巨厚表土深立井解凍期間淋水治理及防護對策

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1、巨厚表土深立井解凍期間淋水治理及防護對策簡析摘要：巨厚松散層、大直徑、凍結(jié)法施工的千米深井筒在解凍期間淋水量顯著增大，其淋水治理及井筒安全防護對策在國內(nèi)外尚無成熟的借鑒經(jīng)驗，是一個技術(shù)難題。根據(jù)口孜東礦主、副、風井筒在解凍期間采取的有針對性防護對策，特別是主井采用松散層復合雙層井壁夾層注漿技術(shù)、基巖段壁后注漿技術(shù)成功進行注漿堵水治理，井筒淋水、井壁滲水得到很好控制，效果明顯。本文對此內(nèi)容進行了簡析、探討和展望，其宗旨在于確保井筒解凍期間的安全，實現(xiàn)礦井安全建設(shè)。關(guān)鍵詞：巨厚松散層大直徑千米立井井筒解凍淋水滲水治理復合井壁夾層注漿壁后注漿井筒安全防護對策1、概況1.1、礦井簡況及

2、水文地質(zhì)特征口孜東礦是設(shè)計能力5.0mt/a的特大型在建礦井，位于阜陽市潁東區(qū)，井田面積33.6km2，全井田資源儲量7.71億噸，一水平標高為-967m，采用中央立井開拓方式，布置3個采區(qū)。井田地處淮河沖積平原，屬全隱伏型煤田,第四紀松散層厚度大、埋藏深（平均601.8m），劃為四個含（隔）水層組，流沙層厚且富含水；二疊紀煤系砂巖裂隙含水層位于煤層與泥巖之間，巖性、厚度變化均比較大，分布不穩(wěn)定，富水性不均一，以靜儲存量為主。1.2、井筒概述工業(yè)廣場內(nèi)布置主、副、風三個井筒，井筒凈直徑φ7.5～8.0m，最大掘進荒直徑14.8m，井壁厚度0.5～2.55m。馬頭門位于16-1煤

3、附近，井筒深度1010～1032m，穿過表土層厚度568.5～574.7m，其中粉、細、中沙及礫石層累計厚275.4～299.5m，占表土段厚度的48～52%。三個井筒在松散層段均采用凍結(jié)法施工，凍結(jié)深度617～737m。是目前國內(nèi)井筒直徑最大，穿過松散層最厚，凍結(jié)深度最深的凍結(jié)千米井筒。2、經(jīng)過及問題的提出自井筒竣工以來，三井筒淋水量均有不同程度連續(xù)增大的趨勢，最大值分別達15.4m3/h、9.4m3/h、22.3m3/h，出水點主要分布在550～720m段高，壁座處出水點較集中。據(jù)水樣分析檢測，水源基本來自第四紀“四含”、基巖風氧化帶；據(jù)井筒測溫相關(guān)數(shù)據(jù)表明，期間凍結(jié)段地層

4、溫度呈線性上升趨勢，今年中部松散層溫度從-5°上升至-1°，推算三井筒表土段溫度將逐漸恢復到0°以上。在國內(nèi)煤礦水害事故頻發(fā)的背景下，三井筒淋水量較大，均超過相應規(guī)定，并且有持續(xù)增大的趨勢，存在不同程度的安全隱患。需要認真查找原因，分析研究井筒解凍期間凍結(jié)壁融化規(guī)律、相應影響因素，優(yōu)化井壁注漿研究，開展注漿堵水工作，并制定相應的一系列井筒防護措施。3、淋水治理方案及效果在永久改絞前、三井輪流停絞的情況下，分別對三個井筒進行井壁注漿堵水，堵水量70%～83%，效果較明顯?，F(xiàn)以主井為例詳細闡述松散層復合井壁夾層注漿技術(shù)、基巖段壁后注漿技術(shù)在深厚松散層千米大直徑井筒解凍期間的應用過程

5、。3.1、主井井壁結(jié)構(gòu)主井井筒凈直徑φ7.5m，凈斷面44.2m2，井口標高＋27.8m，落底標高-982.2m，馬頭門標高-967.0m，井筒深度1010m。其中松散層厚度574.7m，基巖段厚度435.3m，最大凍結(jié)深度737m。凍結(jié)段復合井壁585m，為雙層鋼筋砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)外壁之間鋪設(shè)雙層塑料板，厚度為1.5mm*2，外壁與凍結(jié)壁間鋪設(shè)一層25～75mm的泡沫塑料板。外井壁厚度0.5～1.4m，外壁凈徑φ8.7～9.9m，鋼筋砼井壁；內(nèi)井壁厚度0.6～1.2m，內(nèi)壁凈徑φ7.5m，砼標號c40～c75，隨深度的增加而加大。壁座位置585～604m，整體澆筑，厚度2.45m；

6、基巖段單層井壁406m，為素混凝土支護，井壁厚0.5～0.7m，砼標號c40～c50。3.2、注漿范圍及方式根據(jù)井壁出水、滲水情況，確定注漿范圍：井深40m～985m。585m以上為雙層井壁，采用由下而上、每隔20m在井壁上布置1排注漿孔（6個）的夾層充填注漿方式，全面充填內(nèi)外壁之間的空隙，封堵出水點；585m以下為單層井壁，采用由下而上、在每個井壁接茬上方0.5m處布置1排注漿孔（6個）的壁后注漿方式，全面封堵基巖段滲水。3.3、注漿材料與設(shè)備材料使用r42.5普通硅酸鹽新鮮水泥和濃度為30～40be’，模數(shù)為3.0～3.2液體硅酸鈉型水玻璃；單水泥漿液的水灰比為0.6～2.

7、0，水泥～水玻璃雙液體積比按1：0.3～0.6控制，雙液凝膠時間控制在3～5min以內(nèi)。選用單液水泥漿作為加固材料，水玻璃雙液漿作為堵水材料。設(shè)備采用2tgz—120/105型多功能注漿泵，7655風動鑿巖打眼機，lj—3型攪拌機。3.4、注漿孔結(jié)構(gòu)凍結(jié)段內(nèi)、外壁充填注漿孔結(jié)構(gòu)：“孔口管（φ42*400～500mm）+裸孔”，孔口管打進內(nèi)壁450mm，裸孔穿透內(nèi)壁，進入外壁控制在50～100mm之間，終孔深度根據(jù)內(nèi)壁厚度確定；基巖段壁后注漿孔結(jié)構(gòu)：打眼深度2500mm，埋設(shè)長度為1500mm