CN110748379A - 一种矿井封堵方法及其结构 - Google Patents
一种矿井封堵方法及其结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110748379A CN110748379A CN201911082793.5A CN201911082793A CN110748379A CN 110748379 A CN110748379 A CN 110748379A CN 201911082793 A CN201911082793 A CN 201911082793A CN 110748379 A CN110748379 A CN 110748379A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mine
- clay
- section
- water
- plugging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 219
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 208
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 30
- 238000007788 roughening Methods 0.000 claims description 18
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 18
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 12
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims description 10
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 8
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 7
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
- E21F17/103—Dams, e.g. for ventilation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F16/00—Drainage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
本发明涉及了一种矿井封堵方法及其结构,采用洞壁凿毛及刻槽、砖砌体、临时导水、黏土填筑、混凝土封堵井口工艺对矿井进行封堵。本发明在混凝土封堵段前设置黏土填筑段,并在设定的黏土填筑段洞壁四周进行间隔刻槽,可确保填筑的黏土与洞壁完全结合,防止涌水渗流;为确保黏土填筑密实,在黏土填筑段两侧端设置砖砌体,砖砌体与洞壁四周紧贴,防止渗流。本发明的技术方案安全、可靠、高效、快速,符合国家相关技术规范,大大提高了对矿井涌水的封堵的密闭性和牢固性,消除了废弃矿井涌水的环境污染风险。
Description
技术领域
本发明涉及矿井的封堵技术领域,特别是一种矿井封堵方法及其结构。
背景技术
目前,不再使用的废弃矿井都需进行封堵,矿井封堵后,原影响范围内的地下水位会有一定程度的恢复,地下水排泄途径亦会发生改变。受区内地形控制,地下水位抬升后将以下降泉的形式排泄于矿井上部的斜坡或陡崖上,或向局部侵蚀基准面排泄。矿井在封堵初期,水位抬升至碳酸盐岩含水层之前,排泄出地表的地下水水质仍会有不同程度的超标,存在一定程度的环境影响问题,现在普遍采用的混凝土封堵的方法对涌水的封堵效果不理想,封堵后的矿井仍存在较大的环境隐患。
发明内容
为了克服背景技术矿井封堵的不足,本发明提供一种矿井封堵方法及其结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种矿井封堵方法,采用洞壁凿毛及刻槽、砖砌体、临时导水、黏土填筑和混凝土封堵井口的施工方法对矿井进行封堵,包括以下步骤:
1)井口段清理:对矿井口段淤积土进行清理,同时复核井口段地质情况;
2)洞壁凿毛及刻槽:对矿井内洞壁风化层进行凿毛,凿毛至新鲜岩层面;在矿井内设定黏土填筑段的位置和长度,并在设定的黏土填筑段洞壁四周进行间隔刻槽;可确保填筑的黏土与洞壁完全结合,防止涌水渗流;
3)混凝土垫层:在矿井的洞底部作业面铺设混凝土垫层;
4)砖砌体砌筑:在黏土填筑段远离井口的内侧端设置砖砌体,并确保砖砌体与矿井洞壁四周紧贴;确保黏土填筑密实,保持砖砌体与洞壁四周贴合,防止涌水渗流;
5)临时导水:砖砌体施工同时设置导水管对矿井内涌水进行疏导,所述导水管位置高于矿井内淤积土,并在导水管上设置闸阀;用于防止施工面积水、保证施工质量,砖砌体和黏土填筑施工时设置导水管对矿井洞内涌水进行疏导;
6)黏土填筑:在矿井内已完成步骤3)洞壁凿毛及刻槽的黏土填筑段填筑黏土;
7)混凝土封堵井口:黏土填筑完成后,黏土填筑段的外侧端再通过砌筑砖砌体进行封闭;关闭导水管上的闸阀,然后将闸阀外侧的导水管用黏土密实填充隔水,之后截断导水管的矿井洞外部分;在矿井洞口关模浇筑C30抗腐蚀混凝土进行封堵形成混凝土浇筑封堵段,将导水管及闸阀一并浇筑在矿井内,完成对井口的封堵。
进一步优选的,所述步骤2)中设定黏土填筑段的长度值应满足以下式要求:
L1≥P*KS*K/(A*γ*Q)
其中式中,L1:黏土填筑段长度(m),P:涌水井口附近水压(Kpa),A:涌水井口断面面积(㎡),KS:粘土渗透系数(cm/s),γ:粘土重度(t/m3),Q:涌水井口涌水量(m3/d),K:安全系数。
进一步,所述步骤7)混凝土封堵井口,混凝土封堵段长度应满足以下式要求:
L≥P*A*K/(C*frb)
其中式中,L:涌水井口混凝土封堵段长度(m),P:涌水井口附近水压(Kpa),A:涌水井口断面面积(㎡),K:安全系数,C:涌水井口断面周长(m),Frb:硐壁与混凝土黏结强度特征值(Kpa)。
进一步,所述步骤4)中砌筑的砖砌体抗压强度不小于M10、厚度不小于0.24m。
进一步,所述步骤6)黏土填筑前,将黏土加水后需充分拌和,采用黏土分层人工填筑,分层厚度不大于20CM,填筑时黏土压实,压实系数不小于0.85。
另一方面,本发明提出了一种矿井封堵结构,包括矿井和设于矿井内的混凝土封堵段,还包括设于矿井内的黏土填筑段和导水管,所述黏土填筑段设置于混凝土封堵段前,黏土填筑段填筑有黏土,所述黏土填筑段两端设有用于封闭的砖砌体;在所述黏土填筑段,经凿毛处理的矿井内壁上设有间隔刻槽,所述导水管贯通黏土填筑段和混凝土封堵段,所述导水管上设有闸阀。
进一步,所述混凝土封堵段的矿井内壁经凿毛处理,可确保填筑的混凝土与洞壁完全结合,防止涌水渗流。
进一步,在所述黏土填筑段和混凝土封堵段内的矿井内地面设有混凝土垫层,便于工作面地面的积水清理、保证封堵施工效果。
进一步,所述的导水管设置位置高出矿井内淤积土,所述导水管为PPR管,其管径大于75mm,满足作业面施工过程的排水要求,保持黏土填筑段和混凝土封堵段施工的稳固性,使得作业面不产生积水,PPR管耐腐蚀,耐久性好。
进一步,所述砖砌体的抗压强度不小于M10、厚度不小于0.24M,保持黏土填筑段黏土填筑密实和稳固,砖砌体与洞壁四周紧贴,防止渗流。
进一步,导水管不易堵塞并能快速排水,保持黏土填筑段和混凝土封堵段施工的稳固性。
进一步,所述的黏土填筑段内黏土的压实系数不小于0.85,保证黏土填筑形成的黏土填筑段发挥很好的阻水效果。
本发明的有益效果是:本发明的方法在现有的混凝土封堵的基础上进行了创新,在混凝土封堵段前设置黏土填筑段,并在设定的黏土填筑段洞壁四周进行间隔刻槽;可确保填筑的黏土与洞壁完全结合,防止涌水渗流;为确保黏土填筑密实,在黏土填筑段两侧端设置砖砌体,砖砌体与洞壁四周紧贴,防止渗流。黏土填筑段的深度依据粘土的渗透系数、井口断面面积涌水水压、矿井口断面面积参数确定,保证了封堵效果。
为防止施工面积水、保证施工质量,砖砌体和黏土填筑施工前设置导水管对矿井洞内涌水进行疏导,导水管上设置闸阀实现封堵后的关断。
黏土填筑采用黏土分层人工填筑,分层厚度不大于20cm,填筑时黏土压实,压实系数不少于0.85,确保黏土形成黏土填筑段的阻水效果。
矿井内壁经过凿毛处理,可确保填筑的黏土和混凝土与洞壁完全结合,防止涌水渗流。
本发明的技术方案安全、可靠、高效、快速,符合国家相关技术规范,大大提高了对矿井涌水的封堵的密闭性和牢固性,具有高安全性和可靠性,消除了废弃矿井涌水的环境污染风险。
附图说明
图1是发明的结构示意图;
图2是本发明的实施例2示意图;
图3是本发明的实施例3示意图。
图中零部件及编号:
1-矿井;2-混凝土封堵段;21-间隔刻槽;3-黏土填筑段;4-导水管;41-闸阀;5-砖砌体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明,但不是对本发明的限制,任何基于本发明的变换或推理的技术方案,均属于本发明的保护范围。
如本发明实施例和附图的一种矿井封堵方法,采用洞壁凿毛及刻槽、砖砌体、临时导水、黏土填筑、混凝土封堵井口的方法对矿井进行封堵,包括以下步骤:
1)井口段清理:对矿井口段淤积土进行清理,同时复核井口段地质情况;
2)洞壁凿毛及刻槽:对矿井内洞壁风化层进行凿毛,凿毛至新鲜岩层面;在矿井内设定黏土填筑段的位置和长度,并在设定的黏土填筑段洞壁四周进行间隔刻槽;可确保填筑的黏土与洞壁完全结合,防止涌水渗流;
3)混凝土垫层:对矿井洞底段凿毛后铺设混凝土垫层;
4)砖砌体砌筑:在黏土填筑段靠远离井口的内侧端设置砖砌体,并确保砖砌体与矿井洞壁四周紧贴;确保黏土填筑密实,防止涌水渗流;
5)临时导水:砖砌体施工时同时设置导水管对矿井内涌水进行疏导,所述导水管位置高出矿井内淤积土,并在导水管上设置闸阀;用于防止施工面积水、保证施工质量,砖砌体和黏土填筑施工时设置导水管对矿井洞内涌水进行疏导,管径大于75mm, 导水管接口位置高出洞内淤积土;
6)黏土填筑:在矿井内已完成步骤3)洞壁凿毛及刻槽的黏土填筑段填筑黏土;
7)混凝土封堵井口:黏土填筑完成后,黏土填筑段的外侧端再通过砌筑砖砌体进行封闭;关闭导水管上的闸阀,然后将闸阀外侧的导水管用黏土密实填充隔水,之后截断导水管的矿井洞外部分;在矿井洞口关模浇筑C30抗腐蚀混凝土进行封堵形成混凝土浇筑封堵段,将导水管及闸阀一并浇筑在矿井内,完成对井口的封堵。
所述步骤2)中设定黏土填筑段的长度值应满足以下式要求:
L1≥P*KS*K/(A*γ*Q)
其中式中,L1:黏土填筑段长度(m),P:涌水井口附近水压(Kpa),A:涌水井口断面面积(㎡),KS:粘土渗透系数(cm/s),γ:粘土重度(t/m3),Q:涌水井口涌水量(m3/d),K:安全系数。
所述步骤7)混凝土封堵井口,混凝土封堵段长度应满足以下式要求:
L≥P*A*K/(C*frb)
其中式中,L:涌水井口混凝土封堵段长度(M),P:涌水井口附近水压(Kpa),A:涌水井口断面面积(㎡),K:安全系数,C:涌水井口断面周长(M),Frb:硐壁与混凝土黏结强度特征值(Kpa)。
所述步骤4)中砌筑砖砌体的抗压强度不小于M10、厚度不小于0.24m。
所述步骤6)黏土填筑前,将黏土加水后需充分拌和,采用黏土分层人工填筑,分层厚度不大于20CM,填筑时黏土压实,压实系数不小于0.85。
如图1-3所示,一种矿井封堵结构,包括矿井1和设于矿井1内的混凝土封堵段2,还包括设于矿井1内的黏土填筑段3和导水管4,所述黏土填筑段3设置于混凝土封堵段2前,黏土填筑段3填筑有黏土,所述黏土填筑段3两端设有用于封闭的砖砌体5;在所述黏土填筑段3,经凿毛处理的矿井1内壁上设有间隔刻槽21,所述导水管4贯通黏土填筑段3和混凝土封堵段2,所述导水管4上设有闸阀41。
所述混凝土封堵段2的矿井1内壁经凿毛处理,可确保填筑的混凝土与洞壁完全结合,防止涌水渗流。
在黏土填筑段3和混凝土封堵段2内的矿井1内地面设有混凝土垫层,便于工作面地面的积水清理、保证封堵施工效果。
所述的导水管4设置位置高出矿井1内淤积土,所述导水管4为PPR管,其管径大于75mm,满足作业面施工过程的排水要求,保持黏土填筑段3和混凝土封堵段2施工的稳固性,使得作业面不产生积水,PPR管耐腐蚀,耐久性好。
所述砖砌体5的抗压强度不小于M10、厚度不小于0.24M,保持黏土填筑段3黏土填筑密实和稳固,砖砌体与洞壁四周紧贴,防止渗流。
所述的导水管4不易堵塞并能快速排水,保持黏土填筑段3和混凝土封堵段2施工的稳固性。
所述的黏土填筑段3内黏土的压实系数不小于0.85,保证黏土填筑形成的黏土填筑段3发挥很好的阻水效果。
实施例1
如图1所示,四川旺苍县双汇镇永庆煤矿3#井的矿井封堵结构,采用洞壁凿毛及刻槽、砖砌体、临时导水、黏土填筑、混凝土封堵井口的施工工艺形成的矿井封堵结构,对矿井1的涌水进行封堵,具体实施包括以下施工步骤:
1)井口段清理:对矿井1口段淤积土进行清理,同时复核矿井1井口段地质情况;
2)洞壁凿毛及刻槽:对矿井1内洞壁风化层进行凿毛,凿毛至新鲜岩层面;在矿井内设定黏土填筑段3的位置和长度,并在设定的黏土填筑段3洞壁四周设置间隔刻槽21,并在设定的黏土填筑段3洞壁四周进行间隔刻槽21施工;可确保填筑的黏土与洞壁完全结合,防止涌水渗流;
设定黏土填筑段3的长度值应满足以下式要求:L1≥P*KS*K/(A*γ*Q)
其中式中,L1:黏土填筑段3长度(m),P:涌水井口附近水压(Kpa),A:涌水井口断面面积(㎡),KS:粘土渗透系数(cm/s),γ:粘土重度(t/m3),Q:涌水井口涌水量(m3/d),K:安全系数;
3#井井口附近水压取1000KPa,涌水井口断面面积为2*2=4m2,粘土渗透系数取5*10- 5cm/s,粘土重度取1.64t/m3,井口涌水量取450m3/d,安全系数取2,带入上式计算,得出3#井黏土填筑段3的长度L1=2.94m。即黏土填筑段3的长度不小于2.94m;
3)混凝土垫层:对矿井1的洞底段凿毛后铺设混凝土垫层,便于施工面积水和淤泥的清理;
4)砖砌体砌筑:在黏土填筑段3远离矿井1井口内侧端设置砖砌体5,并确保砖砌体5与矿井1洞壁四周紧贴;确保黏土填筑的密实,防止涌水渗流;
5)临时导水:砖砌体5施工时同时设置导水管4对矿井1内涌水进行疏导,所述导水管4位置高出矿井1内淤积土,并在导水管4上设置闸阀41;导水管4贯通黏土填筑段3和混凝土封堵段2,用于防止施工面积水、保证施工质量,导水管4的管径大于75mm, 导水管4接口位置高出洞内淤积土;
6)黏土填筑:在矿井内已完成步骤3)洞壁凿毛及刻槽的黏土填筑段3内填筑黏土;
7)混凝土封堵井口:黏土填筑完成后,黏土填筑段3的外侧端再通过砌筑砖砌体5进行封闭;关闭导水管4上的闸阀41,然后将闸阀41外侧的导水管4用黏土密实填充隔水,之后截断导水管4的矿井洞外部分;在矿井1洞口关模浇筑C30抗腐蚀混凝土进行封堵形成混凝土封堵段2,将导水管4及闸阀41一并浇筑在矿井1内,完成对井口的封堵。
混凝土封堵段2长度应满足以下式要求:L≥P*A*K/(C*frb)
其中式中,L:涌水井口混凝土封堵段长度(M),P:涌水井口附近水压(Kpa),A:涌水井口断面面积(㎡),K:安全系数,C:涌水井口断面周长(M),Frb:硐壁与混凝土黏结强度特征值(Kpa)。
3#井井口附近水压取1000KPa,涌水井口断面面积为2*2=4m2,涌水井口断面周长为2*4=8m,考虑洞口为强风化基岩,硐壁与混凝土粘结强度特征值取180 Kpa,安全系数取2;带入上式计算,得出3#井混凝土封堵段2长度L=5.6m。即混凝土封堵段2的长度不低于5.6m。
所述步骤4)中砌筑的砖砌体5抗压强度不小于M10、厚度不小于0.24m。可保持黏土填筑段3黏土填筑密实和稳固,砖砌体5与洞壁四周紧贴,防止渗流。
所述步骤6)黏土填筑前,将黏土加水后需充分拌和,采用黏土分层人工填筑,分层厚度不大于20CM,填筑时黏土压实,压实系数不小于0.85,确保黏土形成的黏土填筑段3的阻水效果。
所述的导水管4设置位置高出矿井1内淤积土,所述导水管4管径大于75mm,可以采用PPR管。
实施例2
如图2所示,四川旺苍县双汇镇永庆煤矿4#井的矿井封堵结构,采用洞壁凿毛及刻槽、砖砌体、临时导水、黏土填筑、混凝土封堵井口施工工艺,形成的矿井封堵结构,对矿井1的涌水进行封堵,具体实施包括以下施工步骤:
1)井口段清理:对矿井1口段淤积土进行清理,同时复核矿井1井口段地质情况;
2)洞壁凿毛及刻槽:对矿井1内洞壁风化层进行凿毛,凿毛至新鲜岩层面;在矿井内设定黏土填筑段3的位置和长度,并在设定的黏土填筑段3洞壁四周设置间隔刻槽21,并在设定的黏土填筑段3洞壁四周进行间隔刻槽21施工;可确保填筑的黏土与洞壁完全结合,防止涌水渗流;
设定黏土填筑段3的长度值应满足以下式要求:L1≥P*KS*K/(A*γ*Q)
其中式中,L1:黏土填筑段3长度(m),P:涌水井口附近水压(Kpa),A:涌水井口断面面积(㎡),KS:粘土渗透系数(cm/s),γ:粘土重度(t/m3),Q:涌水井口涌水量(m3/d),K:安全系数;
4#井井口附近水压取1000KPa,涌水井口断面面积为1.8*2=3.6m2,粘土渗透系数取5*10-5cm/s,粘土重度取1.64t/m3,井口涌水量取520m3/d,安全系数取2,带入上式计算,得出4#井黏土填筑段3长度L1=3.06m;
3)混凝土垫层:对矿井1的洞底段凿毛后铺设混凝土垫层,便于施工面积水和淤泥的清理;
4)砖砌体砌筑:在黏土填筑段3远离矿井1井口内侧端设置砖砌体5,并确保砖砌体5与矿井1洞壁四周紧贴;确保黏土填筑的密实,防止涌水渗流;
5)临时导水:砖砌体5施工时同时设置导水管4对矿井1内涌水进行疏导,所述导水管4位置高出矿井1内淤积土,并在导水管4上设置闸阀41;导水管4贯通黏土填筑段3和混凝土封堵段2,用于防止施工面积水、保证施工质量,导水管4的管径大于75mm, 导水管4接口位置高出洞内淤积土,避免淤泥阻塞导水管4;
6)黏土填筑:在矿井内已完成步骤3)洞壁凿毛及刻槽的黏土填筑段3内填筑黏土;
7)混凝土封堵井口:黏土填筑完成后,黏土填筑段3的外侧端再通过砌筑砖砌体5进行封闭;关闭导水管4上的闸阀41,然后将闸阀41外侧的导水管4用黏土密实填充隔水,之后截断导水管4的矿井洞外部分;在矿井1洞口关模浇筑C30抗腐蚀混凝土进行封堵形成混凝土封堵段2,将导水管4及闸阀41一并浇筑在矿井1内,完成对矿井1井口的封堵。
混凝土封堵段2长度应满足以下式要求:L≥P*A*K/(C*frb)
其中式中,L:涌水井口混凝土封堵段2长度(M),P:涌水井口附近水压(Kpa),A:涌水井口断面面积(㎡),K:安全系数,C:涌水井口断面周长(M),Frb:硐壁与混凝土黏结强度特征值(Kpa)。
4#井的井口附近水压取1000KPa,涌水井口断面面积为1.8*2=3.6m2,涌水井口断面周长为(1.8+2)*2=7.6m,考虑洞口为强风化基岩,硐壁与混凝土粘结强度特征值取180Kpa,安全系数取2,带入上式计算,得出4#井混凝土封堵段2的长度L=5.3m。
所述步骤4)中砌筑的砖砌体5抗压强度不小于M10、厚度不小于0.24m,可保持黏土填筑段3黏土填筑密实和稳固,砖砌体5与洞壁四周紧贴,防止渗流。
所述步骤6)黏土填筑前,将黏土加水后需充分拌和,采用黏土分层人工填筑,分层厚度不大于20CM,填筑时黏土压实,压实系数不小于0.85,确保黏土填筑段3的阻水效果。
实施例3
如图3所示,四川旺苍县双汇镇永庆煤矿5#井的矿井封堵结构,采用洞壁凿毛及刻槽、砖砌体、临时导水、黏土填筑、混凝土封堵井口的施工工艺形成的矿井封堵结构,对矿井1的涌水进行封堵,具体实施过程包括以下施工步骤:
1)井口段清理:对矿井1口段淤积土进行清理,同时复核矿井1井口段地质情况;
2)洞壁凿毛及刻槽:对矿井1内洞壁风化层进行凿毛,凿毛至新鲜岩层面;在矿井内设定黏土填筑段3的位置和长度,并在设定的黏土填筑段3洞壁四周设置间隔刻槽21,并在设定的黏土填筑段3洞壁四周进行间隔刻槽21施工;可确保填筑的黏土与洞壁完全结合,防止涌水渗流;
设定黏土填筑段3的长度值应满足以下式要求:L1≥P*KS*K/(A*γ*Q)
其中式中,L1:黏土填筑段3长度(m),P:涌水井口附近水压(Kpa),A:涌水井口断面面积(㎡),KS:粘土渗透系数(cm/s),γ:粘土重度(t/m3),Q:涌水井口涌水量(m3/d),K:安全系数;
5#井井口附近水压取1000KPa,涌水井口断面面积为1.8*1.6=2.88m2,粘土渗透系数取5*10-5cm/s,粘土重度取1.64t/m3,井口涌水量取600m3/d,安全系数取2,带入上式计算,得出5#井黏土填筑段3的长度L1=2.83m;
3)混凝土垫层:对矿井1的洞底段凿毛后铺设混凝土垫层,便于施工面积水和淤泥的清理;
4)砖砌体砌筑:在黏土填筑段3远离矿井1井口内侧端设置砖砌体5,并确保砖砌体5与矿井1洞壁四周紧贴;确保黏土填筑的密实,防止涌水渗流;
5)临时导水:砖砌体5施工时同时设置导水管4对矿井1内涌水进行疏导,所述导水管4位置高出矿井1内淤积土,并在导水管4上设置闸阀41;导水管4贯通黏土填筑段3和混凝土封堵段2,用于防止施工面积水、保证施工质量,导水管4的管径大于75mm,可采用PPR管,导水管4接口位置高出洞内淤积土;
6)黏土填筑:在矿井内已完成步骤3)洞壁凿毛及刻槽的黏土填筑段3内填筑黏土;
7)混凝土封堵井口:黏土填筑完成后,黏土填筑段3的外侧端再通过砌筑砖砌体5进行封闭;关闭导水管4上的闸阀41,然后将闸阀41外侧的导水管4用黏土密实填充隔水,之后截断导水管4的矿井洞外部分;在矿井1洞口关模浇筑C30抗腐蚀混凝土进行封堵形成混凝土封堵段2,将导水管4及闸阀41一并浇筑在矿井1内,完成对井口的封堵。
其中混凝土封堵段2长度应满足以下式要求:L≥P*A*K/(C*frb)
其中式中,L:涌水井口混凝土封堵段2长度(M),P:涌水井口附近水压(Kpa),A:涌水井口断面面积(㎡),K:安全系数,C:涌水井口断面周长(M),Frb:硐壁与混凝土黏结强度特征值(Kpa)。
5#井井口附近水压取1000KPa,涌水井口断面面积为1.8*1.6=2.88m2,涌水井口断面周长为(1.8+1.6)*2=6.8m,考虑洞口为强风化基岩,硐壁与混凝土粘结强度特征值取180Kpa,安全系数取2,带入上式计算,得出5#井混凝土封堵段2的长度L=4.7m。
所述步骤4)中砌筑的砖砌体5抗压强度不小于M10、厚度不小于0.24m。
所述步骤6)黏土填筑前,将黏土加水后需充分拌和,采用黏土分层人工填筑,分层厚度不大于20CM,填筑时黏土压实,压实系数不小于0.85,确保黏土填筑段3的阻水效果。
以上的三个实施例的矿井实施上述封堵后,已经过长时间的实际观测,都已到达了很好的封堵效果。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种矿井封堵方法,其特征在于,采用洞壁凿毛及刻槽、砖砌体、临时导水、黏土填筑和混凝土封堵井口的施工方法对矿井进行封堵,包括以下步骤:
1)井口段清理:对矿井口段淤积土进行清理,同时复核井口段地质情况;
2)洞壁凿毛及刻槽:对矿井内洞壁风化层进行凿毛,凿毛至新鲜岩层面;在矿井内设定黏土填筑段的位置和长度,并在设定的黏土填筑段洞壁四周进行间隔刻槽;
3)混凝土垫层:在矿井的洞底部作业面铺设混凝土垫层;
4)砖砌体砌筑:在黏土填筑段远离井口的内侧端设置砖砌体,并确保砖砌体与矿井洞壁四周紧贴;
5)临时导水:砖砌体施工同时设置导水管对矿井内涌水进行疏导,所述导水管位置高于矿井内淤积土,并在导水管上设置闸阀;
6)黏土填筑:在矿井内已完成步骤3)洞壁凿毛及刻槽的黏土填筑段填筑黏土;
7)混凝土封堵井口:黏土填筑完成后,黏土填筑段的外侧端再通过砌筑砖砌体进行封闭;关闭导水管上的闸阀,然后将闸阀外侧的导水管用黏土密实填充隔水,之后截断导水管的矿井洞外部分;在矿井洞口关模浇筑C30抗腐蚀混凝土进行封堵形成混凝土浇筑封堵段,将导水管及闸阀一并浇筑在矿井内,完成对井口的封堵。
2.根据权利要求1所述的一种矿井封堵方法,其特征在于,所述步骤2)中设定黏土填筑段的长度值应满足以下式要求:L1≥P*KS*K/(A*γ*Q)
其中式中,L1:黏土填筑段长度(m),P:涌水井口附近水压(Kpa),A:涌水井口断面面积(㎡),KS :粘土渗透系数(cm/s),γ:粘土重度(t/m3),Q:涌水井口涌水量(m3/d),K:安全系数。
3.根据权利要求1所述的一种矿井封堵方法,其特征在于,所述步骤7)混凝土封堵井口,混凝土封堵段长度应满足以下式要求:L≥P*A*K/(C*frb)
其中式中,L:涌水井口混凝土封堵段长度(m),P:涌水井口附近水压(Kpa),A:涌水井口断面面积(㎡),K:安全系数,C:涌水井口断面周长(m),Frb:硐壁与混凝土黏结强度特征值(Kpa)。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种矿井封堵方法,其特征在于,所述步骤4)中砌筑砖砌体的抗压强度不小于M10、厚度不小于0.24M。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种矿井封堵方法,其特征在于,所述步骤6)黏土填筑前,将黏土加水后需充分拌和,采用黏土分层人工填筑,分层厚度不大于20CM,填筑时黏土压实,压实系数不小于0.85。
6.一种根据权利要求1所述方法的矿井封堵结构,包括矿井(1)和设于矿井(1)内的混凝土封堵段(2),其特征在于,还包括设于矿井(1)内的黏土填筑段(3)和导水管(4),所述黏土填筑段(3)设置于混凝土封堵段(2)前,黏土填筑段(3)填筑有黏土,所述黏土填筑段(3)两端设有用于封闭的砖砌体(5);在所述黏土填筑段(3),经凿毛处理的矿井(1)内壁上设有间隔刻槽(21),所述导水管(4)贯通黏土填筑段(3)和混凝土封堵段(2),所述导水管(4)上设有闸阀(41)。
7.根据权利要求6所述的一种矿井封堵结构,其特征在于,所述混凝土封堵段(2)的矿井(1)内壁经凿毛处理。
8.根据权利要求6所述的一种矿井封堵结构,其特征在于,在所述的黏土填筑段(3)和混凝土封堵段(2)内的矿井(1)内地面设有混凝土垫层。
9.根据权利要求6-8任意一项所述的一种矿井封堵结构,其特征在于,所述的导水管(4)设置位置高出矿井(1)内淤积土,所述导水管(4)为PPR管,其管径大于75mm。
10.根据权利要求6-8任意一项所述的一种矿井封堵结构,其特征在于,所述的黏土填筑段(3)内黏土的压实系数不小于0.85。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911082793.5A CN110748379A (zh) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | 一种矿井封堵方法及其结构 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911082793.5A CN110748379A (zh) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | 一种矿井封堵方法及其结构 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110748379A true CN110748379A (zh) | 2020-02-04 |
Family
ID=69282586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911082793.5A Pending CN110748379A (zh) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | 一种矿井封堵方法及其结构 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110748379A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111927548A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-11-13 | 贵州煤设地质工程有限责任公司 | 一种废弃煤矿井口的封堵方法 |
-
2019
- 2019-11-07 CN CN201911082793.5A patent/CN110748379A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111927548A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-11-13 | 贵州煤设地质工程有限责任公司 | 一种废弃煤矿井口的封堵方法 |
CN111927548B (zh) * | 2020-08-19 | 2022-03-01 | 贵州煤设地质工程有限责任公司 | 一种废弃煤矿井口的封堵方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102086645B (zh) | 嵌岩桩及其施工方法 | |
CN104131575A (zh) | 一种岩溶高度发育地层坝基的堵漏排水方法 | |
CN102383412A (zh) | 采用降水回灌控制深基坑周边沉降的施工方法 | |
LU500273B1 (en) | New comprehensive dewatering and drainage method and drainage device for mudstone subway station | |
CN101881181A (zh) | 一种矿山采空区尾砂充填的混凝土封闭墙 | |
CN106894428A (zh) | 一种厚大筏板基础降水井的多道防水封堵方法 | |
CN110318410A (zh) | 一种深基坑遇承压水突涌减压控水处理施工方法 | |
CN107178077B (zh) | 一种岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固结构及其设计方法 | |
CN107816051A (zh) | 承压性潜水含水层深基坑组合井降水施工方法 | |
CN203960880U (zh) | 排桩和止水桩深基坑支护体系 | |
CN108867673A (zh) | 一种基于抽水帷幕的基坑中地下水治理方法 | |
CN111472326A (zh) | 一种深厚覆盖层上修筑重力坝的方法及其结构 | |
CN111608174A (zh) | 一种基于冲孔灌注桩的岩溶地区溶洞处理方法 | |
CN105178342B (zh) | 一种降水井井管及其用于封堵基坑预留洞的方法 | |
CN105350554A (zh) | 一种高水位基坑降水施工方法 | |
CN202809629U (zh) | 基坑内干扰地层中减压降水补井成井结构 | |
CN110748379A (zh) | 一种矿井封堵方法及其结构 | |
CN214194602U (zh) | 适用于高承压富水岩溶地层深基坑的降水构造 | |
CN109113068A (zh) | 一种深基坑逆筑施工的施工缝结构 | |
CN113818402A (zh) | 黏土心墙堆石坝的补强加固结构及其施工方法 | |
CN203768925U (zh) | 一种基坑内降水井的封堵装置 | |
CN102995647A (zh) | 一种桩孔注浆隔渗的地下水控制方法 | |
CN210829396U (zh) | 一种矿井封堵结构 | |
CN218148458U (zh) | 一种裂隙发育岩层深水深基坑降排水系统 | |
CN110670613A (zh) | 一种基坑电梯井防渗水结构及其施工方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |