專(zhuān)利名稱(chēng)：豎井內(nèi)透水層預(yù)注漿堵水方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種豎井內(nèi)透水層預(yù)注漿堵水工藝方法，特別涉及一種在豎井內(nèi)深厚透水層預(yù)注漿封堵涌水的工藝方法，屬于礦井建設(shè)工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
豎井掘進(jìn)過(guò)程中經(jīng)常穿越透水層，透水層的堵水問(wèn)題是豎井安全掘進(jìn)的關(guān)鍵，但在高地壓、高水壓的條件下，要將漿液均勻、有效的注入透水層的裂隙中很困難。一般需要很高的注漿壓力，因此要保證止?jié){墊具有足夠的承受能力，另外透水巖層產(chǎn)狀及節(jié)理裂隙等控制了漿液分布，一般僅從工作面注漿難以保證注漿效果，而不良的注漿效果易引發(fā)透水事故，對(duì)礦井掘進(jìn)產(chǎn)生巨大威脅。因此豎井內(nèi)透水層注漿堵水不容許有絲毫閃失，需要一種安全、有效的方法，以保證良好的注漿堵水效果，另外盡量減少注漿堵水工程對(duì)井筒掘進(jìn)的影響，加快掘進(jìn)速度，降低井筒施工成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能夠保證豎井內(nèi)透水層預(yù)注漿堵水效果的工藝方法，該方法不僅在注漿墊施工準(zhǔn)備階段，而且在預(yù)留完整隔水巖層、砌筑濾水層、安裝集水井和防水層、澆注混凝土止?jié){墊、濾水層注漿、注漿孔成孔并鋪設(shè)注漿導(dǎo)向管注漿階段采取多方面的綜合技術(shù)措施，從而有效保證注漿堵水效果，減小混凝土使用量和注漿回次，加快井筒掘進(jìn)速度。本發(fā)明一種針對(duì)豎井內(nèi)透水層預(yù)注漿堵水方法，包括如下步驟(I)預(yù)留完整隔水巖層、(2)井筒淋幫水處理、(3)砌筑濾水層、(4)安裝集水井和防水層、(5)安裝固定注漿導(dǎo)向管、(6)澆注圓臺(tái)型混凝土止?jié){墊、(7)濾水層注漿、(8)注漿孔成孔并鋪設(shè)注漿導(dǎo)向管注漿；其在注漿施工過(guò)程中充分利用隔水巖層和井壁的支承能力封閉透水層，最大限度地降低止?jié){墊的厚度，以承受設(shè)計(jì)要求的高注漿壓力；另外在井筒中心采用鉆機(jī)鉆進(jìn)大直徑注漿孔，深入到透水層，注漿時(shí)漿液沿井筒中心注漿孔向四周均勻滲透，在足夠的注漿壓力作用下，一次注漿即可形成較大止水帷幕。本發(fā)明所述預(yù)留完整隔水巖層是在豎井施工穿越透水層之前預(yù)留完整隔水巖層與后期澆筑的混凝土共同承擔(dān)止?jié){墊作用；所述井筒淋幫水處理采用壁后注漿；所述砌筑濾水層是指當(dāng)井筒掘進(jìn)到修筑止?jié){墊的位置后，將工作面的破碎矸石按設(shè)計(jì)厚度平整好；所述安裝集水井和防水層是在濾水層中上部預(yù)留一定體積的空間安裝無(wú)底濾水木箱，然后在其上部由下往上依次鋪設(shè)油氈、澆注水泥砂漿、砌一層磚；所述安裝固定注漿導(dǎo)向管是用抽水設(shè)備將集水井內(nèi)積水抽干后，撤除吸水管，并在井筒中心安裝、固定注漿導(dǎo)向管；所述澆注混凝土止?jié){墊是指澆筑圓臺(tái)型素混凝土止?jié){墊；所述濾水層注漿是指待集水井將井底水排干后，將水泥漿液沿注漿導(dǎo)向管注入濾水層，使水泥漿液在濾水層矸石孔隙間充填密實(shí)，從而使止?jié){墊、井壁、濾水層和預(yù)留隔水巖層緊密澆注，契合成一個(gè)整體，共同抵抗注漿壓力；所述注漿孔成孔并鋪設(shè)注漿導(dǎo)向管注漿，是指采用鉆機(jī)在井筒中心鉆成一個(gè)大直徑注漿孔，孔深要求深入透水層，然后采用高注漿壓力在透水層中注入水泥漿液，在井筒周?chē)纬芍顾∧唬苑舛峦杆畬?。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1、本發(fā)明所述的針對(duì)豎井內(nèi)預(yù)注漿堵水方法，預(yù)留一定厚度隔水巖層與后澆筑混凝土、注漿后的濾水層共同承擔(dān)圓臺(tái)型止?jié){墊作用，并將其井壁緊密澆注在一起，充分利用隔水巖層和井壁的支承能力，不僅能承受設(shè)計(jì)要求的高注漿壓力，確保豎井施工過(guò)程中高水壓、高注漿壓力下注漿堵水的效果，而且最大限度地降低了止?jié){墊的厚度，減少了止?jié){墊施工和拆除工作量；
2、在井筒中心采用鉆機(jī)鉆進(jìn)大直徑注漿孔，深入到透水層內(nèi)，能保證注漿時(shí)漿液沿井筒中心注漿孔向四周均勻滲透，在足夠的注漿壓力作用下，一次注漿即可形成較大止水帷幕。從而保證了注漿效果，提高了井筒掘進(jìn)速度，尤其對(duì)于穿過(guò)大厚度透水層，效果更明顯。因此能夠應(yīng)有效的應(yīng)用于豎井內(nèi)透水層預(yù)注漿堵水，試驗(yàn)驗(yàn)證具有很好效果。
圖1為本發(fā)明施工流程圖。圖2為本發(fā)明施工步驟1、2示意圖。圖3為本發(fā)明施工步驟3、4示意圖。圖4為本發(fā)明施工步驟5示意圖。圖5為本發(fā)明施工步驟6示意圖。圖6為本發(fā)明施工步驟7示意圖。圖7為本發(fā)明施工步驟8示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的對(duì)豎井內(nèi)透水層預(yù)注漿堵水方法，步驟如下
所述步驟(I)的具體操作內(nèi)容為查閱地質(zhì)勘察資料，當(dāng)豎井掘進(jìn)到透水巖層前，在其上部預(yù)留一定厚度的完整隔水巖層。所述步驟(2)的具體操作內(nèi)容為采用井壁壁后注漿的方法封堵井筒淋幫水，若井壁注漿后仍有部分淋水，需要安設(shè)截水槽截水，使淋幫水不進(jìn)入工作面，以保證混凝土的澆注質(zhì)量；
所述步驟(3)的具體操作內(nèi)容為當(dāng)井筒掘進(jìn)到修筑止?jié){墊的位置后，將工作面的破碎矸石按設(shè)計(jì)厚度平整好；
所述步驟(4)的具體操作內(nèi)容為在平整好的破碎矸石中間開(kāi)挖一個(gè)規(guī)格為
0.6 X 0. 6 X 0. 6m的集水井，并在集水井中安設(shè)無(wú)底濾水木箱，在濾水箱上口接上吸水管。然后在濾水層上部鋪設(shè)2 3層油氈，在油氈上澆注一層5(Tl00mm厚的水泥砂漿，并在上面砌一層磚;
所述步驟(5)的具體操作內(nèi)容為用抽水設(shè)備將集水井內(nèi)積水抽干后，撤除吸水管，并在井筒中心安裝、固定注漿導(dǎo)向管；
所述步驟(6)的具體操作內(nèi)容為
①止?jié){墊整型。按圓臺(tái)型設(shè)計(jì)爆破止?jié){墊外形，并用風(fēng)鎬整形，使之達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的形狀和尺寸；
②加強(qiáng)支護(hù)。在巖石破碎的地方。及時(shí)用錨噴、單體支柱進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，以保外形尺寸。③澆注混凝土?；炷翗?biāo)號(hào)C45，并加入早強(qiáng)劑；采用吊桶下混凝土，混凝土須先倒在無(wú)水高處，由高處向低處推移，以保混凝土不被水稀釋?zhuān)粷补嗷炷習(xí)r，止?jié){墊須超出井壁下端面1500_，嚴(yán)格分層搗固，特別是止?jié){墊的周邊，在止?jié){墊與井壁聯(lián)接處，孔口管、吸水管外側(cè)必須加強(qiáng)震搗，充填密，使止?jié){墊與井壁結(jié)合部充填密實(shí)，合為一體，充分利用井壁的支承能力。連續(xù)澆灌混凝土，以保止?jié){墊質(zhì)量。所述步驟(7)的具體操作內(nèi)容為待集水井將井底水排干后，將水泥漿液沿注漿導(dǎo)向管注入濾水層，使水泥漿液在濾水層矸石孔隙間充填密實(shí)，注漿完成后拔出注漿導(dǎo)向管。所述步驟(8)的具體操作內(nèi)容為采用鉆機(jī)在井筒中心鉆大直徑注漿孔、要求深入到透水層內(nèi)，然后鋪設(shè)注漿導(dǎo)向管，在導(dǎo)向管與止?jié){墊、濾水層、隔水巖層的孔隙間注入水泥漿液，使孔隙充填密閉，然后采用高注漿壓力在透水層中注入水泥漿液，在井筒周?chē)纬芍顾∧?，以封堵透水層?br>
權(quán)利要求
1.一種針對(duì)豎井內(nèi)透水層預(yù)注漿堵水方法，其特征在于其步驟包括 (1)預(yù)留完整隔水巖層；所述預(yù)留完整隔水巖層是在豎井施工穿越透水層之前預(yù)留一定厚度的完整隔水巖層，與后期澆筑的混凝土共同承擔(dān)止?jié){墊作用， (2)井筒淋幫水處理；所述井筒淋幫水處理是采用壁后注漿方法，在井壁壁后注入水泥漿液，以封堵井壁淋水， (3)砌筑濾水層；砌筑濾水層是指當(dāng)井筒掘進(jìn)到修筑止?jié){墊的位置后，將工作面的破碎矸石按設(shè)計(jì)厚度平整好， (4)安裝集水井和防水層；所述安裝集水井和防水層是在濾水層中上部預(yù)留一定體積的空間安裝無(wú)底濾水木箱，然后在其上部由下往上依次鋪設(shè)油氈、澆注水泥砂漿、砌一層磚， (5)安裝固定注漿導(dǎo)向管；安裝固定注漿導(dǎo)向管是用抽水設(shè)備將集水井內(nèi)積水抽干后，撤除吸水管，并在井筒中心安裝、固定注漿導(dǎo)向管， (6)澆注混凝土止?jié){墊；所述澆注混凝土止?jié){墊是指澆筑圓臺(tái)型素混凝土止?jié){墊， (7 )濾水層注漿所述濾水層注漿是指待集水井將井底水排干后，將水泥漿液沿注漿導(dǎo)向管注入濾水層，使濾水層澆筑密實(shí)，從而使止?jié){墊、井壁、濾水層和預(yù)留隔水巖層緊密澆注，契合成一個(gè)整體，共同抵抗高注漿壓力； (8)注漿孔成孔并鋪設(shè)注漿導(dǎo)向管注漿； 所述注漿孔成孔并鋪設(shè)注漿導(dǎo)向管注漿，是指采用鉆機(jī)在井筒中心鉆成一個(gè)大直徑，并且可以深入到透水層中的注漿導(dǎo)向孔，然后采用高注漿壓力在透水層中注入水泥漿液，在井筒周?chē)纬芍顾∧?，以封堵透水層?br>
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)豎井內(nèi)透水層預(yù)注漿堵水方法，其特征在于所述步驟(O的具體操作內(nèi)容為查閱地質(zhì)勘察資料，當(dāng)豎井掘進(jìn)到透水巖層前，在其上部預(yù)留一定厚度的完整隔水巖層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)豎井內(nèi)透水層預(yù)注漿堵水方法，其特征在于所述步驟(2)的具體操作內(nèi)容為采用井壁壁后注漿的方法封堵井筒淋幫水，若井壁注漿后仍有部分淋水，需要安設(shè)截水槽截水，使淋幫水不進(jìn)入工作面，以保證混凝土的澆注質(zhì)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)豎井內(nèi)透水層預(yù)注漿堵水方法，其特征在于所述步驟(3)的具體操作內(nèi)容為當(dāng)井筒掘進(jìn)到修筑止?jié){墊的位置后，將工作面的破碎矸石按設(shè)計(jì)厚度平整好。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)豎井內(nèi)透水層預(yù)注漿堵水方法，其特征在于所述步驟(4)的具體操作內(nèi)容為在平整好的破碎矸石中間開(kāi)挖一個(gè)規(guī)格為O. 6X0. 6X0. 6m的集水井，并在集水井中安設(shè)無(wú)底濾水木箱，在濾水箱上口接上吸水管，然后在濾水層上部鋪設(shè)2 3層油氈，在油氈上澆注一層5(Tl00mm厚的水泥砂漿，并在上面砌一層磚。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)豎井內(nèi)透水層預(yù)注漿堵水方法，其特征在于所述步驟(5)的具體操作內(nèi)容為用抽水設(shè)備將集水井內(nèi)積水抽干后，撤除吸水管，并在井筒中心安裝、固定注漿導(dǎo)向管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)豎井內(nèi)透水層預(yù)注漿堵水方法，其特征在于所述步驟(6)的具體操作內(nèi)容為①止?jié){墊整型，按圓臺(tái)型設(shè)計(jì)爆破止?jié){墊外形，并用風(fēng)鎬整形，使之達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的形狀和尺寸；②加強(qiáng)支護(hù)，在巖石破碎的地方，及時(shí)用錨噴、單體支柱進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，以保外形尺寸；③澆注混凝土，混凝土標(biāo)號(hào)C45，并加入早強(qiáng)劑；采用吊桶下澆混凝土，混凝土須先倒在無(wú)水高處，由高處向低處推移，以?；炷敛槐凰♂?zhuān)粷补嗷炷習(xí)r，要嚴(yán)格分層搗固，特別是止?jié){墊的周邊，在止?jié){墊與井壁聯(lián)接處，孔口管、吸水管外側(cè)、須加強(qiáng)震搗，充填密實(shí)；連續(xù)澆灌混凝土，以保止?jié){墊質(zhì)量，其中，止?jié){墊須超出井壁下端面1500mm，并在二者的連接處加強(qiáng)振搗，使止?jié){墊與井壁結(jié)合部充填密實(shí)，合為一體，充分利用井壁的支承能力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)豎井內(nèi)透水層預(yù)注漿堵水方法，其特征在于所述步驟(7)的具體操作內(nèi)容為待集水井將井底水排干后，將水泥漿液沿注漿導(dǎo)向管注入濾水層，使水泥漿液在濾水層矸石孔隙間充填密實(shí)，注漿完成后拔出注漿導(dǎo)向管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)豎井內(nèi)透水層預(yù)注漿堵水方法，其特征在于所述步驟(8)的具體操作內(nèi)容為采用鉆機(jī)在井筒中心鉆成大直徑、深入到透水層中的注漿導(dǎo)向孔，然后鋪設(shè)注漿導(dǎo)向管，在導(dǎo)向管與止?jié){墊、濾水層、隔水巖層的孔隙間注入水泥漿液，使孔隙充填密閉，最后采用高注漿壓力在透水層中注入水泥漿液，在井筒周?chē)纬芍顾∧唬苑舛峦杆畬印?br>
全文摘要
一種針對(duì)豎井內(nèi)透水層預(yù)注漿堵水方法，包括有預(yù)留完整隔水巖層、井筒淋幫水處理、砌筑濾水層、安裝集水井和防水層、安裝并固定注漿導(dǎo)向管、澆注混凝土止?jié){墊、濾水層注漿、注漿孔成孔并鋪設(shè)注漿導(dǎo)向管注漿；其優(yōu)點(diǎn)是:不僅能承受設(shè)計(jì)要求的高注漿壓力，確保豎井施工過(guò)程中高水壓、高注漿壓力下注漿堵水的效果，而且最大限度地降低了止?jié){墊的厚度，減少了止?jié){墊施工和拆除工作量；從而保證了注漿效果，提高了井筒掘進(jìn)速度，尤其對(duì)于穿過(guò)大厚度透水層，效果更明顯。因此能夠有效的應(yīng)用于豎井內(nèi)透水層預(yù)注漿堵水，試驗(yàn)驗(yàn)證具有很好效果。
文檔編號(hào)E21D5/00GK103046932SQ20121056169
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月22日
發(fā)明者李志朋, 杜坤乾, 趙建海, 李樹(shù)潤(rùn), 周曙春 申請(qǐng)人:中冶集團(tuán)武漢勘察研究院有限公司