一种斜井井筒突泥涌水的治理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114233385A(43)申请公布日2022.03.25(21)申请号202111282720.8E21F17/00(2006.01)(22)申请日2021.11.01E21D11/10(2006.01)E21D11/38(2006.01)(71)申请人北京中煤矿山工程有限公司地址100013北京市朝阳区和平里青年沟路5号64号楼(72)发明人陈振国贺文王博王康李生生梁敏吴莹陈龙司延强许慧斌杨雪陈君杨明(74)专利代理机构北京冠榆知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11666代理人王道川(51)Int.Cl.E21F16/02(2006.01)E21F16/00(2006.01)权利要求书5页说明书23页附图11页(54)发明名称一种斜井井筒突泥涌水的治理方法(57)摘要本发明公开一种斜井井筒突泥涌水的治理方法，步骤为：施工止浆墙：在斜井井筒中临近突泥涌水最高水位施工止浆墙；地面灌浆：从地面施工定向注浆孔，通过定向注浆孔塌腔区灌浆填充；破除止浆墙；清理斜井井筒内泥渣：清理斜井井筒中的突泥涌水，并恢复井筒内的设施管线，以及修复被破坏的初支和二衬；斜井井筒内帷幕加固灌浆；恢复正常掘进施工。本发明的方法既避免了井筒内突泥涌水清理过程中可能产生的清理风险，又通过注浆加固防止后续施工过程中突泥涌水再次发生，适合于井筒围岩地层含水量大、不稳定性较高的斜井井筒突泥涌水的治理。CN114233385ACN114233385A权利要求书1/5页1.一种斜井井筒突泥涌水的治理方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)施工止浆墙：在斜井井筒中邻近突泥涌水最高水位施工止浆墙；(2)地面灌浆：从地面施工定向注浆孔，待定向注浆孔施工完成后，通过定向注浆孔对斜井井筒发生突泥涌水的顶部塌腔区进行灌浆填充；(3)破除止浆墙：将步骤(1)中的止浆墙破除；(4)清理斜井井筒内泥渣：清理斜井井筒中的突泥涌水，并恢复井筒内的设施管线，以及修复被破坏的初支和二衬；(5)斜井井筒内帷幕加固灌浆：采用全断面帷幕灌浆的方式对斜井井筒前方待开挖区的突泥体以及斜井井筒前方待开挖区的周边围岩进行灌浆防突加固；(6)恢复正常掘进施工。2.根据权利要求1所述的一种斜井井筒突泥涌水的治理方法，其特征在于，在步骤(1)中，止浆墙的施工包括如下步骤：步骤(1‑1)止浆墙设计：止浆墙采用混凝土浇注，并在浇注成型的混凝土周边设置钢筋；止浆墙的混凝土的厚度根据公式(Ⅰ)进行计算：B＝K0*[ωb/(2hσ)]1/2公式(Ⅰ)公式(Ⅰ)中，B为混凝土的厚度；K0为安全系数；ω为作用在墙上的全荷载，且ω＝PF；P为止浆墙承受的压强，按充填灌浆阶段最大灌浆压力计算；F为止浆墙的面积；b为斜井井筒的宽度；h为斜井井筒的高度；σ为注浆用混凝土原料所允许的最大抗压强度；步骤(1‑2)安装钢筋：沿止浆墙周圈安装钢筋，钢筋环向设置并呈梅花型布置；步骤(1‑3)填砂处理：在止浆墙与斜井井筒突泥涌水的最高水位之间的空间进行砂石填充处理；步骤(1‑4)止浆墙的浇筑：浇筑前，对止浆墙与二衬混凝土的结合面进行凿毛处理；在浇筑止浆墙时，安装排气管和排水泵；在止浆墙顶端安装排气观测管，并安装阀门和压力表；在止浆墙底端安装排水泵，且排水泵上安装有过滤网；步骤(1‑5)止浆墙的加固：止浆墙浇筑完成后对止浆墙与周边二衬混凝土的接茬处和二衬混凝土的壁后空隙分别进行补充灌浆加固。3.根据权利要求2所述的一种斜井井筒突泥涌水的治理方法，其特征在于，在步骤(1‑2)中，钢筋为Φ32钢筋，长度为3.0m，钢筋的1.7m锚入衬砌和基岩，钢筋的1.3m伸入到止浆墙内；钢筋间距2m，排距1m，共7排，每排环向设置13根，共布置91根；在步骤(1‑5)中，止浆墙与周边二衬混凝土的接茬处灌浆加固方法：沿止浆墙表面周边布置两圈Φ42灌浆孔，两圈Φ42灌浆孔分别在2.0m与3.0m处穿透周边二衬混凝土，通过灌浆孔分别对止浆墙与周边二衬混凝土的接缝处的空隙进行充填加固；在步骤(1‑5)中，止浆墙与周边二衬混凝土的壁后灌浆加固方法：在止浆墙上部2～6m段布置3排Φ42灌浆孔，钻孔穿透周边二衬混凝土，对周边二衬混凝土的壁后空隙进行灌浆加固；灌浆孔的孔排间距为2.0m，灌浆材料为水灰比为1：1的单液水泥浆，灌浆结束压力2.0MPa。4.根据权利要求1所述的一种斜井井筒突泥涌水的治理方法，其特征在于，在步骤(2)中，地面灌浆包括如下步骤：步骤(2‑1)：在地面位置布置钻孔，沿斜井井筒轴线方向施工定向注浆钻孔；2CN114233385A权利要求书2/5页步骤(2‑2)：对斜井井筒塌腔区进行充填注浆；步骤(2‑3)：对斜井井筒突泥涌水段围岩进行围岩加固注浆，在斜井井筒突泥涌水段形成围岩加固帷幕。5