巨厚表土深立井解凍期間淋水治理及防護(hù)對(duì)策

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1、巨厚表土深立井解凍期間淋水治理及防護(hù)對(duì)策簡(jiǎn)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(hù)對(duì)策在國(guó)內(nèi)外尚無(wú)成熟的借鑒經(jīng)驗(yàn)，是一個(gè)技術(shù)難題。根據(jù)口孜東礦主、副、風(fēng)井筒在解凍期間采取的有針對(duì)性防護(hù)對(duì)策，特別是主井采用松散層復(fù)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(jìn)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(duì)此內(nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)析、探討和展望，其宗旨在于確保井筒解凍期間的安全，實(shí)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

2、水滲水治理復(fù)合井壁夾層注漿壁后注漿井筒安全防護(hù)對(duì)策1、概況1.1、礦井簡(jiǎn)況及水文地質(zhì)特征口孜東礦是設(shè)計(jì)能力5.0mt/a的特大型在建礦井，位于阜陽(yáng)市潁東區(qū)，井田面積33.6km2，全井田資源儲(chǔ)量7.71億噸，一水平標(biāo)高為-967m，采用中央立井開(kāi)拓方式，布置3個(gè)采區(qū)。井田地處淮河沖積平原，屬全隱伏型煤田,第四紀(jì)松散層厚度大、埋藏深（平均601.8m），劃為四個(gè)含（隔）水層組，流沙層厚且富含水；二疊紀(jì)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(chǔ)存量為主。1

3、.2、井筒概述工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)布置主、副、風(fēng)三個(gè)井筒，井筒凈直徑φ7.5～8.0m，最大掘進(jìn)荒直徑14.8m，井壁厚度0.5～2.55m。馬頭門(mén)位于16-1煤附近，井筒深度1010～1032m，穿過(guò)表土層厚度568.5～574.7m，其中粉、細(xì)、中沙及礫石層累計(jì)厚275.4～299.5m，占表土段厚度的48～52%。三個(gè)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(guó)內(nèi)井筒直徑最大，穿過(guò)松散層最厚，凍結(jié)深度最深的凍結(jié)千米井筒。2、經(jīng)過(guò)及問(wèn)題的提出自井筒竣工以來(lái)，三井筒淋水量均有不同程度連續(xù)增

4、大的趨勢(shì)，最大值分別達(dá)15.4m3/h、9.4m3/h、22.3m3/h，出水點(diǎn)主要分布在550～720m段高，壁座處出水點(diǎn)較集中。據(jù)水樣分析檢測(cè)，水源基本來(lái)自第四紀(jì)“四含”、基巖風(fēng)氧化帶；據(jù)井筒測(cè)溫相關(guān)數(shù)據(jù)表明，期間凍結(jié)段地層溫度呈線性上升趨勢(shì)，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(fù)到0°以上。在國(guó)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(guò)相應(yīng)規(guī)定，并且有持續(xù)增大的趨勢(shì)，存在不同程度的安全隱患。需要認(rèn)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(yīng)影響因素

5、，優(yōu)化井壁注漿研究，開(kāi)展注漿堵水工作，并制定相應(yīng)的一系列井筒防護(hù)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(duì)三個(gè)井筒進(jìn)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(xì)闡述松散層復(fù)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(yīng)用過(guò)程。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(biāo)高＋27.8m，落底標(biāo)高-982.2m，馬頭門(mén)標(biāo)高-967.0m，井筒深度1010m。其中松散層厚度574.7m，基巖段厚度435

6、.3m，最大凍結(jié)深度737m。凍結(jié)段復(fù)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(biāo)號(hào)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；基巖段單層井壁406m，為素混凝土支護(hù)，井壁厚0.5～0.7m，砼標(biāo)號(hào)c40～c50。3.2、注漿范圍及方式根據(jù)井壁出水、滲水情

7、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(gè)）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(diǎn)；585m以下為單層井壁，采用由下而上、在每個(gè)井壁接茬上方0.5m處布置1排注漿孔（6個(gè)）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0.6～2.0，水泥～水玻璃雙液體積比按1：0.3～0.6控制，

8、雙液凝膠時(shí)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(fēng)動(dòng)鑿巖打眼機(jī)，lj—3型攪拌機(jī)。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(jìn)內(nèi)壁450mm，裸孔穿透內(nèi)壁，進(jìn)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(zhǎng)度為1500mm