千米立井注漿防治水止漿墊施工方法

2023-09-17 12:06:00

專利名稱：千米立井注漿防治水止漿墊施工方法
技術領域：
本發明涉及一種止漿墊施工方法，特別涉及一種在千米深立井注漿堵水過程中的 止漿墊施工方法，屬於礦井建設工程技術領域。
背景技術：
隨著中淺層煤炭資源的日益匱乏和煤礦採掘技術的飛速發展，千米深立井工程層 出不窮，深立井掘進過程中經常穿越含水層，掘進過程中防治水問題亟待解決，在高地壓、 高水壓的條件下，注漿過程中止漿墊需要足夠的承載能力，以保證能用最大注漿壓力將漿 液注入含水層的裂隙中。因而在立井施工中如何保證止漿墊具有足夠的承載能力，並在此 前提下儘量減小對掘進速度的影響被提到了議事日程上來，這個問題對千米深立井注漿堵 水效果尤為重要。這是因為井筒較深導致地壓、含水層水壓很大，需要相應提高注漿壓力， 從而對止漿墊的設計方法和施工工藝提出了嚴格的要求，不合理的止漿墊設計方案和施工 工藝都有可能導致止漿墊失效，導致注漿失敗，將嚴重影響井筒的施工進度，甚至對生命和 財產構成巨大威脅。因此對千米深立井注漿工程，特別是止漿墊施工不能有絲毫閃失，保證 良好的注漿堵水效果，相應提高掘進速度。經對現有技術文獻的檢索發現，收錄於《金屬礦山》2001年第1期，由紀東黎所著 的《豎井工作面高壓預注漿止漿墊設計與施工》中介紹，某鐵礦巖層高角度張性裂隙非常發 育，其寬度最大為200mm，閃長巖為裂隙承壓含水層，湧水量很大，採用經驗公式計算止漿墊 的參數；收錄於《山東煤炭科技》2009年第4期的徐栓祥所著的《龍固礦深立井高壓大流量 工作面止漿墊和「巖帽」的設計研究》一文，提出按注漿承壓和封水要求止漿墊在最大注漿 壓力作用下，應控制在彈性變形範圍內，才能保證其穩定和安全，防止高壓大流量湧水下注 漿施工中可能造成的止漿墊失效問題；收錄於《江蘇煤炭》2009年第8期趙志明、塗心彥所 著《立井深水下混凝土止漿墊施工技術》一文對水下混凝土止漿墊、拋渣回填處理施工止漿 墊等止漿墊施工工藝進行對比，得出了混凝土止漿墊較為經濟實用的結論。上述文獻介紹的立井注漿堵水過程中止漿墊的施工方法，都是簡單的按照止漿墊 經驗公式進行設計，而且採取的技術措施不夠完善，未能針對性地在止漿墊施工全過程中 採取綜合的保證注漿效果的有效措施，雖然施工了止漿墊，仍存在注漿失敗造成井筒坍塌 的安全隱患。

發明內容
本發明克服現有止漿墊施工方法存在的不足，提供一種能夠保證千米深立井注漿 堵水效果的止漿墊的綜合施工方法，其不僅在注漿墊施工準備階段，而且在砌築濾水層、安 裝集水井和防水層、澆注混凝土止漿墊階段採取多方面的綜合技術措施，從而達到有效保 證注漿堵水效果的目的。本發明是通過如下技術方案實現的一種千米立井注漿防治水止漿墊施工方法，包括以下步驟
第一步井筒淋幫水處理；第二步砌築濾水層；第三步安裝集水井和防水層；第四步安裝固定注漿導向管；第五步澆注混凝土止漿墊；其特徵在於步驟三中所述安裝集水井和防水層，是在濾水層中上部預留一定體積的空間，空 間內安裝無底濾水木箱，然後在無底濾水木箱中由下往上依次鋪設防水層、澆注水泥砂漿 和砌一層磚；步驟五所述的混凝土止漿墊是圓臺形，圓臺形的頂部直徑等於井筒掘進斷面的直 徑，底部直徑大於井筒掘進斷面的直徑，從而利用井壁的支承力和混凝土止漿墊與井壁的 結合力聯合抵抗高注漿壓力；施工時，首先按設計的圓臺形尺寸在井壁上爆破出輪廓線，風 鎬整形達到設計規定的形狀和尺寸並進行臨時支護，然後澆注混凝土，分層搗固，使止漿墊 與井壁結合部充填密實，合為一體。本發明所述的針對千米深立井注漿堵水過程中止漿墊的施工方法採用了圓臺形 止漿墊並將其與井壁緊密澆注在一起，能夠有效地阻止注入的漿液向上滲漏；並能夠充分 利用井壁的支承能力，封閉含水層，保證能用最大注漿壓力把漿液注入含水層裂隙，確保了 千米立井施工過程中高水壓、高注漿壓力下注漿堵水的效果，最大限度地降低了止漿墊的 厚度，加快了注漿施工的速度。


圖1為本發明施工流程圖。圖2為本發明施工步驟一、二示意圖。圖3為本發明施工步驟三示意圖。圖4為本發明施工步驟四示意圖。圖5為本發明施工步驟五示意圖。
具體實施例方式
參照附圖，對本發明進一步描述。本發明所述的對千米深立井注漿堵水過程中止漿墊的施工方法，施工流程如圖1 所示，包括第一步井筒淋幫水處理；第二步砌築濾水層；第三步安裝集水井和防水層；第四步安裝固定注漿導向管；第五步澆注混凝土止漿墊；所述步驟一的具體操作內容如圖2所示採用井壁壁後注漿的方法封堵井筒淋幫 水，若壁後注漿後仍有部分淋水，需要安設截水槽截水，使淋幫水不進入工作面，以保證混 凝土的澆注質量；所述步驟二的具體操作內容如圖2所示當井筒掘進到修築止漿墊的位置後，將工作面的破碎矸石按設計厚度平整好，形成濾水層；所述步驟三的具體操作內容如圖3所示在平整好的破碎矸石中間開挖一個規 格為0. 6X0. 6X0. 6m的集水井，並在集水井中安設無底濾水木箱，在濾水箱上口接上吸水 管。然後在濾水層上部鋪設2 3層防水油氈，在防水油氈上澆注一層50 IOOmm厚的水 泥砂漿，並在上面砌一層磚；所述步驟四的具體操作內容如圖4所示按照設計位置和傾斜角度安裝、固定注 漿導向管；所述步驟五的具體操作內容如圖5所示①止漿墊整型；按設計的圓臺形爆破止漿墊外形，並用風鎬整形，使之達到設計規 定的形狀和尺寸；②加強支護；在巖石破碎的地方，及時用錨噴、單體支柱進行臨時支護，以保外形 尺寸。③澆注混凝土 ；混凝土標號C45，並加入早強劑；採用吊桶下混凝土，混凝土須先 倒在無水高處，由高處向低處推移，以保混凝土不被水稀釋；澆灌混凝土時，止漿墊上平面 須高於井壁底面1500mm，嚴格分層搗固；特別是止漿墊的周邊與井壁聯接處、孔口管處、吸 水管外側加強震搗，充填密實；使止漿墊與井壁結合部充填密實，合為一體。
權利要求
1.一種千米立井注漿防治水止漿墊施工方法，包括以下步驟第一步井筒淋幫水處理；第二步砌築濾水層；第三步安裝集水井和防水層；第四步安裝固定注漿導向管；第五步澆注混凝土止漿墊；其特徵在於步驟三所述安裝集水井和防水層，是在濾水層中上部預留一定體積的空間，空間內安 裝無底濾水木箱，然後在無底濾水木箱中由下往上依次鋪設防水層、澆注水泥砂漿和砌一 層磚；步驟五中所述的混凝土止漿墊是圓臺形，圓臺形的頂部直徑等於井筒掘進斷面的直 徑，底部直徑大於井筒掘進斷面的直徑；施工止漿墊時，首先按設計的圓臺形尺寸在井壁上 爆破出輪廓線，風鎬整形達到設計規定的形狀和尺寸並進行臨時支護，然後澆注混凝土，分 層搗固，使止漿墊與井壁結合部充填密實，合為一體。
2.根據權利要求1所述的施工方法，其特徵在於步驟一所述的井筒淋幫水處理採用 壁後注漿，當壁後注漿後仍有部分淋水時，安設截水槽截水；所述澆注混凝土止漿墊施工是指砌築圓臺形止漿墊並使其與井壁緊密澆注契合。
3.根據權利要求1所述的施工方法，其特徵在於步驟兒所述的砌築濾水層，是在井筒 掘進到修築止漿墊的位置後，將工作面的破碎矸石按設計厚度平整好，形成濾水層。
4.根據權利要求1所述的施工方法，其特徵在於步驟三所述安裝集水井和防水層，是 在濾水層中上部預留一定體積的空間，空間內安裝無底濾水木箱，然後在無底濾水木箱中 由下往上依次鋪設防水層、澆注水泥砂漿、砌一層磚。
5.根據權利要求4所述的施工方法，其特徵在於所述的預留一定體積的空間是在平 整好的破碎矸石中間開挖一個規格為0. 6X0. 6X0. 6m的集水井，無底濾水木箱安設在集 水井中，在濾水箱上口接上吸水管；鋪設防水層是在濾水層上部鋪設2-3層油氈，澆注水 泥砂漿的厚度50-100mm。
6.根據權利要求1所述的施工方法，其特徵在於步驟五所述的臨時支護是在巖石破 碎的地方用錨噴、單體支柱進行臨時支護。
7.根據權利要求1所述的施工方法，其特徵在於步驟五所述的澆注混凝標號為C45， 並加入早強劑。
8.根據權利要求1所述的施工方法，其特徵在於步驟五所述的施工止漿墊時，採用吊 桶下澆混凝土，混凝土須先倒在無水高處，由高處向低處推移，以保混凝土不被水稀釋；止 漿墊上平面高於井壁底面1500mm。
全文摘要
本發明公開了一種對千米深立井注漿防治水施工過程中澆注圓臺形止漿墊的施工方法，包括有井筒淋幫水處理、砌築濾水層、安裝集水井和防水層、安裝固定注漿導向管、澆注混凝土止漿墊；所述井幫淋水處理採用壁後注漿，所述安裝集水井和防水層是在濾水層中上部預留一定體積的空間安裝無底濾水木箱，然後在其上部由下往上依次鋪設油氈、澆注水泥砂漿、砌一層磚，所述澆注混凝土止漿墊施工是指將止漿墊與井壁緊密澆注契合。本發明在施工全過程中充分利用井壁的支承能力，封閉含水層，保證能用最大注漿壓力把漿液注入含水層裂隙，確保了千米立井施工過程中高水壓、高注漿壓力下注漿堵水的效果，最大限度地降低了止漿墊的厚度，加快了注漿施工的速度。
文檔編號E21D5/04GK102108869SQ20101061560
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年12月30日
發明者李志朋, 王剛, 王渭明, 王磊 申請人:山東科技大學