CN102168564B - 一种特大塌方后立井、竖井井筒再造恢复技术 - Google Patents
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Abstract
本发明一种特大塌方后立井、竖井井筒再造恢复技术，具体步骤包括：矿井进行实地勘测，对裸露塌方区的周壁进行锚喷支护；通过插筋注浆孔对下部塌落体进行锚注加固，形成原位锚注再造支托结构；塌落体加固完成后，即以原位锚注再造支托结构的上平面作为基础铺设钢筋混凝土底板；以混凝土底板为基础，上向发碹，形成空心箱式恢复结构；从立井、竖井的底部出渣，向下顺向对塌落井壁进行结构恢复，直至到落区下边界，形成恢复井壁。本发明避免了特大塌方井筒的报废重建，对井筒塌落部分进行局部加固，可实现局部加固整体稳定、一次加固长久稳定的加固效果，施工方便，工程造价低，工期短，可适用于类似塌方井筒的结构再造恢复。
Description
技术领域
本发明涉及采矿工程井筒加固领域，尤其涉及一种特大塌方后立井、竖井井筒再造恢复技术。
背景技术
立井(竖井)井筒是矿山生产的咽喉，它的安全与否，直接影响矿山的正常生产，所以对井筒变形破裂、破坏，特别是井筒特大塌方及其治理问题的研究已引起研究及生产单位的高度重视。
我国矿山生产多采用井工开采(地下开采)，受采动、渗水、蠕变等的强烈影响，矿山立井井筒经常会出现井壁变形、破裂，尤其是会出现局部甚至全部垮塌，不仅会带来巨大的经济财产损失，更严重的可能导致人员伤亡、矿山完全停产。近十几年来，我国近20%的地下矿山的重要井巷（主井、溜井、运输平巷等）相继发生大规模甚至特大规模塌方，其塌方体积超过原井巷体积的几倍、十几倍，造成了整体结构性破坏，传统加固技术无法修复井巷，只能停产再建。
因此，对于发生特大塌方的立井(竖井)井筒，如何选择安全可靠的支护方法、确定经济合理的支护参数及实用高效的施工工艺等，使立井重新安全稳定运营，仍然是一个重大的工程疑难问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种特大塌方后立井(竖井)井筒再造恢复技术，对井筒塌落部分进行局部加固与修复，可以实现局部加固整体稳定、一次加固长久稳定的加固效果，避免特大塌方后井筒报废重建的严重后果。
本发明的技术方案是：一种特大塌方后立井、竖井井筒再造恢复技术，主体结构包括原位锚注再造支托结构、空心箱式恢复结构和下方井筒井壁恢复结构三部分；具体包括以下步骤：
A、锚喷支护：对裸露塌方区的周壁进行锚喷支护；
B、锚注加固：通过插筋注浆孔对下部塌落体进行锚注加固形成原位锚注再造支托结构(4)；
C、铺设底板：塌落体加固完成后，即以原位锚注再造支托结构的上平面作为基础铺设钢筋混凝土底板；
D、上向井筒发碹：以混凝土底板为基础，上向发碹，形成空心箱式恢复结构(1)；
E、下向井壁恢复：所述空心箱式恢复结构完成并达到养护期后，工程按照自上而下的顺序发碹完成，单循环高度不大于2m，每个单循环由下往上形成恢复井壁，所述恢复井壁以原位支托水平锚杆与原岩锚固，所述原位支托水平锚杆长度以超出塌落界线2m为限，并在井壁内侧锁定。
进一步，所述步骤B中，采用双泵双液或多液注浆技术，通过插筋注浆孔(10)有效控制水泥—水玻璃双液浆或多液浆的凝胶时间和扩散范围，保证浆液在30s内凝固，扩散范围1米以内，可使塌落体在原位一定范围内形成原位锚注再造支托结构(4)，同时避免原井筒部分的塌落体被浆液所固结。
本发明的有益效果是：本发明针对立井、竖井特大塌方，提出了以加固塌落体为基础，采用上向逆作、下向正作，空心箱式结构为主体的塌方井筒加固恢复体系，可以实现局部加固整体稳定、一次加固长久稳定的加固效果，具有施工方便，混凝土用量少，工程造价低及工期短等优点。
附图说明
图1—塌落体原位锚注工程示意图。
图2—塌落体原位锚注工程A-A剖面图。
图3—冒落空区空心箱式结构井筒恢复工程示意图。
图4—冒落空区空心箱式结构井筒恢复工程B-B剖面图。
图5—下方井筒井壁恢复工程示意图。
图6—下方井筒井壁恢复C-C剖面图。
图中：
| 1、空心箱式恢复结构 | 2、塌落界线一 |
| 3、侧向插筋 | 4、原位锚注再造支托结构 |
| 5、垂直插筋 | 6、恢复井壁 |
| 7、塌落界线二 | 8、塌落体 |
| 9、预应力锚杆 | 10、插筋注浆孔 |
| 11、原位支托水平锚杆 | 12、原岩 |
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。
本发明一种特大塌方后立井、竖井井筒再造恢复技术的主体结构包括原位锚注再造支托结构、空心箱式恢复结构和下方井筒井壁恢复结构三部分，分别如图1、图3、图5所示。
首先，对矿井进行实地勘测，对裸露塌方区的周壁进行锚喷支护；
采用双泵双液或多液注浆技术，通过插筋注浆孔10有效控制水泥—水玻璃双液浆或多液浆的凝胶时间和扩散范围，保证浆液在30s内凝固，单孔浆液扩散范围在1米以内，使塌落体在一定范围内形成原位锚注再造支托结构 4 。所有插筋注浆孔 10 的注浆顺序按照先内圈后外圈的顺序执行，每排注浆孔在以井筒中心为圆心的扇形面上均匀分布。所有孔均注双浆液或多液浆，采用32.5#水泥，工业用水玻璃(35Be’)，水灰比为0.75:1，水玻璃与水泥浆的体积比为1:0.6，初凝时间为30秒以内，单孔注浆量以10m3为限。成孔后，插入Φ25的侧向插筋 3 或者垂直插筋 5 （如图1、图2所示）；
在原位锚注再造支托结构 4 的上平面铺设100mm厚钢筋混凝土底板，上向整体起碹或按每碹1m间隔从下而上顺序形成新的井壁，新井筒与钢筋混凝土底板共同构成空心箱式恢复结构 1 。预应力锚杆 9 引至井壁内侧并在养护后锁定（如图3、图4所示）；
从立井(竖井)底部出渣，工程按照自上而下的顺序发碹完成，单循环高度不大于2m，每循环由下往上形成恢复井壁 6 。恢复井壁 6 以原位支托水平锚杆 11 与原岩 12 锚固，原位支托水平锚杆长度以超出塌落界线2m为限，并在井壁内侧锁定如图5、图6所示)。
上述井筒再造恢复结构的技术参数可根据井筒参数、塌方规模、岩体物理力学性质等条件进行适当调整。
通过一种特大塌方后立井(竖井)井筒再造恢复技术恢复的立井井筒，能够满足安全稳定的需要，能在短期内确保矿山恢复生产，可取得巨大的社会及经济效益。
Claims (2)
1. 一种特大塌方后立井、竖井井筒再造恢复方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
A、锚喷支护：对矿井进行实地勘测，对裸露塌方区的周壁进行锚喷支护；
B、锚注加固：通过插筋注浆孔(10)对下部塌落体进行锚注加固形成原位锚注再造支托结构(4)；
C、铺设底板：塌落体加固完成后，即以原位锚注再造支托结构(4)的上平面作为基础铺设钢筋混凝土底板；
D、上向井筒发碹：以混凝土底板为基础，上向发碹，形成空心箱式恢复结构(1)；
E、下向井壁恢复：所述空心箱式恢复结构(1)完成并达到养护期后，工程按照自上而下的顺序发碹完成，单循环高度不大于2m，每个单循环由下往上形成恢复井壁(6)，所述恢复井壁(6)以原位支托水平锚杆(11)与原岩(12)锚固，所述原位支托水平锚杆(11)长度以超出塌落界线2m为限，并在井壁内侧锁定。
2.根据权利要求1所述的一种特大塌方后立井、竖井井筒再造恢复方法，其特征在于：所述步骤B中，采用双泵双液或多液注浆技术，通过插筋注浆孔(10)有效控制水泥—水玻璃双液浆或多液浆的凝胶时间和扩散范围，保证浆液在30s内凝固，扩散范围1米以内，可使塌落体在原位一定范围内形成原位锚注再造支托结构(4)，同时避免原井筒部分的塌落体被浆液所固结。
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