注浆时,若含水层比较薄,可将含水岩层一次注完全深。若含水层比较厚,则应分段注浆。分段注浆时,每个注浆段的段高应视裂隙发育程度而定,裂隙愈发育段高应愈小,一般在15~30m之间。
厚含水岩层分段注浆的顺序有两种:一种是自上而下分段钻孔,分段注浆。这种注浆方式注浆效果好,但注浆孔复钻工程量大;另一种是注浆孔一次钻到含水层以下3~4m,而后自下向上借助止浆塞。这种注浆方式的注浆孔不需要复钻,但注浆效果不如前者。特别是在垂直裂隙发育的含水岩层内,自下向上分段注浆更不宜采用。
2)工作面预注浆
当含水岩层埋藏较深时,采用井筒工作面预注浆是比较合适的。井筒掘进到距含水岩层一定距离时便停止掘进,构筑混凝土止水垫,随后钻孔注浆。当含水层上方岩层比较坚固致密时,可以留岩帽代替混凝土止水垫,然后在岩帽上钻孔注浆。止水垫或岩帽的作用,是为了防止冒水跑浆。工作面预注浆如图10-34所示,注浆孔间距的大小取决于浆液在含水岩层内的扩散半径,一船为1.0~2.0m。
当含水岩层裂隙连通性较好,而浆液扩散半径较大时,可以减少注浆孔数目。如台吉副井注浆时,实际上只注了两个孔就使井筒涌水量由59.6m3/h降到6~10m3/h,取得
了较好的注浆效果。
2.壁后注浆
井筒掘砌完后,往往由于井壁质量欠佳而造成井壁渗水。这对井内装备、井筒支护寿命和工作人员的健康都十分不利,而且还增加了矿井排水费用,所以必须进行壁后注浆加固封水。壁后注浆,一般是自上而下分段进行。注浆段高,视含水层赋存条件和具体出水点位置而定,一般15~25m。
井筒围岩裂隙较大、出水较多的地段,应在砌壁时预埋注浆管。在没有预埋注浆管而在砌壁后发现井壁裂缝漏水的区段,可用凿岩机打眼埋设注浆管。注浆孔的深度应透过井壁进入含水岩层100~200mm。在表土层内,为了避免透水涌砂,钻孔不能穿进井壁,只能进行井壁内注浆填塞井壁裂隙,达到加固井壁和封水的目的。
3.浆液
注浆材料选择得是否合适,是决定注浆封水效果的关键。对注浆材料的要求:材料来源广、价格低廉、封水性好、注浆工艺简单、人员作业安全、浆液凝胶时间短而且可以往制。目前应用的注浆材料主要有:水泥浆液、水泥-水玻璃浆液和MG-646浆液等。
1)水泥浆液
水泥浆波是由水泥和水以4:1~0.5:1的水灰比调制而成的浆液,它是一种广泛应用的基本浆液材料。水泥浆液具有材料来源广、结石强度高、成本低、注浆工艺简单和工作安全无毒等优点。但是,水泥颗粒较粗,水泥浆有易离析、稳定性差和凝固时间校长等缺点。因此,水泥浆通常用在裂隙宽度大于0.15mm的含水岩层中注浆堵水。
2)水泥-水玻璃浆液
水泥-水玻璃浆液,是由水泥浆和水玻璃的水溶液在注浆孔口或孔内混合而成的。这种浆液结石率高、堵水效果好、凝胶时间由几秒到几十分钟可以控制,并且可注性较水泥浆好。但是利用水泥—水玻璃浆液注浆是双液注浆,注浆工艺比较复杂。这种浆液适用于堵塞基岩中具有一定流速的地下水流。
3)MG-646浆液
MG-646浆液属于化学浆液,它是由丙烯酰胺为主剂与其他药剂配制成的水溶液。这种浆液注入含水岩层后,发生聚合反应形成具有弹性不溶于水的聚合物。MG-646浆液的凝胶时间可以控制,其可注性、封水性和耐久性均好。用它加固砂层时,其强度可达到0.7~0.8MPa。但是,MG-646浆液价格较贵,材料来源不如前者。
七、井筒安装工作
井筒安装工作的内容包括:罐道梁、罐道、管路、电缆、梯子间和井底金属支撑结构等的安设。
井筒安装工作,除采用掘砌安一次成井外都是在井筒掘砌工作完成后进行。当矿井有主副两个井筒时,两个井筒贯通后要交替进行井筒安装工作。对于用钢性罐道装备的井筒,其安装工作根据罐道梁和罐道等安装时间的关系,又分为分次安装和一次安装方式。
(一)分次安装
分次安装井筒装备的方式,如图10-35所示。先在吊盘上从井口自上而下安装全部罐道梁、梯子间和电线卡子等,然后再自下向上在吊架上安装罐道,最后从井底向上安装管路。一般
采用双层吊盘安装罐道梁,在下层盘上挖梁窝或打树脂锚杆眼,在上层盘上安装罐道梁等装备。安装罐道的吊架的各层间设有梯子供人员上下。吊架每层平台上没有折页,工作时放开,提放时合起。
分次安装井筒装备工作,组织管理工作比较简单。但是,安装设备需要进行二次改装,从而使井筒安装工作工期较长。
(二)一次安装