1、xx联合煤化有限责任公司朱集西煤矿矸石井三含下段井壁渗水治理工程施工组织设计 目 录一、工程概况第3页（一）矸石井井筒井壁结构第3页（二）矸石井井筒松散层水文地质特征第3页（三）矸石井井筒现状说明第4页（四）矸石井出水水源分析第4页（五）矸石井三含长观测孔水位观测资料第6页（六）矸石井出水简要分析第6页二、矸石井井壁治理方案第6页三、具体施工内容和技术要求第9页四、信号传递 第11页五、劳动组织与工期安排 第11页六、主要施工设备及消耗材料一览表 第12页（一）主要设备一览表 第12页（二）主要材料一览表 第13页七、施工安全技术措施 第13页（一）综合安全措施 第13页（二）施工安全技术措施2、 第17页（三）质量保证措施 第19页八、附图 第20页一、工程概况（一）矸石井井筒井壁结构该井筒松散层段掘进采用钻井法施工，井筒内径（直径）为5.85.2米，外径（直径）为6.7m，壁外充填为分段充填，充填物分别为水泥和碎石。井深0361m为钢筋混凝土井壁，其中289.0361.0壁厚为750mm，混凝土强度为C65C70，模高6.0m； 井深361.0517.8m为双层钢板混凝土复合井壁，混凝土强度为C60C70；517.8521.8m为井壁底，具体如井壁结构图。（二）矸石井井筒松散层水文地质特征根据井筒实揭资料，矸石井筒新生界松散层厚度为469.75m，从上至下可划成四个含水层（组）和三3、个隔水层（组）。（1）第三含水层（组）（含）井深86.45382.60m，厚296.15m，该层主要以灰绿杂色中厚厚层中砂、细砂及粉土等组成，砂层区域内分布稳定，富水性中等较强。本组中部有一层厚层粘土将含水层分为上、下两部，上部单层厚度大，粘土含量低。下部砂层单层厚度小，质不纯，粘土含量较高。含水层砂层厚度159.30m，据抽水试验资料，涌水量0.571 l/ms。（2）第三隔水层（组）（隔）井深382.60458.20m，厚75.6m。由粘土、钙质砂质粘土组成。（3）第四含水层（组）（含）井深458.20469.75m，层厚11.55m， 砂砾层厚5.1m。该含水层以灰白色中细砂及下部砾石层4、，含粘土砂砾组成，该层富水性较弱中等，具差异性，据抽水试验资料，涌水量0.042 l/ms。（三）矸石井井筒现状说明2013年3月30日检修人员发现涌水有增大现象，4月1日下午，矿相关负责人员对该井筒井壁进行巡视，安排井下进行三班观察和每天定时进行一次井壁巡视，截止目前出水点情况如下：第一处出水情况出水位置：位于井深313米（即54模上部法兰与该模混凝土交面）井壁北偏西处；出水范围：水平0.1米范围内；出水形式：涌水，水流呈针状，水头高度为1.1米左右；出水量：2个水眼，水量约0.1m3/h。含砂情况：无。2、第二处出水情况出水位置：位于井深347米（即59模中下部水平环形缝处）井壁北偏西处；5、出水范围：水平环形5米范围内；出水形式：渗水；出水量：水量约0.7m3/h；含砂情况：无。另井壁20模以下多处法兰接茬处出现少量渗水现象，5960模存在两处明显的环形缝。壁座至井深920m基岩段，井壁局部有渗水现象，渗水量小，且范围小，无明裂缝及井壁变形情况。（四）矸石井出水水源分析根据井筒揭露资料，井深313m和347m处位于松散层第三含水层下部，其中313m处地层为16.4米厚的细砂。经水质化验分析，该出水水源为第三含水层水。水质分析如附表。附表E/RLD4-46(2) -1水样分析报告委托单位: 朱集西煤矿取样地点：朱集西煤矿矸石井井筒水样编号: 2012-181取样位置： 313m取样6、日期: 2013年04月 03 日取 样 人: 李俊温度: 无 颜色 :无色涌水量: 无气味: 无 味道: 无 分析日期: 2013 年4月04日透明度：透明悬浮物:无 填报日期: 2013 年4月04日离 子 分 析 项 目 数 目 单 位 离 子 每 立 升 含 量 全 硬 度 4.29德国度 毫 克 毫克当量 毫克当量% 永久硬度 0德国度 阳离子 K+Na+ 461.36 20.06892.92暂时硬度 4.29德国度 Ca2+ 14.830.7403.43负 硬 度 15.31德国度 Mg2+ 9.610.7903.65碱 度 19.60德国度 Fe3+ PH 值 |H|+ Fe2+7、 游离CO2 毫克/升 NH4+ 溶 解 氧 毫克/升 总 计 485.8021.598100氟 化 物 毫克/升 阴离子 Cl- 486.1913.71563.50可溶性SiO2 毫克/升 SO42- 95.531.9899.21总矿化度 1422.05毫克/升 HCO3- 349.225.72326.50 细菌总数 个/毫升 CO32- 5.310.1710.79大肠菌群 个/毫升 NO3- 电 导 率 Us/cm NO2- 总 计 936.2521.598100 审核: 测试:曹莉莉（五）矸石井三含长观测孔水位观测资料月份平均值备注一月-12.577二月-12.529三月-12.405四8、月-12.415截止13日备注：以上数据采用风井三含长观孔水位标高，距离矸石井500m左右。（六）矸石井出水简要分析由于该井马头门和箕斗装矸硐室位于累深880m以下、埋深大，与钻井井壁锅底相距达330m，根据矿方介绍，在马头门和箕斗装矸硐室施工过程中围岩稳定，支护结构没有出现破坏和返修情况。所以，从目前分析来看，由下部马头门和箕斗装矸硐室施工带动上覆基岩变形而引起表土段井壁拉裂出水的可能性不大。综合分析井壁出水情况，目前分析认为主要是由于在井壁中存在着施工冷缝或收缩裂纹和钢板表面与混凝土结合不牢等，而壁后为碎石充填，不能起到封水作用，含水层的高压水（33.3MPa）将直接作用在井壁混凝土表面，9、在高压水的长期作用下，井壁中原有的微细裂纹将产生开裂、扩展和贯通，从而出现渗漏水现象。下一步将通过对地层变形观测、水位观测和井壁变形受力的监测进一步继续分析井壁出水原因，最终摸清其出水机理。二、矸石井井壁治理方案结合我单位施工朱集西煤矿主、副、风三井施工经验，对比井内壁后注浆和地面注浆优缺点，对应三含部位井筒壁后碎石充填段高情况，建议采用上行式壁后破壁注浆方案。鉴于三含含水丰富，故最下部第一排注浆孔应设置在碎石充填段下部累深355m左右粘土层处，然后交替掩护依次上行造孔注浆，注浆范围应覆盖第43节井壁以深整个三含壁后碎石充填段。（1）注浆方案的选定第一阶段：结合矸石井实测柱状图在粘土层段破壁注10、浆。第二阶段：在细砂层段施工补注孔验证注浆效果。（2）注浆部位注浆部位从井深259355m（以井口标高+25.2米作为井深0米）。（3）注浆孔布置方式第一阶段：对350m、340m、330m、320m、310m、300m、290m、280m、270m、260m水平壁后注浆，一排4个孔布孔，孔间距4.08m，共计40个，孔位可根据现场情况进行适当调整。第二阶段：根据注浆效果选择合适水平施工补注孔兼检查孔验证注浆效果，一排2个孔布孔，孔间距8.16m。（4）注浆顺序上行式注浆，造一孔注一孔。（5） 注浆压力的确定P=K(E2+2R0 E)2(R0+E)2式中：P：注浆部位井壁能承受的压力MPa E11、：井壁厚度（内壁）m R0：井筒的净半径2.6m K：井壁材料的允许抗压强度MPa，K=R/n=60/2=30 R：井壁材料极限抗压强度，实际混凝土配比为 C60，砼实际抗压强度65MPa n：安全系数，n=2根据上式可以计算出：井深（m）混凝土强度壁厚（mm）校验压力（MPa）孔口终压（MPa）地面终压（MPa）备注350C707506.964.651.15孔口终压取静水压力的1.5倍。340C707506.964.51.1330C657506.474.351.05320C657506.474.21310C657506.474.050.95300C607505.973.90.9290C70712、506.963.750.85280C707506.963.60.8270C707506.963.450.75260C657506.473.30.7(6)注浆量预测Q=vn/m式中：Q：水泥注入量（m3） ：浆液消耗系数1.5 v：渣层体积 1142 m3 n：充填裂隙率 50% ：充填系数 0.9 m：结合率 0.85计算得出水泥907m3。三、具体施工内容和技术要求（一）对井筒垂深259m-358m段（充填石子、三含段）进行壁后注浆。1、施工内容：（1）对350m、340m、330m、320m、310m、300m、290m、280m、270m、260m水平壁后注浆，一排4个孔布孔，孔间距4.13、08m，共计40个，孔位可根据现场情况进行适当调整。（2）根据注浆效果选择合适水平施工补注孔兼检查孔验证注浆效果，一排2个孔布孔，孔间距8.16m。2、技术要求：（1）壁后注浆工艺流程：采用风钻开孔 安装孔口管孔口管试压 关闭球阀连接混合器与注浆管路 开启注浆泵进行压水 打开球阀 注入水泥浆液 达到设计压力封孔 关闭球阀。（2）注浆站布设：在矸井上井口附近合适地点设置注浆站，注浆设备选用2TGZ-60/210双液注浆泵，DW320泥浆泵，LT-200拌浆机拌浆。沿矸石井井壁下放两趟25mm的高压软管。（3）工作平台的搭设：利用两个箕斗的顶部焊接四根可以拆卸的槽钢，用长宽厚=400030070m14、m的木质大板及8#铁丝搭设临时工作平台进行施工。（4）注浆孔造孔方法：使用YT29A型风锤、42 mm钻头打孔，安设孔口管和防喷板，孔口管外部距丝口端0.1m处周圈焊16mm的螺纹钢，防喷板采用10mm厚3030mm钢板做成，居中位置挖出孔口管孔径，在孔口管安设后用防喷板将孔口管卡牢卡实，然后将防喷板用4根16500mm的锚杆固定在井壁上，防止孔口管的喷出。待孔口管和防喷装置安装完毕后，采用28mm钻头从第一层孔口管内钻进到壁后100mm扫孔疏通注浆通道及时闭阀注浆。（5）注浆方式：采取上行式注浆方式。（6）孔口管安装：孔口管选用42无缝钢管制作，长度为600mm，前部加工成450mm长的马牙15、扣，后部加工成50mm长丝扣，孔口管与2寸高压球阀采用长100mm的短节头连接，孔口管的马牙扣部位缠上生麻，用大锤与风钻推进器，将孔口管推进孔内。孔口管安装完毕后必须进行耐压试验，试验时逐渐加压，压力达到5.0Mpa为合格。对造孔出现的废孔应及时采用水泥、水玻璃封死。（7）注浆材料：注浆材料使用水泥单液浆，封孔时使用水泥浓浆，封孔效果不好时使用水泥水玻璃双液浆。水泥使用新鲜Po42.5R水泥，水玻璃使用模数2.8-3.2，波美度40-45的水玻璃。水泥浆的水灰比为1:1-0.75:1。（8）注浆压力：严格控制注浆时的压力，壁后注浆压力取静水压力的1.5倍。正常时为4.95 MPa，终孔时压力不16、得超过5.0MPa。（9）漏浆处理与封孔方法：注浆若发生漏浆现象，采取间歇注浆或加大浓度，如发现严重跑浆，还应使用棉纱和道钉堵漏。（10）注浆结束标准：注浆压力呈规律性增加，并达到设计终压，每孔注浆终压达到4.95Mpa时即可封孔。（11）所有注浆孔开孔前先用红漆把全部设计孔标出，注浆结束后应挂牌标示。四、信号传递施工时井上下联系同时采用对讲机和电话两种通信方式，确保施工中地面和井筒施工人员通信畅通。井筒上下之间的信号传递由施工单位自行负责。施工单位每班安排专人与矿方井口打点人员专项联系，施工单位的动罐指令需以书写方式传达给矿方井口打点人员，矸石井绞车运行指令再由矿方井口打点人员负责传送。五、17、劳动组织与工期安排（一）劳动组织实行项目部管理方式，选派项目经理1人，技术经理1人，工程技术人员1人。项目经理全面负责工程施工安全技术。每天施工时间为5小时，配备劳动力下表。工 种人 数备 注拌浆工10打眼注浆工3信号工2机修工1电修工1技术员1副经理1经 理1合 计20（二）施工工序与工期安排（1）工程准备2天（2）粘土层段破壁注浆20天（3）验证孔7天（4）工程收尾1天（5）工程验收1天六、主要施工设备及消耗材料一览表（一）主要施工设备一览表序号设备名称型号规格单位数量备注1注浆泵2TGZ-60/210台22拌浆机LT-200台23风 钻YT29A台54风 镐G10L台55高压胶管25mm18、米8006大 板40030070mm块207手拉葫芦5吨副48泥浆泵DW320台29对讲机防爆部410门铃电话防爆部411电话线DYX-100米50012施工平台套2（二）主要材料一览表序号材料名称型号规格单位数量备注1孔口管42650mm根602水 泥PO42.5R吨10003水玻璃模数2.8-3.2吨34高压球阀2寸个2005球阀1寸个1506生麻公斤107雨衣身108水泥锚固剂箱59树脂锚固剂Z2850箱310变径接头个10011安全带副612防喷头盔副613防喷板副414打眼防喷装置副2七、施工安全技术措施（一）综合安全措施1、施工前向全体施工人员传达、贯彻施工安全技术措施，介绍施工方19、法，进行安全教育经考试合格后方可上岗。2、严格班前及班后会，布置和总结生产安全情况，发现不安全因素，及时汇报并积极处理。3、当班人员严禁班前喝酒，喝酒一律不准上岗。4、井口的材料、工具要放置整齐，其放置地点距井口不得少于10米。5、井筒作业期间，上下井口两侧必须拉设警戒线，施工过程中每班安排专人负责井上口警戒线设置看护，矿方每班安排井下口把钩人员负责井下警戒线设置及看护。非工程施工人员，严禁靠近上下井口，上下井口两侧都要拉设警戒线，警戒线离井口距离10米并悬挂警戒牌。 每班开工前，施工单位通知矸石井下口信号工拉设警戒线，每班收工后，通知井下信号工解除警戒线。6、井筒上下之间的提升、运输信号传递20、由矿方负责，施工信号传递由施工单位负责。施工单位每班安排专人与井口打点人员专项联系，绞车运行指令由井口打点人员负责传送。 7、井筒施工人员都必须配戴安全帽、系好帽带安全带，将安全带系在箕斗护栏上，所有工作平台上的材料必须安放牢固，风锤及大件工具都要用绳栓牢，系在护栏上，小工具妥善放置在工具箱内，手头工具要系留绳。8、每班施工前，矿机运部对井口10m范围内的杂物进行检查清理，防止杂物坠入井筒伤人。每班接班下第一罐时，带班班长必须对井壁是否存在其他杂物进行详细检查，发现对安全存在隐患的杂物必须停罐进行清除，清除后才能进行施工。9、矸石井井口打点人员与绞车司机应认真听从施工单位指挥，积极配合工作。121、0、作业期间，因故需要停风、停水、停电，须提前1天通知施工单位。11、对于井筒内发出的启动指令，井上下信号联系必须明确，方可指挥绞车启动，否则需要再次联系，确认指令后方可操作。12、施工中，井筒内上下严禁平行作业，以防坠物伤人。13、每次收工后及时对井筒进行检查，对存在问题及时处理。14、每天施工情况要及时向矿调度指挥中心汇报。15、注浆管路系统必须安装牢固，每班下井人员，下井都要对井管的内管路悬吊情况进行检查，发现问题及时处理，严防井内事故，当天施工结束工作后施工平台一定要收牢固。16、工作地点设专用电铃、电话直通到井口注浆泵房，保证通信、信号线路畅通。17、每次注浆前应对供水、供电、搅拌、22、注浆设备及井筒提升、信号进行严格检查，还应对管理系统进行耐压试验，注浆结束后，应及时对管路进行冲洗，严防堵管现象。18、注浆时，非工作人员严禁在现场，注浆人员必须佩带劳动保护用品，19、注浆过程中注意观察井壁，钻眼过程中预防孔中喷水伤人，开放阀门，拆卸注浆管路人员，要离开正面方向，特别是打钻时，人要站在风钻侧旁。20、注浆泵司机应严格执行注浆泵操作规程，注浆压力不得超过终压。21、地面注浆泵操作人员应密切注视压力变化，经常与井下联系，不得随意提高压力，严格超压破坏井壁。22、注浆时应严格监视跑浆情况井壁异常情况，一但发现异常，应立即停注，并及时通报矿方。23、箕斗升降要三次信号确认无误后才准启23、动。24、不论地面还是井筒，每班都要做到完工后随即清理余料及时回收工器具。机械设备要擦洗，始终保持清洁，施工场地打扫干净，达到文明施工要求。25、操作平台注意事项及防坠制度25.1施工人员工作时，所用的手头工具，必须装包携带，使用时用细绳子系在手腕上，注浆时工具应放在专用工具箱内。25.2起钩信号发出后不准上下人或抛掷物料工具。25.3在箕斗上操作平台施工人员，保险带必须生根，生根在箕斗上的护栏上，每次使用前必须检查，损坏时立即更换。26、人员下井作业，提升要慢速行驶（不大于2m/s），以便确定停罐位置。27、施工期间，箕斗上面不得超过3人。 28、施工前的供水供电压风需事先联系好矿相关部门，24、在矿方允许的情况下才可以正常安装使用。29、其它未尽事宜按煤矿安全规程、煤矿安全技术操作规程及有关规程规定执行。（二）施工安全技术措施 1、每班施工前由机运事业部认真清理矸石井口20m范围内的杂物及锁扣盘大梁上的浮矸，注浆施工单位设置警戒线，再由机运把钩工专人看守警戒线，防止人员进入，准备工作做完整后注浆施工人员方可入井作业。 2、每班施工前必须安装好施工平台，施工平台采用四根拖底槽钢，槽钢固定在箕斗两侧，槽钢与箕斗的连接处必须连接牢固，然后在槽钢上面架设70mm厚的大板，大板之间的连接用扒钉固定好，确保平台牢固后方可施工。 3、造孔前应将风锤生根在箕斗上方的护栏上，接通风水后先调试下风锤，然25、后找准合适的角度进行开孔。4、注浆安装孔口管施工，用风锤钻孔孔深严禁超过600mm，必须在钻杆上焊接一圈8mm的钢筋作为限位标志；再换用钎头，用28mm钎头从孔口管中透孔时，孔深严禁超过800mm。5、制浆前必须检查各种设备是否完好，运转部位防护罩是否齐全，各阀门开关位置是否正确，供水系统是否畅通，供电系统是否正常，否则必须先处理好后再施工。6、制浆前，首先检查水泥是否结块，结块严禁使用。所制浆液必须过筛方可使用。搅拌人员要严格掌握浆液配比，严防其它杂物进入浆液内，并由专人看管吸浆笼头，以防糊堵。7、注浆压力严格控制在设计终压以内。8、孔口管露出长度严禁超出井壁50mm。当班如有已安装好的孔口26、管，但因为时间关系未进行注浆时，下班前必须在孔口管上安装球阀，并必须将球阀关闭。9、注浆前，应对注浆泵、输送管路系统、孔口管系统进行检查和做耐压试验，达到规定后方可施工。10、注浆期间，要有班、队长跟班统一指挥，并认真做好原始记录，原始记录由矿跟班人员填写，内容包括“孔深、注浆孔位置、注浆孔的深度、浆液配比、双液浆配比、孔口的注浆压力、地面注浆压力及工时利用及注浆量（单液浆、双液浆及水玻璃的量），注浆原始记录经建设方签字后生效。11、注浆过程中，确保风、水、电正常运转，严禁中途停风、停水、停电。12、注浆时，作业人员不准正面对着注浆高压胶管接头处和球阀注浆作业，防止浆液灼伤或飞溅伤人和防止拔管27、伤人。开闭阀门及拆卸注浆管时，人员要避开正面方向。制浆和注浆作业人员必须佩带风镜等必要的劳保用品。13、注浆时应严格控制注浆压力，注浆期间设专人密切观察井壁，注意观察井壁是否有跑浆及井壁稳定情况，发现异常及时停泵，并采取措施处理。14、漏浆处理与封孔方法：注浆若发生漏浆现象，采取间歇注浆处理，如发现严重跑浆，还应使用棉纱和道钉堵漏。以上堵漏如果不起效应立即停止注浆。15、地面注浆站盛浆池内的废浆液，等浆液沉淀后清理。16、地面制浆人员必须配戴防尘口罩。17、对报废的注浆孔和注浆结束的孔必须用水泥锚固剂捣实密封，以免造成后患。18、冲洗管路的浆液要排放到箕斗内，严禁排放至井筒内，每班结束之后必须28、及时清理掉箕斗内的残浆防止水泥浆结块损坏箕斗。19、注浆封孔达到终止压力之后，先关闭孔口管上的球阀，放掉注浆管路里的水泥浆，严禁在封孔过程中压入清水。20、在井筒注浆、地面注浆站、井口及工作平台都应搞好文明施工和环境卫生，地面注浆设备整洁完好。注浆结束时，要及时清洗注浆搅拌机、注浆机及注浆管路等。注浆的水泥袋，应及时收集叠放，不准随地乱扔乱放，做好防尘工作，做到文明施工。（三）质量保证措施1、建立质量岗位责任制和工程质量检测制，工程技术人员跟班，做到班班有原始记录，严格控制好注浆工艺参数，严格按照施工组织设计措施进行施工。2、严格控制水泥、水玻璃原材料的质量，严禁用失效结块水泥、搅拌人员严格掌握浆液浓度，严防水泥、纸屑及其它杂物入池，放浆口设过滤网。3、控制水泥浆液搅拌时间不少于5分钟，存放时间超过1小时以上浆液严禁使用。4、注浆过程中严禁停电、停水。5、注浆堵水加固施工结束后，如实编制竣工资料及时通知甲方组织验收。八、附图1、朱集西煤矿矸石井出水处井壁展开图2、水平注浆孔布置图3、防喷板示意图4、矸石井布置平面图5、孔口管及注浆设置图6、施工平台图图1图2图3图4图5图6