二、注浆终压设计 根据《矿山第一款规定，注浆终压宜大于或等于静水压力的
2~4 倍。即
Po=(2.O ~4.0)P 静水压力 根据《临沂会宝岭铁矿副井井筒检查孔抽水试验综合成果
图》，得知黑云
变粒岩中静止水位 12.41m，钻孔时钻口标高为 +87.42m，则静水位标高为 +75.01m,由于注浆终孔超井底10m计标高为-686.55m，则高差为
H=75.01-(-686.55 )=761 .56m。
计算静水压力为：
P静水压力=p ? g ? h=1.0 x l0kg/m3
x 9.8N/kg x 761.56m=7.46MPa. 含水层取注浆终压为 2 倍的静水压力，得
P0= 2.0P 静水压力=2.0 x 7.46=14.92Mpa 取值 15Mpa
三、止浆垫设计
本设计
止浆垫设计为单级球面形止浆垫，混凝土选用素混凝土结构，选砼等级为
会宝岭铁矿单级球面形止浆垫示意图
滤水桶
止浆垫
-658.5m
碎石滤水层
今7
1
说明：1.图中尺寸单位为mm;
2. 止浆垫砼强度设计为C3C。
C3Q见单级球面形止浆垫示意图如下：
止浆垫厚度按公式计算：
B： P
o
B?P0 ? r/[ (T ]
单级球面形止浆垫厚度，m :注浆终压，i5Mpa
r ：井筒荒半径， 3.05m； [
(T ]：混凝土允许抗压强度，[(T ]=R3-7/k, Mpa
R3-7: 混凝土 3~7 天的极限抗压强度，根据 C30 配合比报告单 7 天
抗压强度为 26.6Mpa；
K :安全系数，取K=2
混凝土抗压强度：[(T ]=R3-7/k=26.6/2=13.3 Mpa ;
止浆垫厚度：Po ? r/[ T ] =15 x 3.05/13.3=3.44m ，取 3.5m; 为防止从止浆垫和井壁结合部位跑浆，止浆垫浇注时向上和井壁重合
0.8m，总厚度3.5m。考虑到工作面有水，为保证止浆垫早期强度，应适当的添 加早强
减水剂。由于工作面有涌水，为保证止浆垫质量，需铺设碎石滤水层， 根据工作面岩石完整性好，裂隙少，并要先注浆封堵工作面涌水后打止浆垫， 现已对-601.7 马头门及往下井筒段已注浆， 则井筒涌水量以 -601.7m 往上计井 筒涌水量，原实测-601.7m马头门往上井筒涌水量为30.4m/h，现往与三处施 工的-601.7m联络巷排水20m/h，则剩余影响止浆垫质量的井筒涌水量应在 10~15m/h，根据《简明建井手册》表4-2-70取滤水层厚度为650mm。
四、井壁强度验算
井壁强度验算公式：[3 ' ]=P°[(D+2E)+4h]/4E(D+E) < [ 5 ]
2
23
3
3
[5 ']:井壁材料的实际压应力，Mpa [5]：井壁材料的允许抗压强度， D:井筒的净直径，5.5m; E: 井壁设计厚度， 0.3m； R:注浆终压，15Mpa
h:球面矢高，h=0.3r=0.3 x 3.05=0.915m; r:井筒荒半径，3.05m;
井壁材料的实际压应力[5 ' ]=P°[(D+2E)+4h]/4E(D+E)=15 X [(5.5+2
22
2
2
30Mpa；
x 0.3) +4x 0.915]/4 x 0.3x (5.5+0.3)=87.4Mpa
22
井壁强度验算值87.4Mpa>30MPa井壁强度不符合施工要求。 则需要计算满足注浆要求的与止浆垫连接段的井壁厚度公式为
: 2 2
2-
E =』D( +Po( 仁- P)) E‘ ：按注浆要求与止浆垫连接段的井壁厚度，m S C井壁材料的允许抗压强 度，30Mpa 代入计算得：E =1.25m 为此决定从止浆垫的底部开始，往上范围内增加井壁厚度至 1.25m，同时 将球面半径浇筑水平，并对止浆垫向上 10m范围内进行注浆加固，来满足井壁 强度验算的要求。 五、 探水注浆孔数设计 探水注浆孔的计算公式为 N= n (D-2A)/L N:注浆孔数量，个； D:井筒直径，5.5m; L:孔间距，由于采用①90mn钻头钻孔，中等裂隙，孔间距取值为 2m A:注浆 孔与井壁的距离，0.5m; 计算 N二 n (D-2A)/L= 3.14 X (5.5-2 X 0.5) /2=7 个。 探水注浆孔数设计为7个，检查孔以最大涌水量的钻孔扫孔结果作为注浆 结果的检查依据，不再设计专门的检查孔。 六、 注浆孔布置设计 该注浆段为黑云变粒岩，岩石完整性较好，且径向垂直裂隙较明显，含水 裂隙大，但裂隙发育不均，裂隙的连通性差，为考虑注浆效果，注浆孔布置时 采取径向、切向斜孔，以满足封水效果。具体见探水注浆孔平面布置图。 1 斜孔径向倾角公式 a =tg\(S+A /H 0 a :斜孔在径向上与竖直轴线的夹角，()； s：终孔位置在径向上超出净径的 距离 s=E+m m E:永久井壁厚度，0.3m; m终孔位置超出荒径的距离，一般 m=24m,取2.5m; A:注浆孔与井壁的距离，0.5m; H:注浆段高，28m 计算钻孔径向倾角为 a =tg (S+A /H= tg (0.3+2.5+0.5 ) /28=6.7 ,取 7°; 切向布孔的切线角一般(3 =110?130°,本设计将切线角取值为120°。详 见下图(副井探水注浆孔平面布置图)： 七、孔口管设计 孔口管设计要确保探水工作的安全，并对排放水能做到有效控制，保障注 浆终压的完成。孔口管采用：108?6mn无缝钢管加工而成，外焊与4寸25MPa高 压闸阀配套的法兰盘，全长 4.1m，埋固3.5m,外露0.6m,以便高压闸阀和注 浆三通盘的安装。孔口管管身焊接数个钢筋倒刺，以增加孔口管管身与周围围 岩的磨擦力。如下图所示： 八、注浆量设计估算 注浆量按公式 Q=N入n ^H n 3 /m Q全部浆液量，m ； -1-10 N:注浆孔个数，7个； 入：浆液损失系数，取1.4 ; R：浆液有效扩散半径，取6m H:注浆段高，28m n :岩层平均裂隙率，取0.03 ; 3 :浆液在裂隙内的有效充填系数，取 0.9 ; m结石率，取0.85 计算预计注浆量 Q=NK n R^Hn 3 /m =7 x 1.4 x 3.14 x 6x 28x 0.03 x 0.9/0.85=985m 施工中应根据注浆的实际情况及时调整 九、注浆设备选型设计 2 1、钻机选型 选用MZ120-H型风动潜孔钻机。该钻机功能具有较强的针对性，重量轻、 人工搬运方便，扭距大、不易卡钻，钻进速度快，钻孔质量高，可调性强，适 应各种岩石，可以钻进不同角度、不同孔径的钻孔。
会宝岭铁矿副井工作面预注浆施工组织设计
