[發明專利]一種非全深凍結立井解凍后的涌水防治方法

有效

• 申請號: 201310243486.7
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN103277120A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 任建喜;王蓬;馬忙利;謝冬季;張琨;陳海安;鄭贊贊;占有名;王松;陳江;孫杰龍;孟昌
• 申請（專利權）人: 西安科技大學;陜西彬長礦業集團有限公司
• 主分類號: E21D11/38
• 分類號: E21D11/38;E21D11/10
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 劉華

技術領域

本發明涉及立井涌水防治方法，具體涉及一種非全深凍結立井解凍后的涌水防治方法。

背景技術

我國自1955年首次在開灤林西風井應用凍結法施工成功后，迄今已建成了700多個凍結井筒，但井筒解凍后圍巖會產生新的裂隙，巖石的滲流通道會發生變化，相應的涌水規律也會發生變化，當涌水量很大，僅僅靠排水已不可能滿足施工要求時，注漿堵截水源通道后再進行排水成為主要治理措施。注漿堵水是將水泥漿或化學漿通過管道壓入井下巖層空隙、裂隙或巷道中，使其擴散、凝固和硬化，從而使巖層具有較高的強度、密實性和不透水性，達到封堵截斷補給水源和加固地層的作用，它是礦井防治水害的重要手段之一。

目前井筒凍結法解凍后的涌水防治技術存在幾個缺陷：一、注漿的時機不好選擇，注漿過早，圍巖裂隙還未形成，治理效果不好，注漿過遲，涌水很大，漿液全被水沖出，達不到注漿效果。二、注漿的形式，單一的注漿方式對于富水弱滲地層可注性不強。三、注漿位置的確定，一旦位置確定不好，會造成過多的注漿工作量，且注漿效果不好。

發明內容

本發明的目的是提供一種施工及操作方便，可注性強，不透水性強，密實性好，強度高，防治水效果顯著，高低壓并用，深淺孔結合，單液為主、雙液為輔的一種非全深凍結立井解凍后的涌水防治方法。

為了達到發明目的，本發明的技術方案是這樣解決的：一種非全深凍結立井解凍后的涌水防治方法，本發明的特殊之處在于該方法按下述步驟進行：

1）、注漿形式的確定

井筒解凍后圍巖裂隙區貫通，圍巖裂隙涌水量較大，在富水弱滲地區，一般注漿形式難以注入或是注入效果不好，本發明采用單液為主、雙液為輔，高低壓并用，深淺孔結合的注漿方式；

2）、井筒防治水時機的確定：

（1）、為保證未凍結段施工的下部井筒及馬頭門安全施工，在下部井筒及馬頭門施工過程中，上部井筒要保證一定的負溫，即為-4℃，避免上部井筒解凍過早引起的涌水對未凍結段鑿井的下部井筒的施工帶來不利影響，這是非全深凍結法立井施工井筒防治水技術的一個重要技術措施；

（2）、井筒防治水時機的確定是未凍結段施工的下部井筒及馬頭門施工完畢，允許非全深凍結法的上部井筒自然解凍完畢，然后立即實施井筒防治水工作；

（3）、如果在自然解凍后沒有立即進行防治水處理，存在凍結段解凍后涌水通道隨著時間的推移，在地下水的作用之下，巖體中的裂隙不斷發展擴大、連通最終會形成一系列強滲流水力通道，最終導致大的涌水災害發生的缺陷，為此，應選擇立即進行防治水處理；

3）、注漿位置的確定

井筒自上而下分為凍結表土段、凍結基巖段、未凍結段，所述凍結表土段采用壁間注漿，所述凍結基巖段采用壁間注漿和壁后注漿，所述未凍結段不注漿；

（1）、所述壁間注漿

所述凍結表土段和凍結基巖段為雙層井壁段，注漿管為φ38mm×600mm，孔深500mm，終孔位置位于內壁與外壁之間，用以封堵內外壁間的水力聯系；

內外層井壁夾層間注漿充填時間的確定應滿足下列規定：

A、夾層周圍井壁混凝土溫度應不低于4℃；

B、凍結壁在解凍過程中但仍處于封閉狀態，并能承受外部水壓力；

（2）、所述壁后注漿

應用于凍結基巖段（雙層井壁段），注漿管為φ38mm×3100mm，孔深3000mm，終孔位置位于凍結管處，用以封堵凍結管環形通道與基巖的水力聯系，壁后注漿不能對掘進施工的正常進行產生明顯影響，也不能對井壁澆筑質量構成危害；

4）、注漿孔的布置

壁間注漿間隔20～30m布置一個斷面，上下斷面錯開45°，一個斷面均布4個孔，孔深500mm，注漿管為φ38×600mm；

壁后注漿間隔40～50m布置一個斷面，一個斷面均布4個孔，孔深3000mm，注漿管為φ38×3100mm；若有出水點，可根據實際情況調整孔位；

5）、注漿材料

按質量比單液漿配比：水:?硅酸鹽水泥＝0.6:1～1.25:1；

按質量比雙液漿配比：硅酸鹽水泥:水玻璃:?三乙醇胺＝1:1:0.1%～0.25%，水玻璃濃度為38～40°Be′；

所述外加劑三乙醇胺，三乙醇胺既有速凝作用又有緩凝作用與水泥類型和摻量有關；對于硅酸鹽水泥，三乙醇胺摻量為0.02%時起速凝作用，摻量為0.25％時有輕微的緩凝作用，摻量為0.5％時有很強的緩凝作用，而當摻量為0.1％時則表現出強烈的速凝作用；