目前千米深井建設期間突水、突泥、塌方、涌水、流砂等時有發生;建成后井筒內混凝土上下接茬縫漏水、混凝土開裂漏水、混凝土蜂窩麻面漏水、受地壓沖擊(巖爆)井筒變形漏水等,嚴重影響到井筒的結構質量,同時大量的滲漏水為正常上下運輸帶來了安全隱患,每年支付高額的排水費用;修復加壓注漿,混凝土馬上開裂甚至粉碎,究其原因主要是:1、沒有進行有效的成井前預注漿,混凝土在澆筑時裸巖面滲漏水大于10kg/h/延米,水沖走了混凝土中的部分水泥,混凝土凝固后強度達不到設計標號;2、混凝土自然收縮或沉降引起上下接茬縫漏水;3、混凝土標號不夠;為了從源頭上解決這些缺陷,必須在開挖掘進前先對特殊巖體進行優質有效的預注漿,把巖體裂隙水或孔隙水壓退封堵在結構層6米以外,同時讓高性能自密實無收縮混凝土在滲漏水小于10kg/h/延米的環境下施工,才能從根本上解決深井的滲漏水問題。以內直徑8m,深度1000m的礦井為例:
一、需要設備:潛孔鉆機2臺套、BY12-1000L注漿攪拌設備一臺套、大于42MPa的高壓軟管N米。
二、 材 料:BY12-IA型注漿防水堵漏加固料、BY12-VI型注漿防水堵漏加固料、BY12-I型注漿防水堵漏加固料、BY3型堵漏王。
三、施工程序:
1、在工作面,在荒直徑10m(1+8+1荒徑)的圓面上,在周長10×3.14=31.4m圓弧上均勻布置16個鉆孔,在圓心布置一個檢測孔,安裝潛孔鉆機2臺套,(如圖6、圖7),具體鉆孔數量根據現場水文地質情況確定。
2、設計一個鉆孔注漿循環120m深,鉆孔角度往外圍呈扇型擴射寬8m,達到120m終點直徑約24m左右(如圖7);
3、 用φ127mm鉆頭開孔,鉆孔入巖6m深后,同步插入φ108mm孔口管5.6m,用BY12系列注漿防水堵漏加固料雙液注漿密封加固孔口管,把17個孔口管安裝注漿加固完畢,能重復承受30Mpa的注漿壓力;
4、漿液凝固2小時后開始用φ75(89)mm的鉆頭掃孔鉆孔120m深,期間當單孔出水量大于50m3/h時,停止鉆孔,用BY12系列注漿防水堵漏加固料單液注漿,注漿壓力達到30Mpa,穩壓60min,漿液凝固24h后,再次掃孔鉆孔注漿,直至達到120m終點;檢測單孔出水量小于1m3/h為合格,不合格重新掃孔注漿,以此類推把1#、3#、5#、7#、9#、11#、13#、15#孔全部注漿好。
5、用φ75(89)mm鉆頭再對2#、4#、6#、8#、10#、12#、14#、16#進行掃孔鉆孔測水120m深(檢測前8個孔的注漿效果),期間當單孔出水量大于50m3/h時,停止鉆孔,用BY12系列注漿防水堵漏加固料單液注漿,注漿壓力達到30Mpa,穩壓60min,漿液凝固24h后,再次掃孔鉆孔測水注漿,直至達到120m終點,以此類推把2#、4#、6#、8#、10#、12#、14#、16#孔全部注好;
6、若要提高井筒外圍巖體結構,重新掃孔到120m深,插入120m高強注漿鋼管后再注漿,注漿壓力≥30Mpa,穩壓60min;利用鋼管強度和注漿料強度合二為一,提升巖體整體穩定性;以此類推把16個孔全部注好。
7、 用φ75(89)mm鉆頭再對17#孔進行掃孔鉆孔測水120m深(檢測前16個孔注漿效果),期間當單孔出水量大于50m3/h時,停止鉆孔,用BY12系列注漿防水堵漏加固料單液注漿,注漿壓力達到30Mpa,穩壓60min;若無水就直接掃孔鉆孔到120m;
8、漿液凝固24h后,開始掘進,在裸巖面滲漏水小于10kg/h/延米的環境下,用C80高性能自密實無收縮混凝土澆筑,混凝土澆筑完畢上下施工縫無滲漏水;期間裸巖面若局部有大的滲漏水,應及時用BY12系列注漿防水堵漏加固材料迅速注漿止水,確保裸巖在滲漏水小于10kg/h/延米的環境下澆筑混凝土;
9、按第8條的程序掘進澆筑混凝土井壁80延米深,留40延米作為下次鉆孔注漿的巖帽;
10、按3-9的程序再次鉆孔、注漿、掘進、澆筑混凝土井壁,直至到達立井終端位置;
11、超過1000m深,采用C100高性能自密實無收縮混凝土澆筑,混凝土澆筑完畢上下施工縫無滲漏水,直至到達立井終點(鉆孔注漿深度應大于井底30m深);
12、通過這樣的預注漿,可以把巖體裂隙水或孔隙水壓退封堵在結構層6米以外,讓結構混凝土在滲漏水小于10kg/h/延米的環境下施工,為千米深井滲漏水終身小于1m3/h打下堅實的基礎。
13、注漿量: 半徑(6+8+6=20)÷2=10m
體積 半徑 10m×半徑 10m×3.14×深度120m≈37680m3,
經驗可注率按2%計算 37680m3×2%≈754m3
立方米用量按2噸計算 754m3×2噸/m3≈1508噸
損耗系數按1.1計算 1508×1.1≈1658噸
每延米用量 1658噸÷120延米≈14噸/延米