CN102425421B

CN102425421B - 适用于矿山竖井的防治水方法

Info

Publication number: CN102425421B
Application number: CN201110350072.5A
Authority: CN
Inventors: 张春方; 牛明远
Original assignee: Bluestar Lehigh Engineering Institute
Current assignee: Bluestar Lehigh Engineering Institute
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2031-11-08
Also published as: CN102425421A

Abstract

一种适用于矿山竖井的防治水方法，其特征在于：首先在井筒上部含水层采用注浆堵水；在含水层与隔水层交界处设壁座，壁座上面设壁后截水用绕道；绕道内设置放水孔，孔内设导水管；壁座比绕道宽，且宽处部分翘起形成挡水；在联络道上部井筒内设集水圈，集水圈收集的水排到壁后绕道内；联络道底板比绕道高200～300mm，并预埋排水管，将绕道汇集的上部涌水自流到水仓通过排水设备排到地面。它可以改善矿井建设条件，提高施工质量加快进度；而且在矿山生产时期可以有效防止水害，保护矿井安全，减少排水成本，延长矿井服务年限。

Description

适用于矿山竖井的防治水方法

技术领域

本发明涉及一种矿山的防治水方法，特别是一种适用于矿山竖井的防治水方法。

背景技术

目前，我国矿井防治水的措施主要有地面预注浆、帷幕注浆、工作面充填注浆、冷冻法施工等技术措施。这些措施主要用在建设期竖井施工过程中，采用以上的防治水措施后对加快矿井建设，提高工程质量有重要的意义；但是竖井施工完成后生产过程中出现漏水，影响井筒安全性、缩短矿井服务年限；另外、大量渗水沿井壁内外侧进入井下巷道或采场大大增加排水难度，特别是对盐类易溶性矿床的开采形成安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种设计合理、具有防水、截水、排水的功能、有效的防止井筒涌水的危害的适用于矿山竖井的防治水方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种适用于矿山竖井的防治水方法，其特点是：

（1）首先在井筒上部含水层采用注浆堵水；

（2）在含水层与隔水层交界处设壁座，壁座上面设壁后截水用绕道，绕道、壁座及井筒施工成一个整体；绕道内设置放水孔，孔内设导水管；壁座比绕道宽，且宽处部分翘起形成挡水；绕道底板坡度1～3%，最低点设在井筒内连接的通道位置，且采用无机防水涂料防水；

（3）在联络道上部井筒内设集水圈，集水圈收集的水排到壁后绕道内；

（4）联络道底板比绕道高200～300mm，并预埋排水管，将绕道汇集的上部涌水自流到水仓通过排水设备排到地面。

本发明所述的适用于矿山竖井的防治水方法技术方案中，优选的技术方案或技术特征是：

1、步骤（1）中，在竖井施工时，根据竖井穿过的岩层情况对含水层进行注浆堵水；注浆堵水时，先利用水泥浆，或者水泥与水玻璃双液浆，或者水泥、水玻璃和粘土材料进行充填围岩裂隙，封堵出水点，隔离水源；同时胶结加固矿井围岩，增加井筒稳定性。

2、步骤（2）中，所述的壁座基础落在稳定的隔水层，并控制嵌入隔水层的深度，使其不穿透隔水层；在井壁预留联络道使绕道与井筒内联通；壁座、井壁及绕道支护形成整体，壁座作为绕道的底板，井壁作为绕道的内测墙；壁座宽度比绕道宽400-600mm，并在外侧翘起形成挡水使绕道外壁的渗水通过绕道外墙的施工缝渗入绕道内；

所述的绕道采用型钢支架和钢筋混凝土联合支护，绕道每0.4-0.6m设一钢拱架且槽钢插入井壁内，绕道配筋与井壁配筋焊接；加工钢拱架的槽钢型号及绕道配筋参数根据具体围岩压力情况确定；绕道的混凝土分段浇筑，顶部和侧墙施工缝不采取防水措施，以便外侧淋水渗入绕道；绕道底板和挡水的内测施工缝采用止水片或止水带防水并涂一层2-3mm厚的无机防水涂料，防止绕道内汇集的涌水继续向下渗透。

3、步骤（2）中，绕道内的放水孔均匀布置在绕道周围，孔深为1.5～2.0m；根据实际涌水情况布置为若干排，每排布置2-4个疏水孔；放水孔内放导水管，导水管采用直径45-55mm铝塑管加工，管周围开

的虑水孔，孔间距90-110mm，外侧包裹两层土工布；导水管的渗水量定期监测，根据渗水量大小可适当增加绕道周围导水管数量，渗水含泥沙量较大时继续采取注浆措施加强堵水。

4、步骤（3）中，所述的集水圈由槽钢焊接加工成的等边多边形，集水圈一部分嵌入井壁内，一部分突出井壁收到井壁内测渗水；集水圈与井壁的间隙采用水泥砂浆灌实，并在集水圈下面设引水管将收集的渗水引入绕道内。

5、步骤（4）中，绕道收集的井壁内侧和外侧的涌水通过排水管自流排到矿山排水系统的水仓，最终通过水泵排到地面；预留联络道采用型钢支架与井筒支护形成整体，保护井筒安全。

6、本发明绕道防治水措施可以一条矿井单独使用，也可以多条竖井同时使用并通过联络道连通并在联络道内设机械排水设备。多条矿井绕道的涌水汇集到一起通过联络道内的排水设备直接排到地面。

对水文地质较复杂涌水量大的矿井采用本发明方法施工后，不仅可以改善了矿井建设条件，提高施工质量加快进度；而且在矿山生产时期可以有效防止水害，保护矿井安全，减少排水成本，延长矿井服务年限。该防治水措施工程特别适用于盐类易溶矿床开采的矿井，有效地解决矿井生产中的水害问题。

附图说明

图1为本发明方法中绕道的平面图；

图2为本发明方法实施剖面图。

具体实施方式

下面对照附图，进一步描述本发明的具体技术实施方案。本发明所列举的具体实施方式只是对本发明的较佳技术实施方案进行说明，而并不是局限于所列举的。

实施例1，参照图1，2，一种适用于矿山竖井的防治水方法，

（1）首先在井筒上部含水层采用注浆堵水；

（2）在含水层与隔水层交界处设壁座6，壁座6上面设壁后截水用绕道1，绕道1、壁座6及井筒施工成一个整体；绕道1内设置放水孔，孔内设导水管4；壁座6比绕道1宽，且宽处部分翘起形成挡水5；绕道1底板坡度1～3%，最低点设在井筒内连接的通道位置，且采用无机防水涂料防水；

（3）在联络道2上部井筒内设集水圈7，集水圈7收集的水排到壁后绕道1内；

（4）联络道2底板比绕道1高200～300mm，并预埋排水管3，将绕道1汇集的上部涌水自流到水仓通过排水设备排到地面。

实施例2，实施例1所述的适用于矿山竖井的防治水方法的步骤（1）中：在竖井施工时，根据竖井穿过的岩层情况对含水层进行注浆堵水；注浆堵水时，先利用水泥浆，或者水泥与水玻璃双液浆，或者水泥、水玻璃和粘土材料进行充填围岩裂隙，封堵出水点，隔离水源；同时胶结加固矿井围岩，增加井筒稳定性。

实施例3，实施例1所述的适用于矿山竖井的防治水方法的步骤（2）中：所述的壁座6基础落在稳定的隔水层，并控制嵌入隔水层的深度，使其不穿透隔水层；在井壁预留联络道2使绕道1与井筒内联通；壁座6、井壁及绕道1支护形成整体，壁座6作为绕道1的底板，井壁作为绕道1的内测墙；壁座6宽度比绕道1宽400-600mm，并在外侧翘起形成挡水5使绕道1外壁的渗水通过绕道1外墙的施工缝渗入绕道1内；

所述的绕道1采用型钢支架和钢筋混凝土联合支护，绕道1每0.4-0.6m设一钢拱架且槽钢插入井壁内，绕道1配筋与井壁配筋焊接；加工钢拱架的槽钢型号及绕道配筋参数根据具体围岩压力情况确定；绕道1的混凝土分段浇筑，顶部和侧墙施工缝不采取防水措施，以便外侧淋水渗入绕道1；绕道1底板和挡水的内测施工缝采用止水片或止水带防水并涂一层2-3mm厚的无机防水涂料，防止绕道1内汇集的涌水继续向下渗透。

实施例4，实施例1所述的适用于矿山竖井的防治水方法的步骤（2）中：绕道1内的放水孔均匀布置在绕道1周围，孔深为1.5～2.0m；根据实际涌水情况布置为若干排，每排布置2-4个疏水孔；放水孔内放导水管4，导水管4采用直径45-55mm铝塑管加工，管周围开的虑水孔，孔间距90-110mm，外侧包裹两层土工布；导水管4的渗水量定期监测，根据渗水量大小可适当增加绕道1周围导水管4数量，渗水含泥沙量较大时继续采取注浆措施加强堵水。

实施例5，实施例1所述的适用于矿山竖井的防治水方法的步骤（3）中：所述的集水圈7由槽钢焊接加工成的等边多边形，集水圈7一部分嵌入井壁内，一部分突出井壁收到井壁内测渗水；集水圈7与井壁的间隙采用水泥砂浆灌实，并在集水圈7下面设引水管将收集的渗水引入绕道1内。

实施例6，实施例1所述的适用于矿山竖井的防治水方法的步骤（4）中：绕道1收集的井壁内侧和外侧的涌水通过排水管3自流排到矿山排水系统的水仓，最终通过水泵排到地面；预留联络道采用型钢支架与井筒支护形成整体。

实施例7，参照图1-2，一种适用于矿山竖井的防治水方法实验。

某光卤石钾盐矿位于万象平原钾镁盐矿区内，矿山设计规模65万t/a光卤石开采，设计开拓方式为竖井，其中主井施工穿过的矿层自上而去为：Q第四季表土层、粉砂质泥岩、粉砂岩、石膏层、含泥质石盐层、石盐层、光卤石层（矿层）。

根据该矿的工程地质和水文地质情况分析，石膏层为隔水层，表土层、粉砂质泥岩和粉砂岩为含水层，因光卤石矿层及盐岩顶板具有易溶性，为了保护矿体及顶板的稳固性防止井筒渗水进入采场对矿山生产造成破坏，设计采用本防治水措施。

首先在石膏层以上采用壁后注浆堵水，然后在石膏层与粉砂岩层交界处设壁座6及绕道1，并在绕道1上1m处井筒内设集水圈7。集水圈7采用12根22#槽钢焊接成等边12边形，槽钢部分嵌入井壁。

绕道1采用短掘短砌的方式施工，钢筋砼和型钢支架联合支护。钢支架采用10#槽钢加工，钢筋主筋采用直径16mm螺纹钢，联系筋采用直径8mm的Q235钢,钢架连接采用焊接方式；混凝土强度C30，水泥采用防腐的海工水泥。绕道1支护的型钢支架以及基础必须深入井壁300mm并且将绕道1配筋与井壁配筋焊接，使绕道1支护与井壁形成整体。绕道1宽1.2m，支护厚度300mm，壁座6宽1～1.9m。绕道1内平均分布8排导水管4，每排三跟，长度为2000mm；导水管4采用直径50mm铝塑管加工，管周围开

的虑水孔，孔间距100mm，外侧包裹两层土工布。导水管4的渗水量定期监测，根据渗水量大小可适当增加绕道周围导水管数量，渗水含泥沙量较大时采取注浆措施。绕道1设1%坡度，底部和边墙进行防渗水处理,涂料防水层厚度不小于2mm。渗水汇集到绕道1内通过绕道通道下部的钢管自流到-100m水仓。

Claims

1.一种适用于矿山竖井的防治水方法，其特征在于：

（1）首先在井筒上部含水层采用注浆堵水；

（2）在含水层与隔水层交界处设壁座，壁座上面设壁后截水用绕道，绕道、壁座及井筒施工成一个整体；绕道内设置放水孔，孔内设导水管；壁座比绕道宽，且宽处部分翘起形成挡水；绕道底板坡度1～3%，最低点设在井筒内连接的通道位置，且采用无机防水涂料防水；绕道内的放水孔均匀布置在绕道周围，孔深为1.5～2.0m；根据实际涌水情况布置放水孔为若干排，每排布置2-4个疏水孔；放水孔内放导水管，导水管采用直径45-55mm铝塑管加工，管周围开φ8-10mm的滤水孔，孔间距90-110mm，外侧包裹两层土工布；导水管的渗水量定期监测，根据渗水量大小可适当增加绕道周围导水管数量，渗水含泥沙量较大时继续采取注浆措施加强堵水；

2.根据权利要求1所述的适用于矿山竖井的防治水方法，其特征在于：步骤（1）中，在竖井施工时，根据竖井穿过的岩层情况对含水层进行注浆堵水；注浆堵水时，先利用水泥浆，或者水泥与水玻璃双液浆，或者水泥、水玻璃和粘土材料进行充填围岩裂隙，封堵出水点，隔离水源；同时胶结加固矿井围岩，增加井筒稳定性。

3.根据权利要求1所述的适用于矿山竖井的防治水方法，其特征在于：步骤（2）中，所述的壁座基础落在稳定的隔水层，并控制嵌入隔水层的深度，使其不穿透隔水层；在井壁预留联络道使绕道与井筒内联通；壁座、井壁及绕道支护形成整体，壁座作为绕道的底板，井壁作为绕道的内侧墙；壁座宽度比绕道宽400-600mm，并在外侧翘起形成挡水使绕道外壁的渗水通过绕道外墙的施工缝渗入绕道内；

所述的绕道采用型钢支架和钢筋混凝土联合支护，绕道每0.4-0.6m设一钢拱架且槽钢插入井壁内，绕道配筋与井壁配筋焊接；加工钢拱架的槽钢型号及绕道配筋参数根据具体围岩压力情况确定；绕道的混凝土分段浇筑，顶部和侧墙施工缝不采取防水措施，以便外侧淋水渗入绕道；绕道底板和挡水的内侧施工缝采用止水片或止水带防水并涂一层2-3mm厚的无机防水涂料，防止绕道内汇集的涌水继续向下渗透。

4.根据权利要求1所述的适用于矿山竖井的防治水方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的集水圈是由槽钢焊接加工成的等边多边形，集水圈一部分嵌入井壁内，一部分突出井壁收到井壁内侧渗水；集水圈与井壁的间隙采用水泥砂浆灌实，并在集水圈下面设引水管将收集的渗水引入绕道内。

5.根据权利要求1所述的适用于矿山竖井的防治水方法，其特征在于：步骤（4）中，绕道收集的井壁内侧和外侧的涌水通过排水管自流排到矿山排水系统的水仓，最终通过水泵排到地面；预留联络道采用型钢支架与井筒支护形成整体。