CN111927548B - 一种废弃煤矿井口的封堵方法 - Google Patents

一种废弃煤矿井口的封堵方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111927548B
CN111927548B CN202010836753.1A CN202010836753A CN111927548B CN 111927548 B CN111927548 B CN 111927548B CN 202010836753 A CN202010836753 A CN 202010836753A CN 111927548 B CN111927548 B CN 111927548B
Authority
CN
China
Prior art keywords
concrete
slurry
cement
roadway
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.)
Active
Application number
CN202010836753.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111927548A (zh
Inventor
王彤标
田要广
靳雪姣
杨正东
陈金宏
王刘文
席冬冬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou Coal Design Geological Engineering Co ltd
Original Assignee
Guizhou Coal Design Geological Engineering Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou Coal Design Geological Engineering Co ltd filed Critical Guizhou Coal Design Geological Engineering Co ltd
Priority to CN202010836753.1A priority Critical patent/CN111927548B/zh
Publication of CN111927548A publication Critical patent/CN111927548A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111927548B publication Critical patent/CN111927548B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • 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
    • E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
    • 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
    • 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

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)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)

Abstract

本发明涉及废弃煤矿井处理技术领域，具体涉及一种废弃煤矿井口的封堵方法，该封堵方法采用挡墙浇筑+围岩密闭加固+管道布设+巷道填充的封堵方式。本发明将污水处理功能内置，即在常规的粘土封闭段内部设置一段生石灰、石灰石包裹的锰砂段，发挥生石灰中和矿井酸性污水的速效性、石灰石的长效性，先降低污水酸性、再吸附铁、锰离子。若流出的污水水质达标，则达到治理效果；即使出水水质不达标，但经过预处理后，未来的处理难度、成本均会降低。

Description

一种废弃煤矿井口的封堵方法
技术领域
本发明涉及废弃煤矿井处理技术领域，具体涉及一种废弃煤矿井口的封堵方法。
背景技术
煤炭作为三大化石能源之一，长期以来都是我国发展最为重要的能源支柱，而且其地位在未来一段时间内也不会发生改变。但是，大量的煤矿活动也带来了诸多问题，例如废弃矿井所产生的废水污染问题，具体的：因井筒未封闭，废弃的矿山/矿井仍有大量的废水沿原井口等处流出，持续污染当地环境，由于煤矿酸性含铁废水外排，使废弃矿井下游出现长达数公里的铁绣水，整个河道的水流、周边岩石植物等均呈铁锈色，流域的水质、生态环境、景观均受到严重破坏。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种废弃煤矿井口的封堵方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种废弃煤矿井口的封堵方法，包括如下步骤：
S1、封堵前准备工作：
1）清理工作面：超前巷道排水、通风、清理井巷壁周的软岩、清淤；
2）巷道临时支护，选2.5×2.8m25U型钢支架，间距150cm，顶部用杉木、木板搭设临时顶棚，施工分段进行每个工作面长度控制在5m左右，并进行临时支架加密（具体根据场地准备好实地围岩破碎程度决定），待施工完成可拆卸循环利用；
S2、挡墙封堵：测量放线-围岩边槽开挖清理土石方-基础钢筋制作和安装-支立基础模板-浇筑基础混凝土-墙体钢筋制作和安装-支立墙体模板-浇筑墙体混凝土-养护及拆模；
S3、围岩密封加固：清理工作面-钻孔、清孔、验孔-固定注浆锚杆-注浆-封孔；
S4、管道布设：进场钢管验收、安装-钢管焊接-固定、防腐处理；两根钢管距离井底1m高，以降低井下污水中的沉泥堵塞水管的可能性，另在井口外端头处安装压力表。
S5、巷道填充：巷道填料必须分层分段填筑禁止全断面倾倒，避免出现填料架空现象，分层厚度控制在30～50cm，每层厚度不得大于0.5m；其中BC段粘土回填压实度控制在93%以上。
进一步地，所述步骤S2中：
a、基础钢筋制作和安装：墙体钢筋采用直径10mm、12mm和16mm三种钢筋，在绑扎钢筋网时，设计有足够强度的撑脚，以保证钢筋网片的位置准确，挡墙竖向筋搭接，接头率不超过50％，并按规范要求留足搭接倍数，钢筋必须具有出厂合格证明，使用前应对钢筋进行随机抽检，作力学性能试验，满足规范要求后，方可使用；
b、支立基础模板：模板具有足够的刚度、强度和稳定性，能承受灌注混凝土的冲击力、混凝土的侧压力；为保证挡土墙设计形状、尺寸及位置正确，并便于拆卸，板接缝应严密，不得漏浆、错台；模板支撑时，模板下口先做好水平支撑，再加斜撑固定；在钢筋与模板之间垫好垫块，垫块厚度与保护层厚度相同；
c、混凝土浇筑：墙体混凝土应按规范分层、连续浇筑，振捣密实，分层厚度不大于300mm，每层间隔时间不超过混凝土初凝时间；混凝土浇筑振捣完毕，应在12h以内加以覆盖和浇水，浇水次数应能保持混凝土有足够的湿润状态，养护期一般不少于7d，可根据空气的湿度、温度和水泥的品种及掺用的外加剂的情况，适当延长；
d、模板拆除：当混凝土强度达到的设计强度75％以上时，方可逐块拆除模板，拆除时应注意保护墙体防止损坏。
进一步地，所述步骤S3中，风化破碎岩层中钻孔时，采用旋转式钻机，并需用套管，钻孔过程中，钻孔的准直度偏离轴线的误差应控制在钻孔长度的 2%以内；注浆锚杆采用D25中空注浆锚杆，锚杆垫板应与基面密贴，锚杆应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀，锚杆孔的深度应大于锚杆长度的250px，锚杆孔距允许偏差为±375px，锚杆插入长度不得小于设计长度的95%，破坏力（抗拔）不小于15t。
进一步地，所述步骤S3中，管内注纯水泥浆，水泥浆液水灰比宜1:0.5，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，在有上层滞水时浆液中加入速凝剂并增加水泥含量，浆液在制作过程中，严格按设计水灰比制作，并搅拌均匀，制作好的浆液随搅随用，在浆液达到初凝之前全部压完，锚杆压浆时浆液压力、压浆量及基坑周围环境监控是喷锚护壁施工的关键环节，在施工中应予以高度重视，当实际压浆量超过预计值2倍或孔口、面板出现返浆时终止压浆，作业中如发生风、水、输料管路堵塞或爆裂时，必须依次停止风、水、料的输送，对锚杆支护体系的监控量测中发现支护体系变形、开裂等险情时，应采取补救措施，当险情危急时，应将人员撤出危险区。
进一步地，所述步骤S4中，钢管安装前，必须对进场的钢管几何尺寸、外防腐进行检查，检查是否具有出厂合格证，无合格证者不得进入施工现场；采用法兰接口焊接，法兰盘加强肋板制作在钢管与法兰盘对焊缝处，肋板应做成切角，当切角成45o时，其切角宽度均为1.2hf，其中，hf为焊接高度，即切角为焊足高的 2倍,另注意施工期间管道临时固定架设，避免与其他项目作业时产生破坏或干扰。
进一步地，挡墙混凝土浇筑必须添加UEA膨胀剂，膨胀剂以粉状拌合使用，拌合时间比普通混凝土应延长1min；在配置防渗混凝土时，水泥用量不得小于300kg/m3/；混凝土的搅拌采用强制搅拌机，混凝土浇筑以阶梯式推进，浇筑间隔时间不得超过混凝土的初凝时间；混凝土不得漏振、欠振和过振；注浆水泥必须加入ACZ-1型水泥添加剂，添加剂用量为水泥重量的4%～6%；浆液水灰比为0.7：1.0～1.0:1.0；浆压力控制在2.0～3.0MPa；注浆时间取为3～5min。注浆孔、锚杆位置、角度偏差不得大于5%；混凝土浇筑、灌注施工必须连续作业，中间不得中断。
进一步地，全程实施瓦斯监测，并进行巷道变形监测，包括巷道围岩及挡墙的沉降、位移监测，变形监测限值为：注浆锚杆支护水平位移为0.6H%与40mm的小值，取40mm，变形速率警戒值为5mm/d。
进一步地，所述步骤S5中，巷道填料采用分段分层阶梯式填筑，底部以上依次为40cm生石灰、50cm石灰石、150cm粗颗粒锰砂、50cm石灰石、40cm生石灰，每层间铺设渗水土工布隔层
本发明具有以下有益效果：
1.将污水处理功能内置，即在常规的粘土封闭段内部设置一段生石灰、石灰石包裹的锰砂段，发挥生石灰中和矿井酸性污水的速效性、石灰石的长效性，先降低污水酸性、再吸附铁、锰离子。实现了井下污水的预处理，可以使未来的处理难度、处理成本降低。而且若流出的污水水质达标，则直接达到治理效果，不需再在地面设置污水处理设施。
2.粘土封闭段与常规井筒封闭方法一致，但对井筒四周松软围岩进行了清理及锚杆灌浆支护，且设置了嵌入围岩的挡墙，使粘土填充体不会受水头压力影响而外鼓失效。
3.内置了两根距离井底1m高（降低井下污水中的沉泥堵塞水管的可能性）、安装压力表的水管，可通过压力表观测水头压力，当水头压力过大时可放水泄压；可通过水管出水监测水质；若经预处理后水质不达标，还可外接水管将污水引入集中的污水处理厂进行处理；其中一条水管从锰砂预处理段接出，另一条从未处理的井筒内接出，可供水质对比参数的收集，为其它矿井的井口封堵及污水治理提供经验及理论指导。
附图说明
图1为施工立体布置图。
图2为施工平面布置图。
图3为挡墙立面布筋示意图。
图4为图3中A-A向的剖面图。
图5为挡墙的截面图。
图6为帮部固筋布置图。
图7为巷道支护断面图。
图8为锚注加固平面布置图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
（一）工程地质条件
根据《安顺市西秀区柏秧林煤矿资源储量核实及勘探报告》及实地洞口浅部勘察，柏秧林煤矿主巷为俯角15°斜巷，巷道范围内地层主要为龙潭组 (P3l)粉砂岩，厚度约85米。实地洞口浅部勘察推测巷道围岩强风化，节理裂隙每平方米裂隙率7%～9%；上覆岩层为长兴大隆组(P3c+d)石灰岩，下伏岩层为峨眉山玄武岩组(P3β)，地层倾向135～150°，倾角 4～8°，二者呈平行不整合接触。
区域工程地质岩组可划分为硬岩组-较坚硬岩组、较软岩组、软弱岩组三 类。硬岩组-较坚硬岩组：主要为中～微风化的二叠系上统长兴大隆组 (P3c+d)石灰岩、峨眉山玄武岩组(P3β)及龙潭组(P3l)泥晶、细晶灰岩、砂岩等。岩石结构致密，质纯性脆，见有不规则节理裂隙及溶隙发育。据勘探报告，单轴极限饱和抗压强度为35.5-83.99MPa，单轴极限自然抗压强度为51.66-107.2MPa。较软岩组：主要为中～微风化二叠系上统龙潭组(P3l)粉砂岩、含炭质粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩等碎屑岩。为粉砂状至泥状结构、泥晶结构，节理发育不规则，张开型、闭合型均有。软弱岩组：主要为强风化的所有岩石及中～微风化的二叠系上统潭组(P3l)炭质泥岩。
（二）水文地质条件
矿区位于贵州省中西部苗岭西段，地势为中山地貌。在地层岩性、构造及地形地貌等因素的制约下，巷道内主要以基岩裂隙水为主，岩溶裂隙水次之、松散岩类孔隙水零星的地下水分布格局，水量丰富，水位受季节性控制，地下水接受大气降水补给，矿井汇水面积内的部分大气降水沿基岩裂隙、采动裂隙、岩溶管道等进入井下，从井口等处流出汇入附近河流（乐平河）。
2020年6月3日经现场近距离观测巷道排水沟当时出水量约20L/s，水质呈黄色、黄褐色，沟底大部呈铁锈色，根据《安顺市西秀区已废弃煤矿水质调查- 202005137》显示该处排出水质PH、铁、锰含量不达标。
（三）封堵方案设计的原则
1）设计方案必须保证短期内该区域巷道范围内污水封闭，控制该巷道及围岩周边污水渗流、排出。若未来无水流出或水质达标，则为永久治污方案；否则应结合地面截排水方案综合治污。若治理后仍有少量污水流出，应与其它矿井污水集中统一处理。
2）封堵、支护结构经济合理、符合国家相关规范和法规。
3）设计参数：岩土设计参数根据钻探报告建议并结合经验确定。
（四）封闭方案选择
根据业主提供的相关资料数据、现场勘测情况并结合项目实地情况及类似工程经验数据综合分析，考虑经济性及安全性，采用：“挡墙封堵、围岩加固+巷道填筑的方式进行封堵”。
该巷道按洞口进尺45.0m范围进行封堵设计，分AB、BC两段进行设计，其中;
AB段：作为内置污水预处理段设计（20.0m），其内部填料分段分层阶梯式填筑，底部以上依次为40cm生石灰、50cm石灰石、150cm粗颗粒锰砂、50cm石灰石、40cm生石灰，每层间铺设渗水土工布隔层，作为矿井滞留污水、采空区基岩裂隙水滤料，充分利用生石灰中和矿井酸性污水的速效性、石灰石的长效性，进而发挥出锰砂吸附矿井污水铁、锰离子的能力，填料内部中间部位外接一道排水管主要用于监测巷道封闭后该段采空区污水经过滤料过滤后水质变化情况；其次监测水压变化情况，得到该区域基岩裂隙水发育较确切数据。
BC段：作为巷道密闭段设计（20.0m），内部全断面分层回填夯实粘土，
巷道围岩做锚注加固处理，封闭该段围岩裂隙水，洞口2.0m范围作为后期监测操作空间。
该项目共设三道挡墙（A、B、C位置），确保墙体全截面均匀受力故垂直巷道断面布置。另加装一道大于设计巷道进尺长度的外接排水管主要监测巷道封闭后矿井采空区涌水压力变化情况，为后期地面水文地质调查及地表截、排水工作提供较直接的数据，验证后期工作成效；其次作为采空区污水主通道，为集中厂化处理准备，具体见图1。
（五）封堵方案
本工程巷道封堵前准备工作：1)清理工作面（必须超前巷道排水、通风、清理井巷壁周的软岩、清淤）；2)巷道临时支护，选2.5×2.8m25U型钢支架，间距150cm，顶部用杉木、木板搭设临时顶棚，施工分段进行每个工作面长度控制在5m左右，并进行临时支架加密（具体根据场地准备好实地围岩破碎程度决定），待施工完成可拆卸循环利用。本工程场地地质条件较为简单，围岩节理裂隙发育，水文地质条件复杂，应加强控制地下水疏排、洞内通风及空气质量监测，做好机械设备布设，做到有序施工、科学组织。
（1）挡墙封堵
挡墙必须垂直嵌入周边完整、较新鲜的岩石中，使得地下水压力、填料下滑力等对结构墙体截面作用力均匀，挡墙施工前要认真做好抽排水、通风、临时围堰工作，确保现场施工在无水安全的条件下作业且有足够的操作空间。为此，在拟建A处挡墙里侧3.0m位置设置一道临时挡水墙（采用模板钉槽中间充填粘土或填筑防洪沙袋）并连接一根8型Φ65衬胶水带引到洞外作为施工期间引排水用。
该巷道分AB(内置污水预处理段)、BC(密闭段)两段进行封堵设计。A处挡墙主要承受巷道地下涌水压力与AB段填料下滑力；B挡墙主要承受巷道围岩渗水水压力与BC段填料下滑力；C挡墙主要起封堵洞口作用。A、B、C位置挡墙强度及厚度的确定，根据混凝土结构、墙后水压力及巷道填料下滑力计算挡 墙厚度经验公式如下：
B=K×(P×r/δ+0.3r)
式中：B-挡墙厚度；K-安全系数，取2.0；
P-水压与巷道填料下滑力之差；
r-开挖半径，取1.6m;
δ-混凝土允许抗压强度。
经计算并结合项目实际情况综合选定：A、B、C处挡墙厚度均按1.0m厚设计。
巷道围岩软化层清理后断面为:3.0m×3.3m，故A、B、C处挡墙截面均为方形设计，边长：700cm、厚：100cm，双层双向筋绑扎布置，纵向选用 ∅10@250螺纹钢筋，横向选用∅12@250螺纹钢筋，采用C25混凝土掺加UEA膨胀剂浇筑，膨胀剂掺和量6%～8%，水泥用量不的小于300kg/m3，设计挡墙边部及底部入岩深度为2.0m、顶部入岩深度为1.7m；其中A、B处挡墙帮槽开挖到设计深度后两侧帮槽部及里墙分别插入∅16螺纹钢筋作为挡墙的锚固筋，与编制好的钢筋网焊接后整体浇筑。锚固筋按间距500mm×500mm梅花型布置，其中里墙为垂直打入，两侧为内切45o斜打，入岩深度不小于2.0m，用M30水泥砂浆注浆封孔。具体见图3-图6。
（2）围岩加固
本项目BC段巷道围岩做锚注加固处理封闭围岩裂隙水，采用旋转式钻机 成孔，孔径:38mm，岩顶板采用D25×6000mm、帮部及底板采用D25×2500mm中空注浆锚杆注浆加固、封闭围岩裂隙。锚杆破坏力不小于15t，杆体上顺序钻有∅6mm注浆孔封孔采用快硬水泥药卷。具体见图7-图8井巷AB段围岩加固设计图。
A、全断面锚注加固：顶板注浆锚杆，水平仰角30o/，排间距:1000mm×600mm梅花型布置。帮部注浆锚杆，按腰线及两侧800mm垂直巷道断面布设,排间距:1000mm×500mm梅花型布置，底角注浆锚杆按水平方向呈30o布置,排间距:600mm×2000mm梅花型布置，底板注浆锚杆排间距:1200mm×800mm梅花型布置，中间锚杆垂直底板布置，两边注浆锚杆按中线两侧800mm斜打，与竖向方向呈15o。
B、注浆材料选用ACZ-1型水泥添加剂,水泥采用42.5#普通硅酸盐 水泥。添加剂用量为水泥重量的4%～6%。浆液水灰比为0.7：1.0～1.0:1.0。 浆压力控制在2.0～3.0MPa。注浆时间取为3～5min。
（3）管道铺设
巷道封堵实施中布设排水管，管材选用：DN150壁厚4.0mm镀锌无缝钢管, 法兰焊接，安装于巷道底板以上1.0m，距离右帮0.5m、0.9m平行布设，避免污水沉渣堵塞管道排水孔，亦最大程度避免对后续工作造成干扰。管道焊接部位内外刷防腐漆作防腐处理.钢管进水端5m内为进水段，进水段端头焊接封闭并全断面打孔，孔径:∅15mm，按50mm×50mm环型梅花式设置，外部加装镀锌防腐滤网，滤网筛孔尺寸：0.15mm标准数目100目，并涂刷防腐漆做防腐处理，外部管道出水口端头加装水压计及带中压标准法兰接头用于施工期间引水和巷道封闭后降压排水及水压、水质监测用或后期外接排水管引流排污集中处理用。具体见图1。
（4）巷道充填
AB段巷道其内部填料分段分层阶梯式填筑，底部以上依次为40cm生石灰、50cm石灰石、150cm粗颗粒锰砂、50cm石灰石、40cm生石灰，每层间铺设渗水土工布作为隔层，BC段巷道全断面采用粘土分层夯实填充处理，每层厚度不得大于0.5m,压实度在93%以上。
（六）施工工艺及流程
挡墙浇筑+围岩密闭加固+管道布设 +巷道填充。
1、挡墙浇筑工艺流程：测量放线-围岩边槽开挖清理土石方-基础钢筋制 作和安装-支立基础模板-浇筑基础混凝土-墙体钢筋制作和安装-支立墙体模 板-浇筑墙体混凝土-养护及拆模。
a、钢筋绑扎：墙体钢筋采用直径10mm、12mm和16mm三种钢筋，在绑扎钢筋网时，应设计有足够强度的撑脚，以保证钢筋网片的位置准确，挡墙竖向筋搭接，接头率不超过50％，并按规范要求留足搭接倍数。钢筋必须具有出厂合格证明，使用前应对钢筋进行随机抽检，作力学性能试验，满足规范要求后，方可使用。
b、模板架立：模板应具有足够的刚度、强度和稳定性，能承受灌注混凝土的冲击力、混凝土的侧压力；为保证挡土墙设计形状、尺寸及位置正确，并便于拆卸，板接缝应严密，不得漏浆、错台；模板支撑时，模板下口先做好水平支撑，再加斜撑固定；在钢筋与模板之间垫好垫块，垫块厚度与保护层厚度相同。
c、混凝土浇筑：墙体混凝土应按规范分层、连续浇筑，振捣密实，分层厚度不大于300mm，每层间隔时间不超过混凝土初凝时间。混凝土浇筑振捣完毕，应在12h以内加以覆盖和浇水，浇水次数应能保持混凝土有足够的湿润状态，养护期一般不少于7d，可根据空气的湿度、温度和水泥的品种及掺用的外加剂的情况，适当延长。
d、模板拆除：当混凝土强度达到的设计强度75％以上时，方可逐块拆除 模板，拆除时应注意保护墙体防止损坏。
2、围岩密封加固
工艺流程：清理工作面-钻孔、清孔、验孔-固定注浆锚杆-注浆-封孔。
a、钻孔：孔位、孔径、长度、倾斜度。该工序是影响锚固工程费用、 起控工期作用的关键环节，钻孔质量的好坏，直接影响后续工序如杆体插入和灌浆作业的进行。风化破碎岩层中钻孔时，一般采用旋转式钻机，并需用套管，钻孔过程中，钻孔的准直度一般偏离轴线的误差应控制在钻孔长度的 2%以内。
b、注浆锚杆:材料采用D25中空注浆锚杆。锚杆垫板应与基面密贴，锚杆应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀，锚杆孔的深度应大于锚杆长度的250px，锚杆孔距允许偏差为±375px，锚杆插入长度不得小 于设计长度的95%，破坏力（抗拔）不小于15t。
c、注浆：管内注纯水泥浆，水泥浆液水灰比宜1:0.5，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥。在有上层滞水时浆液中加入速凝剂并增加水泥含量。浆液在制作过程中，严格按设计水灰比制作，并搅拌均匀。制作好的浆液随搅随用，在浆液达到初凝之前全部压完。锚杆压浆时浆液压力、压浆量及基坑周围环境监控是喷锚护壁施工的关键环节，在施工中应予以高度重视。当实际压浆量超过预计值2倍或孔口、面板出现返浆时终止压浆。作业中如发生风、水、输料管路堵塞或爆裂时，必须依次停止风、水、料的输送，对锚杆支护体系的监控量测中发现支护体系变形、开裂等险情时，应采取补救措施。当险情危急时，应将人员撤出危险区。
3、管道布设：进场钢管验收、安装-钢管焊接-固定、防腐处理; 钢管安装前，必须对进场的钢管几何尺寸、外防腐进行检查，检查是否具有出厂合格证，无合格证者不得进入施工现场。采用法兰接口焊接，法兰盘加强肋板制作在钢管与法兰盘对焊缝处，肋板应做成切角，当切角 成45o时，其切角宽度均为1.2hf（hf为焊接高度），即切角为焊足高的 2倍,另注意施工期间管道临时固定架设，避免与其他项目作业时产生破坏或干扰。两根钢管距离井底1m高，以降低井下污水中的沉泥堵塞水管的可能性，另在井口外端头处安装压力表。
4、巷道填充：巷道填料必须分层分段填筑禁止全断面倾倒，避免出现填料架空现象，分层厚度控制在30～50cm，每层厚度不得大于0.5m；其中BC段粘土回填压实度控制在93%以上。
（七）质量要求
1、加强材料管理。为了确保挡墙、围岩加固、管道布设施工质量，要求水泥、管道必须带有出厂合格证，砂石必须是干净、粒径均匀，按规范抽样送检合格后与运料车必须在地面冲洗干净，方可在现场使用。
2、为了保证挡墙与巷道交接处粘结牢固，防止因混凝土收缩造成挡墙渗水，要求挡墙混凝土浇筑必须添加UEA膨胀剂，膨胀剂以粉状拌合使用，拌合时间比普通混凝土应延长1min。在配置防渗混凝土时，水泥用量不得小于300kg/m3。混凝土的搅拌采用强制搅拌机。混凝土浇筑以阶梯式推进，浇筑间隔时间不得超过混凝土的初凝时间，一般初凝时间为1h。混凝土不得漏振、欠振和过振。注浆水泥必须加入ACZ-1型水泥添加剂，添加剂用量为水泥重量的4%～6%。浆液水灰比为0.7：1.0～1.0:1.0。浆压力控制在2.0～3.0MPa。注浆时间取为3～5min。注浆孔、锚杆位置、角度偏差不得大于5%。混凝土浇筑、灌注施工必须连续作业，中间不得中断。
3、严格控制混凝土配合比及添加剂掺和量。按规定混凝土的试配强度确定，必须在某一项或多项似工程的混凝土结构工程施工前，连续30次以上的抽样实验等。而煤矿受种种因素所致，一般按工程设计的混凝土标号提高10～15%作试配强度.
4、墙顶浇筑必须密实，因此混凝土湿度不能过大，而且要捣实。
5、由于直立墙结构不易保水，所以应从上部设水管慢淋养护，墙体模板必须在第5d拆除，拆模后需要安装喷雾养护，保持混凝土表面湿润，养护时间不宜少于28d，方可彻底关闭排水闸阀，进行封堵设计验证。
（八）安全、文明及环境保护施工要求
1、巷道封堵施工前必须待抽排水、通风、瓦斯监测确认安全后才能进行施工作业。
2、进场机械、设备须经专业人员检修后方才运行，所有作业人员均应持证上岗，并应接受详细的安全技术交底及安全教育。
3、作业人员每班作业前检查施工机具是否完好及作业面安全，发现异常情况，立即停止作业，及时报告，待隐患消除后再作业。
4、施工过程中，安排安全协管员监视，发现边壁出现裂纹、松动、变形速率或累积变形量超过报警值等现象时，立即撤离坑内作业人员，上报并设置警戒线。待隐患消除后再作业。
5、施工中应加强监测及信息化管理，尽量避免和及时消除安全隐患。
6、工程施工期间，应采取切实有效的措施减少对周边环境的干扰。
7、避免施工扬尘及泥浆对环境的污染，施工中产生的废水应经过沉淀过滤后方能排放到下游河道或市政雨水管道。所有车辆在每次出场前均应进行冲洗洁净，以免污染城市道路及环境。
（九）施工监测
1、巷道封堵施工前必须抽排水、通风及全程瓦斯监测确认安全后才能进行施工作业。本项目实施全程瓦斯监测。
2、巷道封闭设计变形监测限值为：注浆锚杆支护水平位移为0.6H%与40mm的小值，取40mm，变形速率警戒值为5mm/d。
3、变形测量能有效监视施工期间对巷道围岩扰，以便及时采取预防措施；在检查和处理有关质量事故时据此做出正确的分析和判断，为设计变更提供依据。
4、本工程变形监测分为巷道围岩及挡墙的沉降、位移监测。若监测发现异常情况，应及时通知设计、监理、建设和施工单位，以便及时采取相应措施。
5、监测频率如下：当监测值相对稳定时，可适当降低监测频率。遇以下情况，应提高监测频率：
1)监测数据达到报警值；
2)监测数据变化较大或者速率加快；
3)存在勘察未发现的不良地质；
4)巷道及周边围岩大量积水渗出、长时间连续降雨；
5)巷道附近地面荷载突然增大或超过设计限值；
6)锚注支护结构出现开裂；
7)周边地面突发较大沉降或出现严重开裂。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种废弃煤矿井口的封堵方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、封堵前准备工作：
1）清理工作面：超前巷道排水、通风、清理井巷壁周的软岩、清淤；
2）巷道临时支护，选2.5×2.8m25U型钢支架，间距150cm，顶部用杉木、木板搭设临时顶棚，施工分段进行每个工作面长度控制在5m，并进行临时支架加密，待施工完成可拆卸循环利用；
S2、挡墙封堵：测量放线-围岩边槽开挖清理土石方-基础钢筋制作和安装-支立基础模板-浇筑基础混凝土-墙体钢筋制作和安装-支立墙体模板-浇筑墙体混凝土-养护及拆模；
S3、围岩密封加固：清理工作面-钻孔、清孔、验孔-固定注浆锚杆-注浆-封孔；
S4、管道布设：进场钢管验收、安装-钢管焊接-固定、防腐处理，两根钢管距离井底1m高，以降低井下污水中的沉泥堵塞水管的可能性，另在井口外端头处安装压力表；
S5、巷道填充：巷道填料必须分层分段填筑禁止全断面倾倒，该巷道按洞口进尺45.0m范围进行封堵设计，分AB、BC两段进行设计，避免出现填料架空现象，分层厚度控制在30～50cm，每层厚度不得大于0.5m；其中BC段粘土回填压实度控制在93%以上。
2.如权利要求1所述的一种废弃煤矿井口的封堵方法，其特征在于：所述步骤S2中：
a、基础钢筋制作和安装：墙体钢筋采用直径10mm、12mm和16mm三种钢筋，在绑扎钢筋网时，设计有足够强度的撑脚，以保证钢筋网片的位置准确，挡墙竖向筋搭接，接头率不超过50％，并按规范要求留足搭接倍数，钢筋必须具有出厂合格证明，使用前应对钢筋进行随机抽检，做力学性能试验，满足规范要求后，方可使用；
b、支立基础模板：模板具有足够的刚度、强度和稳定性，能承受灌注混凝土的冲击力、混凝土的侧压力；为保证挡土墙设计形状、尺寸及位置正确，并便于拆卸，板接缝应严密，不得漏浆、错台；模板支撑时，模板下口先做好水平支撑，再加斜撑固定；在钢筋与模板之间垫好垫块，垫块厚度与保护层厚度相同；
c、混凝土浇筑：墙体混凝土应按规范分层、连续浇筑，振捣密实，分层厚度不大于300mm，每层间隔时间不超过混凝土初凝时间；混凝土浇筑振捣完毕，应在12h以内加以覆盖和浇水，浇水次数应能保持混凝土有足够的湿润状态，养护期不少于7d，可根据空气的湿度、温度和水泥的品种及掺用的外加剂的情况，适当延长；
d、模板拆除：当混凝土强度达到的设计强度75％以上时，方可逐块拆除模板，拆除时应注意保护墙体防止损坏。
3.如权利要求1所述的一种废弃煤矿井口的封堵方法，其特征在于：所述步骤S3中，风化破碎岩层中钻孔时，采用旋转式钻机，并需用套管，钻孔过程中，钻孔的准直度偏离轴线的误差应控制在钻孔长度的 2%以内；注浆锚杆采用D25中空注浆锚杆，锚杆垫板应与基面密贴，锚杆应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀，锚杆孔的深度应大于锚杆长度的250px，锚杆孔距允许偏差为±375px，锚杆插入长度不得小于设计长度的95%，抗拔破坏力不小于15t。
4.如权利要求1所述的一种废弃煤矿井口的封堵方法，其特征在于： 所述步骤S3中，管内注纯水泥浆，水泥浆液水灰比宜1:0.5，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，在有上层滞水时浆液中加入速凝剂并增加水泥含量，浆液在制作过程中，严格按设计水灰比制作，并搅拌均匀，制作好的浆液随搅随用，在浆液达到初凝之前全部压完，锚杆压浆时浆液压力、压浆量及基坑周围环境监控是喷锚护壁施工的关键环节，在施工中应予以高度重视，当实际压浆量超过预计值2倍或孔口、面板出现返浆时终止压浆，作业中如发生风、水、输料管路堵塞或爆裂时，必须依次停止风、水、料的输送，对锚杆支护体系的监控量测中发现支护体系变形、开裂险情时，应采取补救措施，当险情危急时，应将人员撤出危险区。
5.如权利要求1所述的一种废弃煤矿井口的封堵方法，其特征在于：所述步骤S4中，钢管安装前，必须对进场的钢管几何尺寸、外防腐进行检查，检查是否具有出厂合格证，无合格证者不得进入施工现场；采用法兰接口焊接，法兰盘加强肋板制作在钢管与法兰盘对焊缝处，肋板应做成切角，当切角成45o时，其切角宽度均为1.2hf，其中，hf为焊接高度，即切角为焊足高的 2倍,另注意施工期间管道临时固定架设，避免与其他项目作业时产生破坏或干扰。
6.如权利要求1所述的一种废弃煤矿井口的封堵方法，其特征在于：挡墙混凝土浇筑必须添加UEA膨胀剂，膨胀剂以粉状拌合使用，拌合时间比普通混凝土应延长1min；在配置防渗混凝土时，水泥用量不得小于300kg/m3；混凝土的搅拌采用强制搅拌机，混凝土浇筑以阶梯式推进，浇筑间隔时间不得超过混凝土的初凝时间；混凝土不得漏振、欠振和过振；注浆水泥必须加入ACZ-1型水泥添加剂，添加剂用量为水泥重量的4%～6%；浆液水灰比为0.7：1.0～1.0:1.0；浆压力控制在2.0～3.0MPa；注浆时间取为3～5min；注浆孔、锚杆位置、角度偏差不得大于5%；混凝土浇筑、灌注施工必须连续作业，中间不得中断。
7.如权利要求1所述的一种废弃煤矿井口的封堵方法，其特征在于：全程实施瓦斯监测，并进行巷道变形监测，包括巷道围岩及挡墙的沉降、位移监测，变形监测限值为：注浆锚杆支护水平位移为0.6H%与40mm的小值，取40mm，变形速率警戒值为5mm/d。
8.如权利要求1所述的一种废弃煤矿井口的封堵方法，其特征在于：所述步骤S5中，巷道填料采用分段分层阶梯式填筑，底部以上依次为40cm生石灰、50cm石灰石、150cm粗颗粒锰砂、50cm石灰石、40cm生石灰，每层间铺设渗水土工布隔层。
CN202010836753.1A 2020-08-19 2020-08-19 一种废弃煤矿井口的封堵方法 Active CN111927548B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010836753.1A CN111927548B (zh) 2020-08-19 2020-08-19 一种废弃煤矿井口的封堵方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010836753.1A CN111927548B (zh) 2020-08-19 2020-08-19 一种废弃煤矿井口的封堵方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111927548A CN111927548A (zh) 2020-11-13
CN111927548B true CN111927548B (zh) 2022-03-01

Family

ID=73304768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010836753.1A Active CN111927548B (zh) 2020-08-19 2020-08-19 一种废弃煤矿井口的封堵方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111927548B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113233525B (zh) * 2021-04-29 2023-05-09 中国地质调查局武汉地质调查中心 一种基于地下水流场的硫铁矿山地下水污染修复治理方法
CN113565541B (zh) * 2021-08-30 2024-04-05 山西潞安环保能源开发股份有限公司漳村煤矿 一种立交式密集巷道群下位巷道再生顶板再造方法
CN113738415B (zh) * 2021-09-15 2023-12-26 淮南矿业(集团)有限责任公司 一种运顺巷道煤仓口封堵方法
CN114215558B (zh) * 2021-11-30 2023-10-10 西北矿冶研究院 一种尾矿库近淹民采巷道的封堵方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103590778A (zh) * 2013-11-12 2014-02-19 中国地方煤矿总公司 废弃油气井的封堵方法
CN107935301A (zh) * 2017-11-22 2018-04-20 中国煤炭地质总局水文地质局 废弃小型煤矿酸性矿井水综合治理方法
CN109083682A (zh) * 2018-08-28 2018-12-25 辽宁工程技术大学 一种矿山巷道防渗高强度密闭墙的施工方法
CN109322699A (zh) * 2018-09-29 2019-02-12 山东省地质矿产勘查开发局八0水文地质工程地质大队 一种矿井下污染隔离封堵技术
CN110683683A (zh) * 2019-11-08 2020-01-14 中节能宁夏新能源股份有限公司 一种废弃矿井废水污染防治方法
CN110748379A (zh) * 2019-11-07 2020-02-04 四川省地质工程勘察院集团有限公司 一种矿井封堵方法及其结构

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103590778A (zh) * 2013-11-12 2014-02-19 中国地方煤矿总公司 废弃油气井的封堵方法
CN107935301A (zh) * 2017-11-22 2018-04-20 中国煤炭地质总局水文地质局 废弃小型煤矿酸性矿井水综合治理方法
CN109083682A (zh) * 2018-08-28 2018-12-25 辽宁工程技术大学 一种矿山巷道防渗高强度密闭墙的施工方法
CN109322699A (zh) * 2018-09-29 2019-02-12 山东省地质矿产勘查开发局八0水文地质工程地质大队 一种矿井下污染隔离封堵技术
CN110748379A (zh) * 2019-11-07 2020-02-04 四川省地质工程勘察院集团有限公司 一种矿井封堵方法及其结构
CN110683683A (zh) * 2019-11-08 2020-01-14 中节能宁夏新能源股份有限公司 一种废弃矿井废水污染防治方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
废弃矿井的生态环境问题及治理对策;戚鹏等;《生态经济》;20150701;第136-139页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111927548A (zh) 2020-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111927548B (zh) 一种废弃煤矿井口的封堵方法
CN107938692B (zh) 一种排水及回灌施工方法及结构
CN111287759B (zh) 一种浅埋近接暗挖隧道施工方法
CN112049115A (zh) 富水粉砂地层深基坑开挖防渗漏处理方法
CN113774917B (zh) 一种土石方开挖填方及边坡支护工程的安全施工方法
CN105970970A (zh) 一种近铁路深基坑预应力锚索支护施工方法
CN102182866B (zh) 一种大型超深循环水管道回填工艺
CN111119931B (zh) 一种卵石地层电力隧道浅埋暗挖地基变形控制施工方法
CN212563261U (zh) 一种半路堑单压型明洞隧道快速进洞防护结构
CN110512594B (zh) 旋挖钻机遇空洞成孔成桩的简易方法
CN207828994U (zh) 一种排水及回灌施工结构
CN115217112A (zh) 一种深基坑施工方法
CN103993609A (zh) 硅灰砂导排滤水多功能快硬凝结体人工修补基坑止水帷幕
CN114198124A (zh) 一种用于煤矿斜井冒顶区注浆堵水的施工方法
on Maintenance Report on the damaging effects of water on tunnels during their working life
Jiang Construction Technology and Safety Risk Control Measures of Deep Foundation Pit Excavation
CN220748266U (zh) 一种未预留接口既有运营车站下穿结构
CN111255464B (zh) 一种卵石地层电力隧道浅埋暗挖施工方法
CN216920368U (zh) 一种大型圆基坑三轴搅拌桩支护结构
CN211472579U (zh) 管廊保护预应力梁
CN105019652B (zh) 大型浓缩池hdpe衬垫池底施工方法
Coats et al. THE KIELDER TRANSFER WORKS.
Guo et al. Application of Waterproofing Construction Technology for Concealed Passages
CN117927275A (zh) 一种地铁暗挖通道防水施工方法
CN116838366A (zh) 一种构造溶蚀剥蚀中低山区隧道的施工方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant