CN115013051A - 一种巷道淋水防治方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种巷道淋水防治方法，属于矿山地下水防治技术领域。该方法在巷道掘进支护过程中在巷道支护结构中布设管壁开有小孔的导水管，导水管固定于巷道顶板、底板及侧帮，后期经混凝土喷浆支护后埋设于巷道支护结构。导水管外包裹滤水材料。巷道支护结构与底板排水沟结合部位预留导水管出口。巷道无排水沟一侧导水管经巷道帮壁、底板沟槽连接至排水沟一侧。导水管两端开口由泵送装置接入巷道排水沟中或直接接入巷道排水沟中。导水管埋设固定完毕后，对巷道顶板及侧帮喷射防水混凝土，在临空面形成防水屏障。本发明提供的巷道帮壁淋水处理方法，操作简单，不影响支护结构力学性能，淋水处理效果好，有助于改善井下作业条件。
Description
技术领域
本发明涉及矿山地下水防治技术领域，特别是指一种巷道淋水防治方法。
背景技术
在含水层中，岩体内发育的节理、裂隙及断层等地质构造存在大量的地下水，给巷道掘进施工及后期运行维护带来严重安全隐患。同时，由于巷道支护结构改变了围岩水文地质环境，在局部静水压力及爆破振动等作用下，岩体力学性质严重弱化，威胁巷道整体稳定性。目前，经钻孔注浆构筑防水帷幕的方法被广泛应用于巷道地下水治理，但该方法仍存在工艺复杂、成本高昂、对无明显水文地质边界的岩体地下水和孔隙水封堵效果不显著等缺陷。而普通混凝土巷道支护结构在毛细孔吸附及静水压力双重作用下，地下水经由混凝土孔隙结构向巷道内部渗透，影响巷道作业环境并加速设备腐蚀。因此，疏导地下水并解决巷道淋水是提高井下作业效率和安全保障的基础问题。
发明内容
本发明针对现有围岩高孔隙水压、淋水严重的富水矿井巷道掘进和支护，提供一种巷道淋水防治方法，从而加强支护结构内部的导水性能，同时隔绝地下水渗入巷道顶板和帮壁，实现含水层巷道地下水“内疏外隔”的目的，可有效解决巷道淋水并改善围岩应力环境。
该方法在含水层巷道掘进支护过程中，将导水管固定于巷道顶板、巷道底板及侧帮，随着支护施工完成，导水管被埋设于巷道支护结构内部，并用防水混凝土层覆盖巷道顶板和侧帮。
其中，导水管沿巷道掘进方向间隔0.50～2.00m布置。
防水混凝土层厚度为0.04～0.20m。
导水管上分布贯通导水管管壁的导水管小孔，导水管管壁外部包裹滤水材料，防止固体颗粒灌入所述导水管。
导水管管壁材质可选用耐腐蚀且易于弯曲贴合巷道轮廓的铝塑管，滤水材料可选用导水性能良好的土工布或其它毛细导水材料，导水管外径不大于支护结构厚度1/3，导水管小孔直径2～5mm，滤水材料厚度3～5mm。
导水管两端开口接入巷道底板的巷道排水沟中或经由泵送装置接入巷道排水沟中。
设置泵送装置时，导水管两端开口连接泵送装置，当导水管内堵塞或充满液体时，泵送装置启动，主动抽出导水管内部气体、液体及固体颗粒，同时降低导水管内部压强，加快地下水渗入导水管的速率。
导水管内部安装液位传感器，液位传感器与泵送装置控制器连接，当导水管液位到达巷道顶板时，控制器启动泵送装置，主动抽出导水管内部气体、液体及固体颗粒，保持导水管道通畅；同时降低导水管内部压强，加快地下水渗入导水管的速率。
巷道掘进方向上多排相邻导水管可通过水平管道联通至一台泵送装置。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，能够加强支护结构内部的导水性能，同时隔绝地下水渗入巷道顶板和帮壁，实现含水层巷道地下水“内疏外隔”的目的，可有效解决巷道淋水并改善围岩应力环境。同时，该方法操作简单，不影响支护结构力学性能，结合泵送装置，可实现主动排水与被动排水模式切换，淋水处理效果好，有助于改善井下作业条件。
附图说明
图1为本发明的巷道淋水防治方法方案横剖面图；
图2为本发明的巷道淋水防治方法方案纵剖面图；
图3为本发明的巷道淋水防治方法中采用的导水管截面图。
其中：1-巷道支护结构；2—导水管；3—防水混凝土层；4—巷道排水沟；5—巷道底板；6—泵送装置；7—水平导管；8—滤水材料；9—导水管管壁；10—导水管小孔；11—液位传感器；12—控制器。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种巷道淋水防治方法。
如图1所示，该方法在含水层巷道掘进支护过程中，将导水管2固定于巷道顶板、巷道底板5及侧帮，随着支护施工完成，导水管2被埋设于巷道支护结构1内部，并用防水混凝土层(厚度一般为0.04～0.20m)3覆盖巷道顶板和侧帮。
其中，导水管2沿巷道掘进方向间隔0.50～2.00m布置。
导水管两端开口接入巷道底板的巷道排水沟4中或经由泵送装置6接入巷道排水沟4中。
设置泵送装置时，导水管内部安装液位传感器11，液位传感器11与泵送装置的控制器12连接，当导水管液位到达巷道顶板时，控制器12启动泵送装置6，主动抽出导水管2内部气体、液体及固体颗粒，保持导水管道通畅；同时降低导水管内部压强，加快地下水渗入导水管的速率。
如图2所示，巷道沿伸方向上多排相邻导水管可通过水平管道7联通至一台泵送装置6。
如图3所示，导水管上分布贯通导水管管壁9的导水管小孔10，导水管管壁9外部包裹滤水材料8。
导水管管壁9材质可选用耐腐蚀且易于弯曲贴合巷道轮廓的铝塑管，滤水材料8可选用导水性能良好的土工布或其它毛细导水材料，导水管外径不大于支护结构厚度的1/3，导水管小孔10直径为2～5mm，滤水材料8厚度为3～5mm。
在具体实施中，针对含水层巷道掘进支护过程中，先将管壁开有进水口的导水管包裹一层滤水材料8，然后将导水管2固定于巷道顶板、侧帮及底板，其中设置有排水沟一侧的导水管经侧帮连接至排水沟，而巷道另一侧的导水管经侧帮到达底板后，经底板表面下部连通至排水沟。导水管固定完毕后，经支护施工，导水管埋设于支护结构及底板内部。在支护结构形成强度后，采用防水混凝土敷设于巷道顶板及侧帮，使支护结构内部的地下水通过导水管排放到巷道排水沟，同时，由于防水混凝土层的隔水作用，减少甚至消除巷道顶板及侧帮表面的淋水。
在具体设计中，导水管2的管壁开有两组对称的小孔，导水管2外包裹一层类毛细滤水材料8。
在宽×高为4.7m×4.2m规格的巷道掘进过程中，将管壁外包裹有类毛细滤水材料8的导水管2固定于巷道顶板、侧帮及底板，导水管2布置于垂直巷道走向方向的截面内，巷道沿伸方向每间隔2.5m布置一条导水管2。
该巷道采用锚喷+混凝土支护，喷射混凝土等级为C25，厚度100mm，形成巷道支护结构1。巷道底板构筑宽×高为0.3m×0.4m规格的排水沟4，并采用素喷混凝土硬化，形成巷道底板5。导水管2被埋设于支护结构1及巷道底板5内部，导水管2两端出口与排水沟4连通或经泵送装置6与排水沟4联通。
待巷道支护结构1形成强度后，采用添加了结晶外加剂的混凝土喷射于巷道顶板及侧帮，形成巷道防水混凝土层3。
泵送装置6可选用隔膜泵，能够高效抽出导水管2内部气体、液体及固体，防止导水管2堵塞，并降低导水管2内部气压，提高排水效率。
液位传感器11可选用液位变送器，控制器12可选用比例-积分-微分(PID)控制器及时间继电器组合，当导水管2水位升至巷道顶板时，液位传感器11向控制器12输入动作信号，控制器12接通泵送装置6电路，经过30秒(可通过时间继电器设置)后，控制器12断开泵送装置6电路。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种巷道淋水防治方法，其特征在于，在含水层巷道掘进支护过程中，将导水管固定于巷道顶板、巷道底板及侧帮，随着支护施工完成，导水管被埋设于巷道支护结构内部，并用防水混凝土层覆盖巷道顶板、底板和侧帮。
2.根据权利要求1所述的巷道淋水防治方法，其特征在于，所述导水管沿巷道掘进方向间隔0.50～2.00m布置。
3.根据权利要求1所述的巷道淋水防治方法，其特征在于，所述导水管两端开口接入巷道底板的巷道排水沟中。
4.根据权利要求1所述的巷道淋水防治方法，其特征在于，所述防水混凝土层厚度为0.04～0.20m。
5.根据权利要求1所述的巷道淋水防治方法，其特征在于，所述导水管上分布贯通导水管管壁的导水管小孔，导水管管壁外部包裹滤水材料。
6.根据权利要求5所述的巷道淋水防治方法，其特征在于，所述导水管为铝塑管，滤水材料为土工布或毛细导水材料。
7.根据权利要求5所述的巷道淋水防治方法，其特征在于，所述导水管外径不大于支护结构厚度的1/3，导水管小孔直径为2～5mm，滤水材料厚度为3～5mm。
8.根据权利要求3所述的巷道淋水防治方法，其特征在于，所述导水管两端开口连接泵送装置，当导水管内堵塞或充满液体时，泵送装置启动，主动抽出导水管内部气体、液体及固体颗粒，同时降低导水管内部压强，加快地下水渗入导水管的速率。
9.根据权利要求8所述的巷道淋水防治方法，其特征在于，所述巷道掘进方向上多排导水管通过水平导管联通至一台泵送装置。
10.根据权利要求9所述的巷道淋水防治方法，其特征在于，所述导水管内部安装液位传感器，液位传感器与泵送装置控制器连接，当导水管液位到达巷道顶板时，控制器启动泵送装置。
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