深水位下混凝土止浆垫构筑方法技术

本发明专利技术涉及深水位下混凝土止浆垫构筑方法，先用钢管焊接树根放射状注浆管路，再为工作面注浆予设φ108mm套管5根，在每一根套管上安装一组阀门，组装完毕检查无误后，固定稳绳，用稳车缓慢放下，边放边安装放射状注浆管路，投入1‑2cm和2‑4cm掺配比例为1：2的碎石，投撒要均匀，然后投入20‑30cm厚度的沙层，注浆形成止浆垫。本发明专利技术可快速有效的排水封水，保证井筒的正常延伸。

Construction Method of Concrete Slurry Stopper under Deep Water Level

The present invention relates to the construction method of concrete grouting stop pad under deep water level. Five radial grouting pipes are welded with steel pipe, five radial grouting pipes are set up for grouting at working face, and a set of valves are installed on each casing. After assembly and inspection are correct, the stable rope is fixed, the stable vehicle is slowly lowered down, and the radial grouting pipes are installed at the side, and the mixing ratio of 1_2 cm and 2_4 cm is 1:2. The gravel should be thrown evenly and then into the sand layer of 20 to 30 cm thickness to form a grouting cushion. The invention can quickly and effectively drain and seal water and ensure the normal extension of the wellbore.

【技术实现步骤摘要】
深水位下混凝土止浆垫构筑方法
本专利技术涉及深水位下混凝土止浆垫构筑方法。
技术介绍
山东省某非金属矿主井掘进至162.5米处发生大型突水淹井事故，最大突水量每小时3000立方以上，造成了巨大的损失，没有有效的排水封水技术，井筒不能正常的延伸。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种深水位下混凝土止浆垫构筑方法，本专利技术的技术方案是：（1）先用钢管焊接树根放射状注浆管路，主管设在中间位置，支管直接焊接到主管上，支管部分焊接时，在同一面上要求长短搭配，并且均为下俯角，放射状注浆管路整体部分最大外径为φ3.2m，高度为2.1m；（2）为工作面注浆予设φ108mm套管5根，将套管与放射状注浆管路焊接成为一体，放射状注浆管路在中间位置，套管向放射状注浆管路的主管倾斜，与井壁形成夹角，在每一根套管上、下两段位置焊接导向圈，整体外径为4.3m；（3）在每一根套管上安装一组阀门，要求为DN100/64闸板阀，其上部安装压盖，阀门处于关闭状态，然后用旧风筒布将阀门组部分全部包扎好；（4）组装完毕检查无误后，固定稳绳，用稳车缓慢放下，边放边安装放射状注浆管路，将放射状注浆管路的主管用专用卡板与钢丝绳固定卡牢；下放前准确测量井深，下放过程中严格丈量主钢丝绳长度和注浆管路长度，及时累加出总长度，并作好对比工作；（5）投入1-2cm和2-4cm掺配比例为1：2的碎石，投撒要均匀，专人用铅锤四周测量，及时掌握情况及时调整，然后投入20-30cm厚度的沙层；（6）注浆，首先注入一定量的清水，再注入3-5立方50%的氯化钙溶液，冲稀、中和井下以及注浆管道内的酸性水，按照由稀到浓顺序依次注入水泥浆液，形成止浆垫；浆液注入量：既要充填砾石层空隙，又要尽量充填部分围岩裂隙，同时必须考虑较大的流失量。具体计算如下：V1=1\4Лd2ηHλ=3.14×4.52÷4×20%×6×1.5=29m3V2=λл(D/2+R)2Hηβ/m=1.5×3.14×（5.5/2+3.0）2×1.5×3%×0.9/0.85=74m3V1+V2=103m3d—井筒净直径（m），η—岩石裂隙率（0.5%—3%），H—注浆段高（m），λ—浆液损失系数（1.2—1.5），D—井筒荒径（m），R—浆液扩散半径（m），β—浆液在裂隙内有效充填系数，一般0.8—0.9，取0.9，m—浆液结石率，水灰比1：1浆液结石率为0.85，这里取0.85。按1：1浆液换算成水泥重量为103m3×0.75=77.25t（7）注浆工作进入后期阶段必须严格按照动态平衡标准进行控制，动态平衡的控制方法采用流量控制法，根据注浆浆液流量严格控制排水量，平衡量不得小于20立方米；（8）注浆工作结束后，上部再投撒一层保护剂，并形成一定的隔离保护层，及时排水使之快速恢复到原水位。所述主管采用φ60mm无缝钢管，所述支管采用φ20mm，上布φ8mm小圆孔的钢管，间距200mm均匀错开。所述下俯角为15˚。步骤（2）中套管与井壁形成的所述的夹角为3º，垂直高度6m。所述水泥浆液采用水泥，在浆液快要搅拌好后加入50%的LHG溶液，其量占水泥重量的3%，搅拌均匀即可，水泥浆液配比采用1.5:1、1.25:1、1:1、0.75:1和0.6:1。本专利技术的有益效果为：注浆结束一周后井筒排水到底，测得井筒总漏水量为2.1m3/h，主要原井壁漏水点，封水效果（3000—2.1）/3000=99.9%，用肉眼观查井底止浆垫表面没有明显出水点，可快速的排水封水；通过套管测压5.0Mpa，封水效果和耐压值均达到设计要求，为下一步工作面予注浆工作奠定了成功的基础，井筒可正常的延伸。附图说明图1是本专利技术的主体结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例来进一步描述本专利技术，本专利技术的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。参见图1，本专利技术涉及一种深水位下混凝土止浆垫构筑方法：（1）先用钢管焊接树根放射状注浆管路，主管1设在中间位置，所述主管1采用φ60mm无缝钢管，支管2直接焊接到主管1上，所述支管2采用φ20mm，上布φ8mm小圆孔的钢管，间距200mm均匀错开，支管2部分焊接时，在同一面上要求长短搭配，并且均为下俯角，角度为15˚，放射状注浆管路整体部分最大外径为φ3.2m，高度为2.1m；（2）为工作面注浆予设φ108mm的5根套管3，将套管3与放射状注浆管路焊接成为一体，放射状注浆管路在中间位置，套管3向放射状注浆管路的主管1倾斜，与井壁5形成夹角，夹角为3º，垂直高度6m，在每一根套管3上、下两段位置焊接导向圈，整体外径为4.3m；（3）在每一根套管3上安装一组阀门4，要求为DN100/64闸板阀，其上部安装压盖，阀门4处于关闭状态，然后用旧风筒布将阀门组部分全部包扎好；（4）组装完毕检查无误后，固定稳绳，用稳车缓慢放下，边放边安装放射状注浆管路，将放射状注浆管路的主管1用专用卡板与钢丝绳固定卡牢；下放前准确测量井深，下放过程中严格丈量主钢丝绳长度和注浆管路长度，及时累加出总长度，并作好对比工作；（5）投入1-2cm和2-4cm掺配比例为1：2的碎石，投撒要均匀，专人用铅锤四周测量，及时掌握情况及时调整，然后投入20-30cm厚度的沙层；（6）注浆，首先注入一定量的清水，再注入3-5立方50%的氯化钙溶液，冲稀、中和井下以及注浆管道内的酸性水，按照由稀到浓顺序依次注入水泥浆液，形成止浆垫6；所述水泥浆液采用水泥，在浆液快要搅拌好后加入50%的LHG溶液，其量占水泥重量的3%，搅拌均匀即可，水泥浆液配比采用1.5:1、1.25:1、1:1、0.75:1和0.6:1；浆液注入量：既要充填砾石层空隙，又要尽量充填部分围岩裂隙，同时必须考虑较大的流失量。具体计算如下：V1=1\4Лd2ηHλ=3.14×4.52÷4×20%×6×1.5=29m3V2=λл(D/2+R)2Hηβ/m=1.5×3.14×（5.5/2+3.0）2×1.5×3%×0.9/0.85=74m3V1+V2=103m3d—井筒净直径（m），η—岩石裂隙率（0.5%—3%），H—注浆段高（m），λ—浆液损失系数（1.2—1.5），D—井筒荒径（m），R—浆液扩散半径（m），β—浆液在裂隙内有效充填系数，一般0.8—0.9，取0.9，m—浆液结石率，水灰比1：1浆液结石率为0.85，这里取0.85。按1：1浆液换算成水泥重量为103m3×0.75=77.25t；（7）注浆工作进入后期阶段必须严格按照动态平衡标准进行控制，动态平衡的控制方法采用流量控制法，根据注浆浆液流量严格控制排水量，平衡量不得小于20立方米；（8）注浆工作结束后，上部再投撒一层保护剂，并形成一定的隔离保护层，及时排水使之快速恢复到原水位。本项技术可以应用于各类矿井建设工程中，多次有效解决突水淹井事故。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.深水位下混凝土止浆垫构筑方法，其特征在于：（1）先用钢管焊接树根放射状注浆管路，主管设在中间位置，支管直接焊接到主管上，支管部分焊接时，在同一面上要求长短搭配，并且均为下俯角，放射状注浆管路整体部分最大外径为φ3.2m，高度为2.1m；（2）为工作面注浆予设φ108mm套管5根，将套管与放射状注浆管路焊接成为一体，放射状注浆管路在中间位置，套管向放射状注浆管路的主管倾斜，与井壁形成夹角，在每一根套管上、下两段位置焊接导向圈，整体外径为4.3m；（3）在每一根套管上安装一组阀门，要求为DN100/64闸板阀，其上部安装压盖，阀门处于关闭状态，然后用旧风筒布将阀门组部分全部包扎好；（4）组装完毕检查无误后，固定稳绳，用稳车缓慢放下，边放边安装放射状注浆管路，将放射状注浆管路的主管用专用卡板与钢丝绳固定卡牢；（5）投入1‑2cm和2‑4cm掺配比例为1：2的碎石，投撒要均匀，然后投入20‑30cm厚度的沙层；（6）注浆，首先注入一定量的清水，再注入3‑5立方50%的氯化钙溶液，冲稀、中和井下以及注浆管道内的酸性水，按照由稀到浓顺序依次注入水泥浆液，形成止浆垫；（7）注浆工作进入后期阶段必须严格按照动态平衡标准进行控制，动态平衡的控制方法采用流量控制法，根据注浆浆液流量严格控制排水量，平衡量不得小于20立方米；（8）注浆工作结束后，上部再投撒一层保护剂，并形成一定的隔离保护层，及时排水使之快速恢复到原水位。...

【技术特征摘要】
1.深水位下混凝土止浆垫构筑方法，其特征在于：（1）先用钢管焊接树根放射状注浆管路，主管设在中间位置，支管直接焊接到主管上，支管部分焊接时，在同一面上要求长短搭配，并且均为下俯角，放射状注浆管路整体部分最大外径为φ3.2m，高度为2.1m；（2）为工作面注浆予设φ108mm套管5根，将套管与放射状注浆管路焊接成为一体，放射状注浆管路在中间位置，套管向放射状注浆管路的主管倾斜，与井壁形成夹角，在每一根套管上、下两段位置焊接导向圈，整体外径为4.3m；（3）在每一根套管上安装一组阀门，要求为DN100/64闸板阀，其上部安装压盖，阀门处于关闭状态，然后用旧风筒布将阀门组部分全部包扎好；（4）组装完毕检查无误后，固定稳绳，用稳车缓慢放下，边放边安装放射状注浆管路，将放射状注浆管路的主管用专用卡板与钢丝绳固定卡牢；（5）投入1-2cm和2-4cm掺配比例为1：2的碎石，投撒要均匀，然后投入20-30cm厚度的沙层；（6）注浆，首先注入一定量的清水，再注入3-5立方50%的氯化钙溶液，冲稀、中和井下以及注浆管道内的酸性水...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇海辉，
申请(专利权)人：龙口矿业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37