專利名稱：豎井內透水層預注漿堵水方法
技術領域：
本發明涉及一種豎井內透水層預注漿堵水工藝方法，特別涉及一種在豎井內深厚透水層預注漿封堵涌水的工藝方法，屬于礦井建設工程技術領域。
背景技術：
豎井掘進過程中經常穿越透水層，透水層的堵水問題是豎井安全掘進的關鍵，但在高地壓、高水壓的條件下，要將漿液均勻、有效的注入透水層的裂隙中很困難。一般需要很高的注漿壓力，因此要保證止漿墊具有足夠的承受能力，另外透水巖層產狀及節理裂隙等控制了漿液分布，一般僅從工作面注漿難以保證注漿效果，而不良的注漿效果易引發透水事故，對礦井掘進產生巨大威脅。因此豎井內透水層注漿堵水不容許有絲毫閃失，需要一種安全、有效的方法，以保證良好的注漿堵水效果，另外盡量減少注漿堵水工程對井筒掘進的影響，加快掘進速度，降低井筒施工成本。
發明內容
本發明提供一種能夠保證豎井內透水層預注漿堵水效果的工藝方法，該方法不僅在注漿墊施工準備階段，而且在預留完整隔水巖層、砌筑濾水層、安裝集水井和防水層、澆注混凝土止漿墊、濾水層注漿、注漿孔成孔并鋪設注漿導向管注漿階段采取多方面的綜合技術措施，從而有效保證注漿堵水效果，減小混凝土使用量和注漿回次，加快井筒掘進速度。本發明一種針對豎井內透水層預注漿堵水方法，包括如下步驟(I)預留完整隔水巖層、(2)井筒淋幫水處理、(3)砌筑濾水層、(4)安裝集水井和防水層、(5)安裝固定注漿導向管、(6)澆注圓臺型混凝土止漿墊、(7)濾水層注漿、(8)注漿孔成孔并鋪設注漿導向管注漿；其在注漿施工過程中充分利用隔水巖層和井壁的支承能力封閉透水層，最大限度地降低止漿墊的厚度，以承受設計要求的高注漿壓力；另外在井筒中心采用鉆機鉆進大直徑注漿孔，深入到透水層，注漿時漿液沿井筒中心注漿孔向四周均勻滲透，在足夠的注漿壓力作用下，一次注漿即可形成較大止水帷幕。本發明所述預留完整隔水巖層是在豎井施工穿越透水層之前預留完整隔水巖層與后期澆筑的混凝土共同承擔止漿墊作用；所述井筒淋幫水處理采用壁后注漿；所述砌筑濾水層是指當井筒掘進到修筑止漿墊的位置后，將工作面的破碎矸石按設計厚度平整好；所述安裝集水井和防水層是在濾水層中上部預留一定體積的空間安裝無底濾水木箱，然后在其上部由下往上依次鋪設油氈、澆注水泥砂漿、砌一層磚；所述安裝固定注漿導向管是用抽水設備將集水井內積水抽干后，撤除吸水管，并在井筒中心安裝、固定注漿導向管；所述澆注混凝土止漿墊是指澆筑圓臺型素混凝土止漿墊；所述濾水層注漿是指待集水井將井底水排干后，將水泥漿液沿注漿導向管注入濾水層，使水泥漿液在濾水層矸石孔隙間充填密實，從而使止漿墊、井壁、濾水層和預留隔水巖層緊密澆注，契合成一個整體，共同抵抗注漿壓力；所述注漿孔成孔并鋪設注漿導向管注漿，是指采用鉆機在井筒中心鉆成一個大直徑注漿孔，孔深要求深入透水層，然后采用高注漿壓力在透水層中注入水泥漿液，在井筒周圍形成止水帷幕，以封堵透水層。本發明的優點是
1、本發明所述的針對豎井內預注漿堵水方法，預留一定厚度隔水巖層與后澆筑混凝土、注漿后的濾水層共同承擔圓臺型止漿墊作用，并將其井壁緊密澆注在一起，充分利用隔水巖層和井壁的支承能力，不僅能承受設計要求的高注漿壓力，確保豎井施工過程中高水壓、高注漿壓力下注漿堵水的效果，而且最大限度地降低了止漿墊的厚度，減少了止漿墊施工和拆除工作量；
2、在井筒中心采用鉆機鉆進大直徑注漿孔，深入到透水層內，能保證注漿時漿液沿井筒中心注漿孔向四周均勻滲透，在足夠的注漿壓力作用下，一次注漿即可形成較大止水帷幕。從而保證了注漿效果，提高了井筒掘進速度，尤其對于穿過大厚度透水層，效果更明顯。因此能夠應有效的應用于豎井內透水層預注漿堵水，試驗驗證具有很好效果。
圖1為本發明施工流程圖。圖2為本發明施工步驟1、2示意圖。圖3為本發明施工步驟3、4示意圖。圖4為本發明施工步驟5示意圖。圖5為本發明施工步驟6示意圖。圖6為本發明施工步驟7示意圖。圖7為本發明施工步驟8示意圖。
具體實施例方式本發明所述的對豎井內透水層預注漿堵水方法，步驟如下
所述步驟(I)的具體操作內容為查閱地質勘察資料，當豎井掘進到透水巖層前，在其上部預留一定厚度的完整隔水巖層。所述步驟(2)的具體操作內容為采用井壁壁后注漿的方法封堵井筒淋幫水，若井壁注漿后仍有部分淋水，需要安設截水槽截水，使淋幫水不進入工作面，以保證混凝土的澆注質量；
所述步驟(3)的具體操作內容為當井筒掘進到修筑止漿墊的位置后，將工作面的破碎矸石按設計厚度平整好；
所述步驟(4)的具體操作內容為在平整好的破碎矸石中間開挖一個規格為
0.6 X 0. 6 X 0. 6m的集水井，并在集水井中安設無底濾水木箱，在濾水箱上口接上吸水管。然后在濾水層上部鋪設2 3層油氈，在油氈上澆注一層5(Tl00mm厚的水泥砂漿，并在上面砌一層磚;
所述步驟(5)的具體操作內容為用抽水設備將集水井內積水抽干后，撤除吸水管，并在井筒中心安裝、固定注漿導向管；
所述步驟(6)的具體操作內容為
①止漿墊整型。按圓臺型設計爆破止漿墊外形，并用風鎬整形，使之達到設計規定的形狀和尺寸；
②加強支護。在巖石破碎的地方。及時用錨噴、單體支柱進行臨時支護，以保外形尺寸。③澆注混凝土。混凝土標號C45，并加入早強劑；采用吊桶下混凝土，混凝土須先倒在無水高處，由高處向低處推移，以保混凝土不被水稀釋；澆灌混凝土時，止漿墊須超出井壁下端面1500_，嚴格分層搗固，特別是止漿墊的周邊，在止漿墊與井壁聯接處，孔口管、吸水管外側必須加強震搗，充填密，使止漿墊與井壁結合部充填密實，合為一體，充分利用井壁的支承能力。連續澆灌混凝土，以保止漿墊質量。所述步驟(7)的具體操作內容為待集水井將井底水排干后，將水泥漿液沿注漿導向管注入濾水層，使水泥漿液在濾水層矸石孔隙間充填密實，注漿完成后拔出注漿導向管。所述步驟(8)的具體操作內容為采用鉆機在井筒中心鉆大直徑注漿孔、要求深入到透水層內，然后鋪設注漿導向管，在導向管與止漿墊、濾水層、隔水巖層的孔隙間注入水泥漿液，使孔隙充填密閉，然后采用高注漿壓力在透水層中注入水泥漿液，在井筒周圍形成止水帷幕，以封堵透水層。
權利要求
1.一種針對豎井內透水層預注漿堵水方法，其特征在于其步驟包括 (1)預留完整隔水巖層；所述預留完整隔水巖層是在豎井施工穿越透水層之前預留一定厚度的完整隔水巖層，與后期澆筑的混凝土共同承擔止漿墊作用， (2)井筒淋幫水處理；所述井筒淋幫水處理是采用壁后注漿方法，在井壁壁后注入水泥漿液，以封堵井壁淋水， (3)砌筑濾水層；砌筑濾水層是指當井筒掘進到修筑止漿墊的位置后，將工作面的破碎矸石按設計厚度平整好， (4)安裝集水井和防水層；所述安裝集水井和防水層是在濾水層中上部預留一定體積的空間安裝無底濾水木箱，然后在其上部由下往上依次鋪設油氈、澆注水泥砂漿、砌一層磚， (5)安裝固定注漿導向管；安裝固定注漿導向管是用抽水設備將集水井內積水抽干后，撤除吸水管，并在井筒中心安裝、固定注漿導向管， (6)澆注混凝土止漿墊；所述澆注混凝土止漿墊是指澆筑圓臺型素混凝土止漿墊， (7 )濾水層注漿所述濾水層注漿是指待集水井將井底水排干后，將水泥漿液沿注漿導向管注入濾水層，使濾水層澆筑密實，從而使止漿墊、井壁、濾水層和預留隔水巖層緊密澆注，契合成一個整體，共同抵抗高注漿壓力； (8)注漿孔成孔并鋪設注漿導向管注漿； 所述注漿孔成孔并鋪設注漿導向管注漿，是指采用鉆機在井筒中心鉆成一個大直徑，并且可以深入到透水層中的注漿導向孔，然后采用高注漿壓力在透水層中注入水泥漿液，在井筒周圍形成止水帷幕，以封堵透水層。
2.根據權利要求1所述的對豎井內透水層預注漿堵水方法，其特征在于所述步驟(O的具體操作內容為查閱地質勘察資料，當豎井掘進到透水巖層前，在其上部預留一定厚度的完整隔水巖層。
3.根據權利要求1所述的對豎井內透水層預注漿堵水方法，其特征在于所述步驟(2)的具體操作內容為采用井壁壁后注漿的方法封堵井筒淋幫水，若井壁注漿后仍有部分淋水，需要安設截水槽截水，使淋幫水不進入工作面，以保證混凝土的澆注質量。
4.根據權利要求1所述的對豎井內透水層預注漿堵水方法，其特征在于所述步驟(3)的具體操作內容為當井筒掘進到修筑止漿墊的位置后，將工作面的破碎矸石按設計厚度平整好。
5.根據權利要求1所述的對豎井內透水層預注漿堵水方法，其特征在于所述步驟(4)的具體操作內容為在平整好的破碎矸石中間開挖一個規格為O. 6X0. 6X0. 6m的集水井，并在集水井中安設無底濾水木箱，在濾水箱上口接上吸水管，然后在濾水層上部鋪設2 3層油氈，在油氈上澆注一層5(Tl00mm厚的水泥砂漿，并在上面砌一層磚。
6.根據權利要求1所述的對豎井內透水層預注漿堵水方法，其特征在于所述步驟(5)的具體操作內容為用抽水設備將集水井內積水抽干后，撤除吸水管，并在井筒中心安裝、固定注漿導向管。
7.根據權利要求1所述的對豎井內透水層預注漿堵水方法，其特征在于所述步驟(6)的具體操作內容為①止漿墊整型，按圓臺型設計爆破止漿墊外形，并用風鎬整形，使之達到設計規定的形狀和尺寸；②加強支護，在巖石破碎的地方，及時用錨噴、單體支柱進行臨時支護，以保外形尺寸；③澆注混凝土，混凝土標號C45，并加入早強劑；采用吊桶下澆混凝土，混凝土須先倒在無水高處，由高處向低處推移，以保混凝土不被水稀釋；澆灌混凝土時，要嚴格分層搗固，特別是止漿墊的周邊，在止漿墊與井壁聯接處，孔口管、吸水管外側、須加強震搗，充填密實；連續澆灌混凝土，以保止漿墊質量，其中，止漿墊須超出井壁下端面1500mm，并在二者的連接處加強振搗，使止漿墊與井壁結合部充填密實，合為一體，充分利用井壁的支承能力。
8.根據權利要求1所述的對豎井內透水層預注漿堵水方法，其特征在于所述步驟(7)的具體操作內容為待集水井將井底水排干后，將水泥漿液沿注漿導向管注入濾水層，使水泥漿液在濾水層矸石孔隙間充填密實，注漿完成后拔出注漿導向管。
9.根據權利要求1所述的對豎井內透水層預注漿堵水方法，其特征在于所述步驟(8)的具體操作內容為采用鉆機在井筒中心鉆成大直徑、深入到透水層中的注漿導向孔，然后鋪設注漿導向管，在導向管與止漿墊、濾水層、隔水巖層的孔隙間注入水泥漿液，使孔隙充填密閉，最后采用高注漿壓力在透水層中注入水泥漿液，在井筒周圍形成止水帷幕，以封堵透水層。
全文摘要
一種針對豎井內透水層預注漿堵水方法，包括有預留完整隔水巖層、井筒淋幫水處理、砌筑濾水層、安裝集水井和防水層、安裝并固定注漿導向管、澆注混凝土止漿墊、濾水層注漿、注漿孔成孔并鋪設注漿導向管注漿；其優點是:不僅能承受設計要求的高注漿壓力，確保豎井施工過程中高水壓、高注漿壓力下注漿堵水的效果，而且最大限度地降低了止漿墊的厚度，減少了止漿墊施工和拆除工作量；從而保證了注漿效果，提高了井筒掘進速度，尤其對于穿過大厚度透水層，效果更明顯。因此能夠有效的應用于豎井內透水層預注漿堵水，試驗驗證具有很好效果。
文檔編號E21D5/00GK103046932SQ20121056169
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月22日 優先權日2012年12月22日
發明者李志朋, 杜坤乾, 趙建海, 李樹潤, 周曙春 申請人:中冶集團武漢勘察研究院有限公司