式中 λ-壁厚与井筒外半径的比值
R-砼的立方体单轴抗压强度(MPa)
注浆压力的大小是注浆工程成败的关键因素之一,压力太小,浆液扩散半径小,易产生注浆盲区,影响注浆效果;压力太大则可能破坏井壁,综合考虑将注浆压力取值如下:
第一注浆段高正常注浆压力3.5 MPa、 终压4.5 MPa。
第二注浆段高正常注浆压力4MPa、 终压5MPa。
第三注浆段高正常注浆压力5 MPa、 终压6MPa。
2.3.2浆液扩散半径及注浆孔布置
由于浆液扩散半径受裂隙孔隙影响极大[2],根据经验,按浆液扩散半径4m来确定注浆孔距。按此浆液扩散半径,初步确定孔间距范围8 m。副井井筒净直径Φ8.0m,第一注浆段高:排距8m,每排3孔,上下排孔位、孔深交错布置,共布置26排,计78孔;第二、三注浆段高:排距8m, 每排4孔,上下排孔位、孔深交错布置,共布置11排,计44个孔。
2.3.3注浆孔结构
设计孔深:壁间注浆孔深为0.55~0.85m ,孔径42 m m;壁后注浆孔深为1.3m~2.0m ,孔径42 mm。注浆孔结构为孔口管(Φ42×500--1000)。
2.4注浆材料选择
注浆材料选择次序:水泥浆>水泥~水玻璃>化学浆,本工程已采用水泥-水玻璃进行首次注浆,并使井筒涌水量从70m3/h(最大为131m3/h)减少到15m3/h。决定采用由杭州国电大坝安全公司生产的HK-9101聚氨酯化学灌浆材料。
该浆液在物理性能(粘度、胶凝时间、聚合特点等)、强度性能(粘结强度、固砂强度)及高渗透性等方面均可以满足该项工程固结防渗的要求。另一方面,浆液具有稳定性较好、无溶剂等特点,在煤矿井下可以安全使用。
不同条件下的试验结果表明,HK-9101聚氨酯化学灌浆材料的渗透性、胶凝时间可以通过改变浆液浓度进行有效控制,在对粘结强度和抗渗性能不产生较大影响情况下,这样使浆液的应用范围具有很大的扩展性,井下应用时,可根据具体地质条件和工程应用目的进行适当调节胶凝时间。表1为HK-9101化学灌浆材料的主要性能指标。
表1 HK-9101化学灌浆材料性能指标
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注浆堵水施工 3.1施工工艺流程工作人员乘罐笼→至注浆位置并固定临时工作盘→接通风、水、电→检查设备及设施→注浆施工(注浆工艺流程)→施工结束后断开风、水、电→对讲联系后升井。 3.2注浆工艺流程壁间注浆: 风锤开孔至孔深0.55~-0.85m时→安装孔口管→安装高压阀门→关闭阀并连接好注浆设施→一打开阀门→开启注浆泵注入浆液→停注→关闭阀门→换孔。 3.3 注浆系统 3.3.1注浆泵的选型选用2TGZ