河南华安煤业中央回风立井井筒地面预注浆工程施工组织设计 蔡仲国 董永利 薄志丰唐山开滦建设（集团）有限责任公司地矿工程处2013年1月16日目录第一章地理及工程概况- 1 -一、交通位置- 1 -二、自然地理概况- 1 -三、矿井设计概况- 2 -第二章地质及水文地质简介- 2 -一、井筒地质条件概况- 2 -二、井筒水文地质条件- 7 -第三章注浆工程设计方案- 9 -一、工程质量要求及设计依据- 9 -二、井筒技术特征- 10 -三、总体方案设计- 10 -四、注浆材料的选择- 14 -五、注浆施工参数的确定- 15 -六、注浆材料选择技术标准及使用量- 17 -七、注浆施工工艺- 17 -八、预计总工程量- 18 -九、工程工期- 20 -十、投入本工程主要施工机械- 23 -十一、工程供水供电容量设计- 24 -十二、管理人员及劳动力安排计划- 24 -十三、质量目标及注浆结束标准- 24 -第四章工程施工组织措施- 25 -一、造孔施工技术措施- 25 -二、注浆施工技术措施- 27 -三、特殊层位的注浆措施- 29 -四、质量目标保证体系及注浆质量检测措施- 29 -五、工程施工工期保障措施- 31 -六、施工安全保障措施- 31 -七、文明施工保障措施- 33 -八、环境保护措施- 34 -第五章工程竣工验收需提交的技术资料- 34 -第一章地理及工程概况一、交通位置河南华安煤业（鹤煤十一矿），位于河南省西北部，东距安阳市20km，南距鹤壁市25km，行政区划隶属安阳县伦掌乡和蒋村乡。主、副、风井工业广场位于安阳县蒋村乡双全村。鹤煤十一矿井田中心东距京广铁路安阳站约22km，安（阳）李（珍）铁路、水冶岗子窑煤矿专用铁路线均在本井田中南部通过。（北）京珠（海）高速公路和107国道从本区东部26km处通过，安（阳）林（州）公路在本区南部通过，大（赉店）白（莲坡）线公路在本区西部2km处通过，南（乐）林（州）高速公路从本区南通过；区内至安阳、水冶、伦掌、王家岭均有沥青公路相连，交通方便。二、自然地理概况地形：本区位于太行山东麓、丘陵向平原过渡地带，地势北、南两面高，中间低；西高东低。水系：本区属海河流域卫河水系，井田内及附近河流和水库等地表水体发育；汾红江河从井田的中部通过，为间歇性河流，发源于井田外的老爷山，上游称为湾河，流经双全水库，于东麻村汇入安阳河。大大小小水库十余个，主要水库为和本井田相邻的双全水库。气候：本区属北暖温带大陆性干旱季风气候，最高气温41.7，最低气温-21.7，年平均气温14.1；年最大降水量1182.2mm，年最小降水量271.9mm，年平均降水量556.8mm；降水集中在每年的68月份，平均降水量362.6 mm，占全年降水量的65.12%；年平均蒸发量2328.3mm，年蒸发量大于年降水量；最大冻土深度为35cm。地震：据河南省地震局和鹤壁市、安阳市地震办公室资料，本区及附近地区历史上未发生过大的破坏性地震。但发生在其它地区、对本区产生过较大影响的烈度在级以上的地震有20多次，本区地震基本烈度为度，其地震设防应为。三、矿井设计概况矿井设计生产能力为1.80Mt/a，服务年限为50.7a。矿井采用一对主、副立井开拓，地面自然标高为+135.5m+138.3m；井口标高为+138.5m；井底标高为：-840m。主井：净直径5.0m，装备一对20t底卸式六绳箕斗。副井：净直径6.5m，装备一对1t矿车双层四车多绳罐笼，组合钢罐道，玻璃钢梯子间。风井：净直径7.0m,井底标高-835m。矿井开采对象主要为二迭系山西组大占砂岩之下的二1煤，结构简单，为全区可采的厚煤层，煤层厚度4.198.66m，平均6.47m，倾角816，属低灰中灰，特低硫、低磷、高发热量的贫煤、贫瘦煤和瘦煤。煤层顶底板工程地质条件好，便于管理；瓦斯含量大，预测矿井为有煤与瓦斯突出危险性矿井；本区为地温低梯度矿井，矿井地温梯度0.4032.319/100m，属地温正常区，井田东北部和中东部可能存在I级高温区。第二章地质及水文地质简介一、井筒地质条件概况（一）、地层情况本区大部被第三、四系覆盖，基岩零星出露。井筒穿过的地层自下而上为石炭系上统太原组（C3 t）、二叠系下统山西组（P1sh）和下石盒子组（P1x）、二叠系上统上石盒子组（P2s）和石千峰组（P2sh）、第四系(Q)。现分述如下：1、太原组(C3t)井筒穿过的石炭系上统太原组为一套海陆交互相沉积。厚度49m，由灰黑色泥岩、深灰色砂质泥岩、中、细粒砂岩、薄层菱铁质泥岩和薄煤层组成，其中L8灰岩较稳定，厚度为3.50m，为深灰色，隐晶质结构，含燧石结核及动物化石，该段含煤1层，煤厚0.60m，不可采。2、山西组(P1sh)自二1煤层下第一层菱铁质泥岩顶到砂锅窑砂岩底，平均厚度97m，该组主要由砂岩、砂质泥岩、泥岩和二1煤层组成，根据岩性组合特征分为四段：（1）二1煤层段自二1煤层下部第一层菱铁质泥岩顶界到大占砂岩底，厚度为14.70m和14.23m，平均厚14.12m。该段下部为灰黑色砂质泥岩，含较多植物根部化石，局部夹粉砂岩薄层。中部为二1煤层，煤层厚分别为7.74m和7.22m，平均厚7.48m，二1煤层厚度稳定，为本井田内主要可采煤层。本段上部为深灰灰黑色砂质泥岩，含较多植物化石。（2）大占砂岩段自大占砂岩底到香炭砂岩底，厚度为39.25m和35.80m，平均厚37.53m。该段中、下部为灰色细中粒石英长石砂岩（大占砂岩），以其含大量白云母片为特征，大占砂岩不稳定，砂岩厚度和粒度变化均较大，大占砂岩之上为细砂岩、粉砂岩与灰黑色泥岩互层，泥岩中含菱铁质鲕粒。（3）香炭砂岩段自香炭砂岩底到冯家沟砂岩底，厚度为26.25m和21.70m，平均23.98m。该组一般为二元结构，即从下向上为砂岩、砂质泥岩或泥岩和砂岩、砂质泥岩夹粉砂、细砂岩。砂质泥岩为灰色含鲕粒。（4）小紫泥岩段自冯家沟砂岩底到砂锅窑砂岩底，厚度为13.95m和15.80m，平均14.88m。下部为浅灰色细粒砂岩或粉砂岩，含白云母片，上部为深灰色、紫红色泥岩、砂质泥岩，含铝质及菱铁质鲕粒（俗称小紫泥岩）。本组与下伏太原组呈整合接触。3、下石盒子组(P1x)本组自砂锅窑砂岩底到田家沟砂岩底，平均厚266.90m。根据岩性组合特征自下而上又分为：三煤段、四煤段、五煤段、六煤段计四个煤段组成，现分述如下：（1）三煤段自砂锅窑砂岩底到四煤底砂岩底，厚度为79.85m和87.85m，平均厚83.85m。本段以暗紫色、灰绿色泥岩、砂质泥岩为主，底部和中上部发育数层细、中粒砂岩，底部砂岩（砂锅窑砂岩）多为中、细粒砂岩，厚度变化大，为下石盒子组与山西组分界砂岩，亦为本井田主要标志层。其上为紫红、灰绿色铝土质泥岩，含较多菱铁质鲕粒。中上部砂岩多为细粒砂岩或粉砂岩，岩石的粒度、层厚和砂岩层数变化均较大。（2）四煤段自四煤底砂岩底到五煤底砂岩底，厚度为55.50m和55.60m，平均厚55.55m。该段主要由中、粗粒砂岩、深灰、灰绿色砂质泥岩和泥岩组成。井检孔资料统计，砂岩平均占55%，而砂质泥岩和泥岩仅占45%。在纵向上岩性的变化是：下部以中、粗粒砂岩为主，中部为泥岩夹细粒砂岩薄层，上部则以中、细粒砂岩夹泥岩薄层为主。（3）五煤段自五煤底砂岩底到六煤底砂岩底，厚度为46.00m和39.20m，平均厚42.60m。本段为下石盒子组砂岩最发育的含煤段。（4）六煤段自六煤底砂岩底到田家沟砂岩底，厚度为96.40m和82.95m，平均厚89.68m。本段以浅灰色砂岩与灰紫、灰绿色砂质泥岩、泥岩互层为特征，其底部为六煤底砂岩，厚度为17.10m和14.45m，平均厚15.73m，为中、细粒长石石英砂岩，厚度较稳定。本组与下伏山西组呈整合接触。4、上石盒子组(P2s)自田家沟砂岩底到平顶山砂岩底，平均厚271.80m。由暗紫色、灰绿色砂质泥岩、泥岩和灰白、灰绿色粗、中、细粒砂岩组成，局部含铝质及菱铁质鲕粒，根据岩性组合特征，该组分为七煤段和八煤段。（1）七煤段自田家沟砂岩底到八煤底砂岩底，厚度为117.20m和114.45m，平均厚115.83m。该段下部以灰白、浅灰色中、细粒砂岩为主，夹暗紫、灰绿色砂质泥岩、泥岩，上部则以暗紫、灰绿色砂质泥岩为主，夹中、细粒砂岩薄层。底部为一层浅灰、灰白色粗、中粒砂岩，厚度为9.60m和9.55m左右，泥硅质胶结，其下部含小砾石。（2）八煤段自八煤底砂岩底到平顶山砂岩底，厚度为161.85m和176.90m，平均厚169.38m。该段的特点是以灰绿色、暗紫色砂质泥岩、泥岩为主，中夹浅灰色、灰绿色中、细粒砂岩薄层，底部砂岩厚14.20m和3.30m，为浅灰灰白色粗、中粒砂岩（八煤底砂岩），泥硅质胶结，岩石坚硬。本组与下伏下石盒子组呈整合接触。5、石千峰组(P2sh)本组保留厚度282.30m。根据岩性组合特征分为4段：即平顶山砂岩段(P2sh1)、二段(P2sh2)、三段(P2sh3)、四段(P2sh4)。现分述于下：（1）平顶山砂岩段段厚82.75m和76.40m，平均厚79.58m。为浅灰、灰白色中、粗粒长石石英砂岩，夹紫红、浅绿色砂质泥岩，底部粒度粗且含小砂石，向上粒度变细，到该段上部变为细粒砂岩，但顶部又变粗，可视为不完整的两个沉积旋回。（2）石千峰组二段段厚79.30m和88.25m，平均厚83.78m。该段以灰色、灰绿色细粒砂岩、粉砂岩与暗紫、紫红色砂质泥岩、泥岩互层为特征，因该段上部往往发育有泥灰岩薄层，并含有泥灰岩结核，故习惯将该段称为同生砾岩段。从旋回看，该段是平顶山砂岩段第二沉积旋回的中间部分。（3）石千峰组三段段厚57.10m和60.85m，平均厚58.98m，该段最显著特征是：全段为清一色的暗红色砂质泥岩和泥岩，偶夹泥灰岩薄层，应为平顶山砂岩第二旋回的上部。（4）石千峰组四段该段保留厚50.00m和74.65m，平均保留厚度62.33m。该段为暗紫红色细粒砂岩、粉砂岩与砂质泥岩互层。6、第四系(Q)第四系厚度13.00m，除上部不足1.00m为耕植粘土外，其余全部为粘土。（二）、瓦斯主、副井检孔施工时均采取了二1煤层瓦斯样，经现场解吸和试验室测试表明，井检孔二1煤层瓦斯成分以沼气（CH4）为主，平均占81.38%，其次为氮气（N2），平均占15.2%，二氧化碳含量最低，平均仅占3.43%经检验表明，副检孔中煤的孔隙率为3.9%，煤的坚固性系数（f值）0.210.23，瓦斯放散初速度（P）5.1。经孔内瓦斯压力测试，主检孔中测量深度为928.18m，二1煤层瓦斯压力测定值为1.25Mpa；副检孔中测量深度947.17m，二1煤层瓦斯压力测定值1.26Mpa。根据上述测试结果，与1995年煤炭工业部制定的防治煤与瓦斯突出细则对照，煤的坚固性系数和煤层瓦斯压力及煤的破坏类型均达到和超过了煤层突出危险性临界指标值，但煤层瓦斯放散初速度则小于突出危险性临界指标值。故二1煤层非常接近突出煤层，建井中要特别注意。二1煤层突出危险性指标对照表 煤的破坏类型瓦斯放散初速度P煤的坚固性系数f值煤层瓦斯压力P(Mpa)煤层突出临界值100.50.74二1煤层实测值5.10.210.231.251.26二、井筒水文地质条件（一