一种废弃煤矿井口的封堵结构及施工方法与流程

本发明属于废弃矿井封堵，尤其涉及一种废弃煤矿井口的封堵结构及施工方法。

背景技术：

1、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。在煤矿井中开采煤矿是获取煤炭资源的主要形式，但是矿井仍然有枯竭或是不适合继续开采的时候。一旦矿井退役，生产排水停止，井内就会产生大量的矿井涌水。由于矿体伴生着多种金属和硫化矿物，矿井壁及井内废石在空气、水和微生物的共同作用下，发生氧化反应生成强酸性物质，进而溶出矿石中的多种重金属离子，产生含铜、铁、铅、锌、镉、砷等污染物的酸性废水，不仅涌出地表造成矿区及受纳水体重金属污染，而且通过矿区地层裂隙、断层等通道造成地下水串层污染。如果对废弃矿井进行充填，则充填量极大，导致成本极高，且井下物料运输多、劳动量大，且施工周期长；对废弃矿井的井口进行封堵是现行的主要方式。废弃矿井的井口封闭可以避免井内的金属和硫化物与空气接触被氧化形成酸性废水，但是现行的井口封堵结构仍然需要在井口填充或是浇筑较长段的水泥，导致成本升高；浇筑的水泥结构长时间被井口处的渗水浸泡，强度也会降低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种废弃煤矿井口的封堵结构及施工方法，针对现有技术的不足，解决了上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种废弃煤矿井口的封堵结构，包括：环状混凝土墙、钢筋水泥柱、防渗水泥层、井口砖砌层、碎石层和透水管；多个所述环状混凝土墙间隔分布在废弃煤矿井口中，所述钢筋水泥柱依次串联多个所述环状混凝土墙，多段所述防渗水泥层设置在环井口壁上，分布于多个所述环状混凝土墙之间，所述井口砖砌层设置在井口，所述碎石层填充在所述环状混凝土墙、所述防渗水泥层和所述井口砖砌层围成的空间中，所述透水管穿过所述井口砖砌层和所述环状混凝土墙伸入到废弃煤矿井中。

4、进一步地，所述环状混凝土墙的截面成喇叭形朝向外并伸入到井口壁中。

5、进一步地，所述透水管的位置靠近井口壁的顶端。

6、进一步地，所述透水管的出口设置有单向阀。

7、一种废弃煤矿井口的封堵结构的施工方法，包括如下步骤：

8、s1.确定废弃煤矿井口施工段，并对施工段进行清理；

9、s2.按一定的间隔在煤矿井口施工段中开挖多个环状混凝土墙槽；

10、s3.先浇筑成型最里侧的环状混凝土墙，再紧挨着环状混凝土墙环状浇筑井口壁形成防渗水泥层，最后填充碎石层；

11、s4.重复步骤s3，制作多组环状混凝土墙、防渗水泥层和碎石层结构；

12、s5.在井口用砖块砌成井口砖砌层，并用水泥对井口周围封边。

13、进一步地，在步骤s1中，施工段清理结束后，在巷道两侧开挖排水槽，将酸性废水排出。

14、进一步地，在步骤s3中，在浇筑防渗水泥层前，对井口壁的漏水区域进行高压水泥浇筑。

15、进一步地，漏水区域高压水泥浇筑后对井口壁进行凿毛。

16、进一步地，在步骤s3中，在防渗水泥层后，填充碎石层前，在相邻的环状混凝土墙之间利用钢筋笼，浇筑成钢筋水泥柱。

17、本发明的有益效果在于：

18、本发明的环状混凝土墙、钢筋水泥柱和防渗水泥层作为结构骨架，中间填充碎石层，减少了施工段水泥浇筑封堵的使用量，节省了成本，同时碎石层提高了对封堵结构的支撑，防渗水泥层能够避免矿井周边区域的水渗透到封堵结构中，而降低内部水泥结构的强度；截面成喇叭形朝向外伸入到井口壁中的环状混凝土墙能够避免矿井周边区域对封堵结构的挤压或是其他情况使封堵结构向外移动的情况发生；透水管的位置靠近井口壁的顶端，能够将封堵结构内部的矿井中涌水过多时排出井外；透水管端部的单向阀能够防止外界的空气进入到矿井中氧化金属和硫化物形成酸性废水。

技术特征：

1.一种废弃煤矿井口的封堵结构，其特征在于，包括：环状混凝土墙、钢筋水泥柱、防渗水泥层、井口砖砌层、碎石层和透水管；多个所述环状混凝土墙间隔分布在废弃煤矿井口中，所述钢筋水泥柱依次串联多个所述环状混凝土墙，多段所述防渗水泥层设置在环井口壁上，分布于多个所述环状混凝土墙之间，所述井口砖砌层设置在井口，所述碎石层填充在所述环状混凝土墙、所述防渗水泥层和所述井口砖砌层围成的空间中，所述透水管穿过所述井口砖砌层和所述环状混凝土墙伸入到废弃煤矿井中。

2.根据权利要求1所述的一种废弃煤矿井口的封堵结构，其特征在于，所述环状混凝土墙的截面成喇叭形朝向外并伸入到井口壁中。

3.根据权利要求1所述的一种废弃煤矿井口的封堵结构，其特征在于，所述透水管的位置靠近井口壁的顶端。

4.根据权利要求1所述的一种废弃煤矿井口的封堵结构，其特征在于，所述透水管的出口设置有单向阀。

5.一种废弃煤矿井口的封堵结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种废弃煤矿井口的封堵结构的施工方法，其特征在于，在步骤s1中，施工段清理结束后，在巷道两侧开挖排水槽，将酸性废水排出。

7.根据权利要求5所述的一种废弃煤矿井口的封堵结构的施工方法，其特征在于，在步骤s3中，在浇筑防渗水泥层前，对井口壁的漏水区域进行高压水泥浇筑。

8.根据权利要求7所述的一种废弃煤矿井口的封堵结构的施工方法，其特征在于，漏水区域高压水泥浇筑后对井口壁进行凿毛。

9.根据权利要求5所述的一种废弃煤矿井口的封堵结构的施工方法，其特征在于，在步骤s3中，在防渗水泥层后，填充碎石层前，在相邻的环状混凝土墙之间利用钢筋笼，浇筑成钢筋水泥柱。

技术总结
本发明公开一种废弃煤矿井口的封堵结构及施工方法，属于废弃矿井封堵技术领域，包括：环状混凝土墙、钢筋水泥柱、防渗水泥层、井口砖砌层、碎石层和透水管；多个环状混凝土墙间隔分布在废弃煤矿井口中，钢筋水泥柱依次串联多个环状混凝土墙，多段防渗水泥层设置在环井口壁上，分布于多个环状混凝土墙之间，井口砖砌层设置在井口，碎石层填充在环状混凝土墙、防渗水泥层和井口砖砌层围成的空间中，透水管穿过井口砖砌层和环状混凝土墙伸入到废弃煤矿井中。本发明能够对废弃煤矿井口进行封堵，封堵结构强度高，节省成本，避免了封堵结构被矿井涌水浸泡，还避免形成新的酸性废水，保护了环境。

技术研发人员：尤龙,杜斌,黄泰誉,方惠明
受保护的技术使用者：中国煤炭地质总局勘查研究总院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14