专利名称：千米立井注浆防治水止浆垫施工方法
技术领域：
本发明涉及一种止浆垫施工方法，特别涉及一种在千米深立井注浆堵水过程中的 止浆垫施工方法，属于矿井建设工程技术领域。
背景技术：
随着中浅层煤炭资源的日益匮乏和煤矿采掘技术的飞速发展，千米深立井工程层 出不穷，深立井掘进过程中经常穿越含水层，掘进过程中防治水问题亟待解决，在高地压、 高水压的条件下，注浆过程中止浆垫需要足够的承载能力，以保证能用最大注浆压力将浆 液注入含水层的裂隙中。因而在立井施工中如何保证止浆垫具有足够的承载能力，并在此 前提下尽量减小对掘进速度的影响被提到了议事日程上来，这个问题对千米深立井注浆堵 水效果尤为重要。这是因为井筒较深导致地压、含水层水压很大，需要相应提高注浆压力， 从而对止浆垫的设计方法和施工工艺提出了严格的要求，不合理的止浆垫设计方案和施工 工艺都有可能导致止浆垫失效，导致注浆失败，将严重影响井筒的施工进度，甚至对生命和 财产构成巨大威胁。因此对千米深立井注浆工程，特别是止浆垫施工不能有丝毫闪失，保证 良好的注浆堵水效果，相应提高掘进速度。经对现有技术文献的检索发现，收录于《金属矿山》2001年第1期，由纪东黎所著 的《竖井工作面高压预注浆止浆垫设计与施工》中介绍，某铁矿岩层高角度张性裂隙非常发 育，其宽度最大为200mm，闪长岩为裂隙承压含水层，涌水量很大，采用经验公式计算止浆垫 的参数；收录于《山东煤炭科技》2009年第4期的徐栓祥所著的《龙固矿深立井高压大流量 工作面止浆垫和“岩帽”的设计研究》一文，提出按注浆承压和封水要求止浆垫在最大注浆 压力作用下，应控制在弹性变形范围内，才能保证其稳定和安全，防止高压大流量涌水下注 浆施工中可能造成的止浆垫失效问题；收录于《江苏煤炭》2009年第8期赵志明、涂心彦所 著《立井深水下混凝土止浆垫施工技术》一文对水下混凝土止浆垫、抛渣回填处理施工止浆 垫等止浆垫施工工艺进行对比，得出了混凝土止浆垫较为经济实用的结论。上述文献介绍的立井注浆堵水过程中止浆垫的施工方法，都是简单的按照止浆垫 经验公式进行设计，而且采取的技术措施不够完善，未能针对性地在止浆垫施工全过程中 采取综合的保证注浆效果的有效措施，虽然施工了止浆垫，仍存在注浆失败造成井筒坍塌 的安全隐患。
发明内容
本发明克服现有止浆垫施工方法存在的不足，提供一种能够保证千米深立井注浆 堵水效果的止浆垫的综合施工方法，其不仅在注浆垫施工准备阶段，而且在砌筑滤水层、安 装集水井和防水层、浇注混凝土止浆垫阶段采取多方面的综合技术措施，从而达到有效保 证注浆堵水效果的目的。本发明是通过如下技术方案实现的一种千米立井注浆防治水止浆垫施工方法，包括以下步骤
第一步井筒淋帮水处理；第二步砌筑滤水层；第三步安装集水井和防水层；第四步安装固定注浆导向管；第五步浇注混凝土止浆垫；其特征在于步骤三中所述安装集水井和防水层，是在滤水层中上部预留一定体积的空间，空 间内安装无底滤水木箱，然后在无底滤水木箱中由下往上依次铺设防水层、浇注水泥砂浆 和砌一层砖；步骤五所述的混凝土止浆垫是圆台形，圆台形的顶部直径等于井筒掘进断面的直 径，底部直径大于井筒掘进断面的直径，从而利用井壁的支承力和混凝土止浆垫与井壁的 结合力联合抵抗高注浆压力；施工时，首先按设计的圆台形尺寸在井壁上爆破出轮廓线，风 镐整形达到设计规定的形状和尺寸并进行临时支护，然后浇注混凝土，分层捣固，使止浆垫 与井壁结合部充填密实，合为一体。本发明所述的针对千米深立井注浆堵水过程中止浆垫的施工方法采用了圆台形 止浆垫并将其与井壁紧密浇注在一起，能够有效地阻止注入的浆液向上渗漏；并能够充分 利用井壁的支承能力，封闭含水层，保证能用最大注浆压力把浆液注入含水层裂隙，确保了 千米立井施工过程中高水压、高注浆压力下注浆堵水的效果，最大限度地降低了止浆垫的 厚度，加快了注浆施工的速度。
图1为本发明施工流程图。图2为本发明施工步骤一、二示意图。图3为本发明施工步骤三示意图。图4为本发明施工步骤四示意图。图5为本发明施工步骤五示意图。
具体实施例方式
参照附图，对本发明进一步描述。本发明所述的对千米深立井注浆堵水过程中止浆垫的施工方法，施工流程如图1 所示，包括第一步井筒淋帮水处理；第二步砌筑滤水层；第三步安装集水井和防水层；第四步安装固定注浆导向管；第五步浇注混凝土止浆垫；所述步骤一的具体操作内容如图2所示采用井壁壁后注浆的方法封堵井筒淋帮 水，若壁后注浆后仍有部分淋水，需要安设截水槽截水，使淋帮水不进入工作面，以保证混 凝土的浇注质量；所述步骤二的具体操作内容如图2所示当井筒掘进到修筑止浆垫的位置后，将工作面的破碎矸石按设计厚度平整好，形成滤水层；所述步骤三的具体操作内容如图3所示在平整好的破碎矸石中间开挖一个规 格为0. 6X0. 6X0. 6m的集水井，并在集水井中安设无底滤水木箱，在滤水箱上口接上吸水 管。然后在滤水层上部铺设2 3层防水油毡，在防水油毡上浇注一层50 IOOmm厚的水 泥砂浆，并在上面砌一层砖；所述步骤四的具体操作内容如图4所示按照设计位置和倾斜角度安装、固定注 浆导向管；所述步骤五的具体操作内容如图5所示①止浆垫整型；按设计的圆台形爆破止浆垫外形，并用风镐整形，使之达到设计规 定的形状和尺寸；②加强支护；在岩石破碎的地方，及时用锚喷、单体支柱进行临时支护，以保外形 尺寸。③浇注混凝土 ；混凝土标号C45，并加入早强剂；采用吊桶下混凝土，混凝土须先 倒在无水高处，由高处向低处推移，以保混凝土不被水稀释；浇灌混凝土时，止浆垫上平面 须高于井壁底面1500mm，严格分层捣固；特别是止浆垫的周边与井壁联接处、孔口管处、吸 水管外侧加强震捣，充填密实；使止浆垫与井壁结合部充填密实，合为一体。
权利要求
1.一种千米立井注浆防治水止浆垫施工方法，包括以下步骤第一步井筒淋帮水处理；第二步砌筑滤水层；第三步安装集水井和防水层；第四步安装固定注浆导向管；第五步浇注混凝土止浆垫；其特征在于步骤三所述安装集水井和防水层，是在滤水层中上部预留一定体积的空间，空间内安 装无底滤水木箱，然后在无底滤水木箱中由下往上依次铺设防水层、浇注水泥砂浆和砌一 层砖；步骤五中所述的混凝土止浆垫是圆台形，圆台形的顶部直径等于井筒掘进断面的直 径，底部直径大于井筒掘进断面的直径；施工止浆垫时，首先按设计的圆台形尺寸在井壁上 爆破出轮廓线，风镐整形达到设计规定的形状和尺寸并进行临时支护，然后浇注混凝土，分 层捣固，使止浆垫与井壁结合部充填密实，合为一体。
2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于步骤一所述的井筒淋帮水处理采用 壁后注浆，当壁后注浆后仍有部分淋水时，安设截水槽截水；所述浇注混凝土止浆垫施工是指砌筑圆台形止浆垫并使其与井壁紧密浇注契合。
3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于步骤儿所述的砌筑滤水层，是在井筒 掘进到修筑止浆垫的位置后，将工作面的破碎矸石按设计厚度平整好，形成滤水层。
4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于步骤三所述安装集水井和防水层，是 在滤水层中上部预留一定体积的空间，空间内安装无底滤水木箱，然后在无底滤水木箱中 由下往上依次铺设防水层、浇注水泥砂浆、砌一层砖。
5.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于所述的预留一定体积的空间是在平 整好的破碎矸石中间开挖一个规格为0. 6X0. 6X0. 6m的集水井，无底滤水木箱安设在集 水井中，在滤水箱上口接上吸水管；铺设防水层是在滤水层上部铺设2-3层油毡，浇注水 泥砂浆的厚度50-100mm。
6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于步骤五所述的临时支护是在岩石破 碎的地方用锚喷、单体支柱进行临时支护。
7.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于步骤五所述的浇注混凝标号为C45， 并加入早强剂。
8.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于步骤五所述的施工止浆垫时，采用吊 桶下浇混凝土，混凝土须先倒在无水高处，由高处向低处推移，以保混凝土不被水稀释；止 浆垫上平面高于井壁底面1500mm。
全文摘要
本发明公开了一种对千米深立井注浆防治水施工过程中浇注圆台形止浆垫的施工方法，包括有井筒淋帮水处理、砌筑滤水层、安装集水井和防水层、安装固定注浆导向管、浇注混凝土止浆垫；所述井帮淋水处理采用壁后注浆，所述安装集水井和防水层是在滤水层中上部预留一定体积的空间安装无底滤水木箱，然后在其上部由下往上依次铺设油毡、浇注水泥砂浆、砌一层砖，所述浇注混凝土止浆垫施工是指将止浆垫与井壁紧密浇注契合。本发明在施工全过程中充分利用井壁的支承能力，封闭含水层，保证能用最大注浆压力把浆液注入含水层裂隙，确保了千米立井施工过程中高水压、高注浆压力下注浆堵水的效果，最大限度地降低了止浆垫的厚度，加快了注浆施工的速度。
文档编号E21D5/04GK102108869SQ20101061560
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者李志朋, 王刚, 王渭明, 王磊 申请人:山东科技大学