口孜東礦副井施工至608m深度時停止施工,開始進行打鑽探砂岩裂隙水。副井打鑽探水位置從累深608m~705m,段高為97m,砂岩段累計厚度40.8m,利用兩根原預埋孔口管打鑽探水,並在周邊布置八個孔;副井1#探水鑽孔:2008年3月25日1:00開始鑽進,26日6:10在鑽進86m時開始出水,共鑽進89.12m;湧水量從5m3/h增加到25.5m3/h,而後單孔湧水量一直在18m3/h~25m3/h之間,平均湧水量為:22.0m3/h,靜水壓力一直穩定在5.7MPa。
3.3 口孜東礦井筒水害預計可能出現的湧水量
副井水害不治理正常掘進,推算可能出現的湧水量預計:
1)采用裘布依穩定承壓井流公式可以計算井筒湧水量
Q井=2∏T(H0__HW)/( ㏑R/r井)
=1738.0511m3/d= 72.5m3/h。
2)井筒檢查孔評價在孔深692m~705 m的13m厚粗砂岩含水層段評價不準確或與實際不符;通過此次探水工作認定該段屬較強含水層。
如果不對風、副井含水層進行注漿治理,預計井筒施工過粗砂岩含水層時正常湧水量50m3/h~73.0m3/h,如果施工中遇到大的縱向、橫向導水裂隙或導水斷層構造,湧水量還會進一步增大,直接影響風、副井井筒安全施工,稍有麻痹就會造成淹井事故;因此必須對含水層進行注漿治理。
3.4 副井在608m處注漿施工
3月27日中班開始對1#探水鑽孔進行注漿,先後施工了1~6#探水鑽孔並對其進行了注漿,注漿段高為97m;
1)注漿壓力:取靜壓的2~3倍,正常注漿壓力取12MPa~15MPa,注漿終壓為3倍,P終=17.1MPa;可根據孔口管周邊具體情況酌情進行調整,注漿結束的標準:注漿終壓達到後,注漿泵吸漿量降低到30L/min,穩定時間為30min;
2)漿液配製:此次注漿選用以單液水泥漿為主,單液漿水灰比為2:1~1:1,從稀漿到稠漿;必要時采用水泥~水玻璃雙液漿,水玻璃波美濃度為40,模數32。
副井在砂岩含水層打鑽探水和注漿施工:一期施工了7個鑽孔(其中1個檢查孔),加固止漿墊及孔口管共消耗漿液量58.4m3,水泥及水玻璃分別為47.6t和9.7t;其中實際有效注水泥漿128.8m3,共用水泥72.9t,水玻璃1.51t。
在以後的注漿過程中副井受多孔注漿的影響,副井底板鼓起,臨時止水墊破碎,在對1~6#孔近20天的施工注漿過程中,孔口管歪斜,已經無法再施工新孔,注漿也十分困難。14日早班3#和5#孔的湧水量:8.5m3/h、0.8m3/h,由於3#和5#鑽孔孔口管歪斜,特別是3#鑽孔原孔變形嚴重,掃孔不走原道,下止水塞注漿時發生串漿現象,大量高壓漿液從孔口管周邊冒出,出現封孔和孔內注漿無效的情況,對含水層的注漿沒有完全達到目的。為了擺脫目前困難局麵,多次開會進行分析研究,並尋找新的解決辦法。
4 井筒帶水施工
為了達到更好的注漿效果,注漿地點距離含水層再近一點,決定掘進49m,離含水層25m處(井深657m)停頭打鑽探水。
4.1 副井鑿掘施工
副井自4月15日恢複掘進揭開破碎的止水墊前,必須形成完善的可靠的排水係統;在副井鑿掘施工過程中,利用井下打灰期間采用淹井法進行了三次實際湧水量測量觀測3次湧水量,分別為19.0m3/h、19.5m3/h、18.7m3/h。湧水量都在19m3/h左右;未出現湧水量有增大的趨勢,按照技術要求掘進到井深657m停止施工,掘出4.0m(夠打止漿墊厚度)後,立即按要求施工止漿墊。
4.2 副井帶水施工止漿墊
準備好副井止漿墊施工所需的一切材料:
1)止漿墊厚度的確定:以按照《建井工程手冊》中的計算厚度為原則,止漿墊厚度計算公式:
Bn = P0 r /〔σ〕+0.3 r= 3.3 (m)
(Bn為止漿墊厚度,P0為最大注漿壓力,r為井筒掘進半徑,〔σ〕為混凝土允許抗壓強度)
當止漿墊處在砂質泥岩(較軟岩層)中時,考慮安全係數,止漿墊厚度在原厚度的基礎上再增加0.7m,止漿墊厚度在4.0m。若能在細粉砂岩上打止漿墊時,利用細砂岩增加厚度,止漿墊厚度可選擇稍薄一點在3.5m。
2)止漿墊上布置孔數:沿周邊布置9個孔,井中布置1個檢查孔,計10個孔;孔口導向管要避開原來的位置,在原孔的空檔中布置,離井壁0.5m左右;提前加工好打止漿墊所需要的導向管,每個導向管周邊都要焊接不同方向的5根鋼筋橫擋,要使導向管和周邊鋼筋混凝土形成一個整體。還要備齊打止漿墊所需的2台水泵及濾水井等材料。