理提供技術依據。