[发明专利]深立井井壁破裂安全防控方法

权利要求书

1.一种深立井井壁破裂安全防控方法，其特征在于，它包括以下措施：

第一：对井筒每月进行一次安全综合防控评估，及时发现井壁脱落的部位，评估井筒可能出水情况：

第二：采取井壁补固、壁间注浆充填及周边含水层注浆加固三种加固手段，克服出水隐患，加固井筒脱落部位：

2.1：采用“清理井壁+锚杆+钢筋网+喷射混凝土”方案进行井壁补固：

（1）对井壁粉化区段进行全面清理，将井壁表面的附着物清理干净；

（2）在清理干净的井壁粉化区段采用高强螺纹锚杆全锚的方式进行加固，要求锚杆间排距为1m×1m，锚杆扭矩不小于80Nm，锚固力不小于20KN；之后在露出的锚杆头上挂钢筋网喷浆支护；

2.2：对井筒表土段进行壁间充填加固以消除井壁出水隐患；

2.3：对井筒周边含水层进行注浆加固

要求采用水泥—粉煤灰浆液，结束注浆的标准为：

（1）单个段高结束注浆的标准：当段高注浆量达设计量的80%-120%，且注浆终压达设计值并稳定10min时；

（2）单孔结束注浆的标准：单孔注浆量达到设计量的80%以上，且达到设计终压；

（3）注浆工程最终结束标准为：总注浆量达设计量的80%以上，或井壁竖向传感器的应变值平均提高触及预警值，或地表抬升量达到预警值；

第三：装备井筒五大监测系统，具体包括：

3.1：装备电阻式与光纤光栅式井壁应变和温度监测系统

要求设置15个监测层，监测位置主要集中在含水砂层，通过设置电阻式和光纤光栅式交叉监测层，形成了互补性的监测系统，掌握煤矿开采活动和土层的沉降对井筒的受力变形状态和温度情况，为井壁安全性判断提供重要基础数据；

3.2：装备井筒周边表土段主要含水层水位监测系统

在不同深度砂层分区域、分层位施工7个水位观测孔，安装7台KJ402自动水文监测分站，实现井筒周边表土层不同砂层水位、温度的实时监测，实时评估井筒安全状态；

3.3：高精度工广形变监测系统

工广形变监测系统由高精度测量机器人形变监测系统和静力水准仪沉降监测系统组成；

3.4：装备井底水量视频监测系统

通过网络高清摄像头、视频监控平台，实现井底涌水实时远程监测；

3.5：装备矿区沉陷监测CORS单基站系统；

第四：提前安设应急设施

4.1：在风井装备应急救援井架

在地面安装提升井架、绞车、稳车抢险救援应急设施，并配置吊盘、封口盘、压风管、供水管、动力电缆、通信信号电缆、吊桶、各类提升钢丝绳及管、线卡设施；要求封口盘和活动吊盘均设计为多片组装结构，便于事故时快速组装安装；封口盘上设有吊桶电动门；供水管、压风管、照明及通信信号电缆联合手动门；稳绳手动门，动力电缆通过卡具固定在其中一根稳绳上随活动吊盘同步下井，吊桶电动门开闭绞车安装在井架二层操作平台上；

要求压球井架选型应满足：⑴ 能够安全承担应急提升中的全部荷载；⑵ 保证足够的过卷高度；⑶ 满足施工材料、设备的运输及天轮平台、翻矸台布置的需要；

4.2：在井底安装应急挡水或沙门

在井筒连接处安装挡水或沙门，主要目的是防止井筒方向来砂来水；

4.3：在井底装备进口高性能渣浆泵

根据预估出水量，配备相应功率的高性能渣浆泵，可有效、及时排出含砂涌水；

4.4：提前敷设一条从就近水源到井筒附近的管路；

4.5：成立内、外应急救援队伍

一是与具有相关应急救援抢险资质和丰富施工经验的队伍签订发生井壁出水涌砂险情时应急抢险的协议，明确双方责任和义务，确保在矿井发生险情时，抢险队伍最短时间到达，二是公司抽调部分人员成立兼职注浆队伍，由外部注浆队伍负责培训，提高注浆队伍人员业务水平；

4.6：准备应急井筒可膨胀充填材料以及井筒充填主材；

第五：当发生应急状况时采用以下措施

5.1：当井壁发生漏水、突水需要注浆时，由底卸式吊桶下放注浆材料到下层吊盘上，实施注浆施工；当井壁破裂、埙坏需要修复浇筑混凝土井壁时，将供水管改成混凝土输送管，由地面搅拌输送到吊盘工作面，进行井壁施工处理；

5.2:当井筒发生不可抢救突水、涌砂灾害时，第一，尽早在井筒内形成止水塞；第二，尽早用填料覆盖住出水口；第三，尽早平衡井内、外水压，其中，形成止水塞是重点中的重点，它是阻止水土溃入井下的关键。

2.如权利要求1所述的深立井井壁破裂安全防控方法，其特征在于，所述的5.2步骤具体操作步骤为：

5.2.1：形成止水塞的方法与步骤：

(1)充填车场水平以下的井筒

（2）充填马头门及其两侧巷道

该阶段充填的主要任务是为下一步充填上部井筒提供骨架基础，为减少充填材料向马头门两侧的流失量，必须以充填大料为主；

（3）充填马头门上方的井筒

该阶段充填的主要任务是在马头门上方井筒内建立可靠的滤水层；

（4）充填隔水材料

该阶段充填的主要任务是在井筒内建立可靠的隔水层；

5.2.2：用填料覆盖住出水口的充填方式为：

先用矸石、碎石或砂充填25m高井筒，再用粘土充填5m高井筒；然后再用矸石、碎石或砂充填25m高井筒，再用粘土充填5m高井筒，以此类推，直到填料高于井壁出水口100m以上；

5.2.3：平衡井内、外水压的方法为：

当井内第一个止水塞形成后，一边向井内填固体充填物，一边向井内灌水，直到井内水位与井外含水层的水位齐平为止。