高 超
(河钢集团矿业公司司家营南区矿山分公司)
田兴铁矿共有3条主井,设计井深均为670 m,井筒净直径为5.6 m,为同一家单位施工。1#、2#主井设计冷冻段290 m,3#主井设计冷冻段210 m,现均已施工完成[1]。冷冻段采用内、外双套壁施工[2],基岩段采取“边探边注、短注短掘”的施工方式应对地下含水层,确保正常掘进施工。矿区基岩的构造以褶皱为主,有少量断裂,并存在小规模的结构面,主要为岩体破碎带和节理发育密集带。竖井工作面注浆时多采用预留岩帽注浆的方式,遇到岩层较差地段则采取止浆垫注浆的方式。
田兴铁矿3#主井井筒冷冻段施工完成后,基岩段进行过2次阶段性注浆,均采取预留止浆岩帽的形式。待工作面掘进至-326 m深时,出现少量涌水,出渣后发现工作面岩石硬度较差,继续打钻探水时探测到工作面下方存在裂隙带。现场转入注浆准备工作,加固岩帽时工作面存在跑浆、窜浆现象,为了确保施工安全,决定采取施工止浆垫充当注浆岩帽,进行堵水注浆。
工作面预注浆一般都会预留止浆岩帽,确保注浆时能够承受注浆压力,不会出现跑浆、开裂现象。止浆岩帽的计算公式为
B=P0D/4[τ] ,
(1)
式中,B为止浆岩帽厚度,m;P0为最大注浆压力,MPa;D为井筒净直径,m;[τ]为岩石的允许抗剪强度,MPa。
若岩石性质较差,应先加固止浆岩帽,确保其强度能够承受后续的注浆压力。3#主井-326 m深处工作面岩石硬度差,加固后发现此工作面不具备充当止浆岩帽的条件。