[发明专利]千米立井注浆防治水止浆垫施工方法

说明书

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。

附图说明：

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；