SJP水泥浆封堵强涌水钻孔可控注浆工艺技术研究

以云南毛坪铅锌矿勘查钻孔涌水治理实践为背景,针对金刚石钻进钻孔高涌水压力和大流量涌水的工程实际,对多种涌水治理方案进行了论证分析。依据实测的涌水量及涌水压力等参数,提出了可控注浆堵涌工艺。论述了SJP水泥浆基本组成及其性能特点,可控注浆止涌的工艺技术,分析了止涌注浆孔口压力变化与孔内浆液处境之间的关系,提出了止涌注浆压力变化中的“零起点”和“零末点”及h值等新概念,以及利用压力变化判断涌水通道类型的方法等。经3个涌水钻孔的注浆止涌的实践表明,按研究成果对大涌水量钻孔进行治理,有效封堵了这3个强涌水钻孔,保证了工程顺利施工。     

PHP—NaK泥浆的护孔效果

我队分别在临汝矿区外围和扬山矿区施工,区内裂隙异常发育,部分岩石破碎,常发生涌水或大量涌水。由于涌水层位深,不便扩孔下套管隔离。因此,我们使用胶凝浆液“粘土—PHP—NaK”压涌。在不同深度的涌水钻孔中压涌效果显著。1 PHP—NaK的的复配 欲配1m~3PHP—NaK高聚物复合水溶液所需材料:聚丙烯酰胺干粉PAM5kg,火碱N_aOH50kg,栲胶粉50kg。容器:1m~3铁池一个,用土坯或石块支起便于加热。     

基抗开挖涌砂处理

1工程概况及工程地质情况在下部为含砂土地基中开挖基坑时，如果周围降水效果不好，极易从桩间发生涌水涌砂现象。如果基坑周围某处缺少支护桩，就会使该处涌水涌砂更加严重。长春某厂子午胎车间箱形基础基坑开挖便是如此。该基础基坑防护灌注桩和降水井点的布置见图1。目2Fig．21．2、68－6ap钢管（多根）33一木方；4一护桩；5一承台；7一钻孔；9一建筑基础；10一厂房；11一地基土；12一淤泥；13一砂层基坑从左至右。开挖深度逐渐增大，右侧坑边开挖到砂层后，发生严重涌水涌砂现象。图1中A处缺少一根防护桩，该处涌水涌砂现象尤为严重。…     

钻孔桩在基坑围护中的应用

钻孔桩应用于基坑围护，由于其桩间接合部位密封较理想、桩体刚度好，因而可有效地防止涌水、涌淤、涌砂等，能承受较大的弯矩，适于较深基坑的开挖，且具有受场地空间限制小、工期短及施工对邻近建筑物、地下管线不产生影响等特点。     

黄陇煤田煤层顶板水害特征及其防控技术

陕西黄陇煤田是我国主要产煤基地之一,煤层开采主要受顶板巨厚洛河组砂岩水威胁,水害防控形势严峻,分析顶板涌水特征、研究水害防控关键技术对于煤矿安全生产具有重大意义。在收集该区域典型煤矿工作面涌水量资料的基础上,分析顶板水害类型及其主控因素,总结工作面涌水量变化规律,并研究顶板巨厚砂岩含水层水害形成机理,进而提出顶板水害防控关键技术。结果表明:(1)黄陇煤田顶板含水层充水可分为持续涌水式、非持续涌水式和泥砂溃涌式3类,持续涌水式包括可控持续型和高强度持续型,非持续涌水式分为离层涌水型(包括偶发离层涌水型和频发离层涌水型)和脉冲式涌水型,以及泥砂溃涌型共6型。(2)关键隔水层厚度、煤层与洛河组砂岩间距、洛河组砂岩的富水性共同决定顶板涌水形式:当关键隔水层厚度较小甚至缺失,洛河组砂岩富水性弱且与煤层间距较小时,发生脉冲式涌水;当关键隔水层厚度较大且分布稳定,洛河组砂岩富水性中等至强且与煤层间距较小时发生持续涌水;当关键隔水层巨厚,洛河组砂岩富水性弱且与煤层间距巨大时发生离层涌水;当煤层顶板导水裂隙带范围内的侏罗系地层发育胶结不良地质体或煤层出现冒顶现象,容易形成水砂溃涌灾害。(3)地下水位监测预警技术、地面钻孔疏放离层积水技术、井下泄水巷集中排水技术、排水系统建设与维护技术、减水开采技术等是黄陇煤田水害防治的关键技术;工作面精细管理制度、工作面水情日分析制度、专家会诊及对标学习制度等是做好水害防治工作的配套管理对策。      

粉细砂层中锚索施工涌水涌砂的处理技术

广州市良业大厦基坑支护工程存在较厚的淤泥质粉细砂层,预应力锚索锚点位置处于粉细砂层中时,锚索施工易发生涌水涌砂现象而引发基坑事故。施工过程中通过采取跟管钻进干钻成孔、墙后孔口设置止浆袋及墙后注浆的处理措施,减少了锚索施工过程中涌水涌砂现象的发生,避免了因涌水涌砂水土流失造成基坑外地面下沉而引发的基坑事故。     

快速封堵巷道顶板高压大流量集中涌水的井下骨料添加工艺

为解决注浆封堵巷道顶板高压大流量集中涌水时注入的浆液被涌水冲散流失的问题,提出了利用井下钻孔在涌水裂隙内添加骨料阻水的工艺。井下钻孔内注入骨料要使用骨料添加器,利用注水方式把骨料推送到涌水裂隙中去。以某矿FL8-1处的巷道顶板涌水堵漏为例,对井下钻孔骨料添加工艺技术要求进行了较为全面的介绍。指出注浆连通试验是判断钻孔内是否具备注入骨料的重要手段,当试验时钻孔内注入的水泥浆在极短时间内全部跑出时,说明导水通道宽大、直短,适合注入骨料,注入时要采用粗细结合的方式进行;相反,与涌水点连通性差的钻孔内则不具备注入骨料的条件。     

水环境同位素测试分析对判别矿井水文地质条件的意义

水环境同位素的测试对分析水文地质条件,判断地下水的补给来源有着重要的意义。东北某煤矿自投产以来多次发生涌、突水事故,威胁生产安全。采取了河水、泉水、湖水、钻孔各目的层地下水及矿井涌水共26个水样,通过系统分析各水样点的氚、氘、氧18组成及含量变化特征,间接分析矿井水的补给来源。分析研究证实矿区地下水来源于大气降水,矿井涌、突水来源为浅部河水,为指导煤矿采取防水治水措施、维护矿井安全指明了方向。     

国道213线五指山隧址区水文地球化学特征研究

运用水文地球化学方法对国道213线五指山隧道进行研究。涌水起源和地下水循环特征等方面的研究。结果表明:国道213线五指山隧道涌水属于深循环地下水,进口段隧道涌水主要来自于砂页岩含水层,而隧道出口段涌水化学组成则受控于石膏矿物的溶解;硫、氧同位素组成分析证实五指山隧道主要涌水带均与浅表地下水的直接下渗有关。此研究成果为隧道涌突水的预防和治理提供了理论依据。     

黑山煤田封堵涌水孔段的浆液和注浆方法

黑山煤田处于沙漠边侧,地层有纯砂粒构成的、透水性较強的中细砂层,这类地层中如含有承压水时,会发生钻孔涌水,对于中细砂涌水钻孔,用泥浆冲孔时,可通过适当增大泥浆相对密度,来压制地下水涌出,ZK18-28孔是涌水孔,也是采用绳索取心钻进的孔,因此不宜使用高相对密度泥浆。用套管亦未奏效。若用注浆法,对于中细砂层是不适用水泥浆的。而溶液型浆液的注浆封堵中细砂层,在技术有可行性,对于涌水压力不大的孔,又有可用低强度,因而也是低成本的浆液,因此选择了比较亷价的水玻璃类的SPN浆液,并采用双隔离塞的注浆法,在ZK18-28孔中取得了封堵中细砂涌水层的初步封堵效果。     

软土隧道盾构出洞灾害的渗流应力耦合分析

对盾构出洞口涌水涌砂灾害问题作了分析。利用Midas-GTS软件,建立了盾构出洞施工的有限元模型。考虑盾构出洞施工的渗流-应力耦合效应,研究了盾构工作井外加固土体前方高水位工况下,地下水绕加固土体下卧土层的渗流规律以及加固土体前方原状土的沉降规律。研究结果表明,在假定井外加固土体完全隔水情况下,洞门涌水涌砂灾害的发生与否受到土体加固长度、井外地下水等因素影响;土体加固长度的增加对工程安全有利,但成本较高;地下水位的降低能有效减小盾构出洞洞门涌水灾害的发生,需综合考虑工程安全性、经济性和工期等来确定合理的施工参数。     

针对复杂地层金刚石钻头的改进与应用

复杂地层的钻进与取样问题一直是钻探行业的一个技术难题。由于地层结构的杂乱无规律、软硬互夹层多、换层频繁以及破碎层硬、脆、碎的特性,使得在钻探施工过程中钻头寿命低下,频繁提下钻导致坍孔、掉块、缩径、漏失、涌水等事故经常发生,钻探效率难以提高。针对以上问题,根据目前钻探施工普遍采用的金刚石绳索取心钻探工艺,通过试验对金刚石钻头进行设计与改进,提高钻头的钻进效率与使用寿命,可大幅提高钻探效率并减少事故发生率,从而取得良好的经济效益。     

矿井最大涌水量计算和参数确定──试论南方岩溶矿井的水均衡预测方法

我国南方岩溶管道流矿井涌水量计算问题较复杂。本文通过地下水动态过程曲线的均衡分析，以暗河排泄流量反求补给水量，并借河渠洪流估算理论预计矿井最大涌水量。由于对确定的数学模型，采用了集中参数系统和宏观求取参数的方法，使计算简便新颖。文中附有计算涌水量实例和矿井涌水量预测验证资料，表明方法的可靠性。     

风管式气举反循环钻具及其在大口径钻井施工中的应用

目前大口径钻井施工中常用的泥浆正循环钻进存在着泥浆流速慢、携渣能力差、重复破碎严重、钻井效率低、钻头磨损快、能源消耗大、钻井事故发生率高等问题,气举反循环钻进工艺可有效解决上述问题。风管式气举反循环钻井工艺简单易实现,能有效减少重复破碎,钻进效率高,能源消耗少,钻头寿命长,成井质量好,对涌水和漏失均有很好的抑制作用。介绍了风管式气举反循环钻井工艺原理、专用钻具及其现场使用情况。     

花梨隧道岩溶水文地质条件及危险性评估

花梨隧道是瓮开高速的控制性工程,其地质构造及岩溶水文地质条件较为复杂。采取现场地质调查、钻探、测量、室内岩土物理力学指标试验、电法物探等综合勘察手段,分析花梨隧道含水层岩性组合特征、可溶岩体系分布特征及岩溶水系统性,查清了其岩溶水文地质条件,并对涌突水危险性进行了分级评价。结果表明:（1）花梨隧道地表出露的可溶岩与非可溶岩,分为泥质粉砂岩组成的非可溶岩与灰岩组成的可溶岩两个体系;（2）花梨隧道预测正常涌水量为32 126.4 m3·d-1,隧道最大涌水量应按预测涌水量的2~6倍考虑;（3）花梨隧道可溶岩段内岩溶涌突水危险性总体为中等危险,其中极高危险段占总长度的16%。      

耐高压厚壁井管与上托盘式异径井管止水法在隧道施工中的应用

我国是个多山国家,隧道工程在公路和铁路建设中占很大比例,涌水问题历来是个难点,多采用排引水方法将水排出施工场地以外,这样会使地下水系统破坏,造成生态失衡,引起环境恶化等生态问题。本文通过雁门关隧道涌水的防治,详细介绍了耐高压厚壁井管与上托盘式止水法[1]的原理、施工工艺及防治效果。该方法不仅可以成功根治水患,保证隧道施工顺利进行,而且可以使其得以充分利用,保护当地生态环境,该涌水防治技术是隧道工程的一大创新,达到了国际领先水平,如推广应用,可实现极高的经济效益和社会效益。     

柴家沟钼矿复杂地层岩心钻探技术

柴家沟钼矿地层破碎、裂隙发育、蚀变多样、涌水、完整岩石坚硬,而且地质设计要求大部分为斜孔,钻探施工中遇钻孔漏水、坍塌掉块、进尺缓慢、跑斜严重等技术难题。从钻孔结构、冲洗液配置、护壁堵漏、硬岩钻进、涌水地层加重泥浆的使用、立轴式钻机斜孔施工注意事项等方面总结了钻探施工经验。     

某铁路勘察近水平孔取心钻探施工技术

采用水平、近水平孔钻探取心是了解隧道地质情况的有效手段。某铁路隧道近水平钻孔设计倾角11°,终孔深度491.1 m,是工区内具有代表性和特殊性的一个钻孔。钻探施工中钻遇长段硬、脆、碎花岗岩地层,且伴随持续涌水,施工难度很大。通过改进设备、合理选择钻孔结构和取心钻具、使用环保型冲洗液和高效润滑脂等方法,保障了钻进施工正常进行。同时,就测斜和孔内事故处理提出解决方案,总结了水平钻孔施工安全注意事项。针对尚待解决的问题,提出相应建议。实践证明,该孔采用的设备器具与技术方法是有效可行的。     

湖南道县铁锰矿Ⅱ矿体岩溶矿区矿坑涌水量分析

矿坑涌水是矿山地下开采面临的首要问题,合理的涌水量预测方法是目前国内外研究的热点和难点所在。本文以湖南省道县铁锰矿Ⅱ矿体-50 m开采水平为例,利用有限差分数值方法对矿坑开采的涌水量进行模拟与分析。计算结果表明,涌水量主要来自于车子江的补给,但东部、南部、北部及降雨的补给量所占比例增大,说明Ⅱ矿体涌水量来源较广泛。综合分析,数值法所计算出的不同季节、不同雨强特征的涌水量,更符合矿区实际条件,模拟结果可以作为矿区开采设计的依据。