立井井筒凿井期间的综合防治水技术

主井井筒综合治水及突水应急预案一、水文地质概况根据主井井筒水文地质检查孔3#孔资料，主井井筒主要穿过三个含水层，其中上第三系底部含水层直接覆盖在煤系地层之上，水文地质条件极其复杂，含水层多，水量丰富且为竖向裂隙，发育在60～900其涌水量达980m3/h，须坚持“有疑必探、先探后掘”的原则，实施截、导、排、堵、注的综合治水方案。

因此我单位已在井筒进入基岩之前配备了高扬程、大排量的排水设施。

二、井筒防治水方案在立足于打干井的原则，确保井筒速成及井筒速成后涌水量符合验收规范规定。

在井筒施工过程中，严格监控商品砼的质量，合理地加入各种添加剂。

加强砼振捣工作，增强井壁的防水能力，提高夹层防水材料的安装质量，立足于“有疑必探、先探后掘”的原则，保证井筒正常顺利施工。

在施工中当涌水量大于10m3/h时，必须进行工作面超前探水，或经专家论证，实施工作面预注浆。

截水方法：在井筒施工过程中，对于井壁分散淋水，应在工作面上方设临时截水槽，收集淋水导入吊盘水箱中，经卧泵排出井筒，截水槽每100m下移一次。

导水方法：对于井壁上的大于0.5m3/h的集中出水点，安设导水管，将水导入截水槽内。

适时进行壁后注浆堵水。

排水方法：为了满足井筒施工排水需要，根据《主井施工组织设计》在垂深720m左右的稳定基岩中设一转水站，转水站长5m，净宽3.5m、净高3.5m的半圆拱形，采用锚网喷联合支护形式，锚杆为φ18×2000mm全螺纹树脂锚杆，间排距800×800mm，喷射砼强度等级为C20，喷射厚度100mm，网片规格为φ6圆钢制成，网格为100×100mm，长2000mm、宽1000mm。

当工作面涌水量小于10m3/h时，对工作面小股涌水可使用风动隔膜泵将水直接排至吊桶内，由吊桶出矸时将水排至井外。

当井筒涌水量超过10m3/h时，用风泵将工作面的水排到吊盘上的水箱内，使用上吊盘上安设的一台DC50—80×2 卧泵将水排至转水站，转水站安设两台DC50—80×10型高扬程离心式水泵，经转水站水泵排至地面。

煤矿井下水害防治原则及综合防治水措施
1. 煤矿井下水害防治原则：
(1) 遵循“预防为主、防治为辅”的原则；(2) 加强供水的系统规划，科学调度，以减少水污染；
(3) 实行“开采前环境保护、开采中环境治理、开采后环境恢复”等有序统筹防治；
(4) 积极开展煤层水联合开采等新技术，进一步改善煤矿水环境质量。

2. 综合防治水措施：
(1) 建立和完善水文地质动态监测系统；(2) 提高水存量管理能力，建立智能水位报警系统；
(3) 开展水土保持工程；(4) 加强措施检验及其它煤矿险情的评估与应急处置；
(5) 开展煤矿水质监测，科学合理地使用和处理污染物；(6) 加强煤矿污染防治法律法规的宣传和执行；
(7) 加大井下防污设备及工艺技术的投入；(8) 加强煤矿环境监管和执法；(9) 推动再生水回用及其它节水技术；
(10) 加强煤矿井下安全监测和应急救援能力。

一、工程情况（一）矿井简介：文家坡矿井由陕西彬长矿业集团公司投资兴建，矿址位于陕西省彬县小章镇东300m，矿井由中煤西安设计工程有限公司（原煤炭工业西安设计研究院）设计，设计生产能力为4.0Mt/a；服务年限90.7年，采用立井开拓，矿井采用普通凿井法设计。

（二）工程特征：文家坡矿排矸立井井筒井口设计标高+1181.35m，井筒净直径6.5m，净断面33.166m2，井筒总深度720m。

二、成立防治水领导小组（一）、防治水领导小组成员组长：张广文副组长：江德根吴孝勇成员：张广场张代宝房成虎李庆良王士臣喻国青张翔(二）、领导小组岗位责任制张广文全面负责防治水工作的监督检查江德根、吴孝勇负责防治水的安全技术管理工作。

房成虎负责防治水措施的贯彻学习。

张翔负责防治水日常资料整理工作。

其它成员责防治水措施的落实。

防治水领导小组全面负责井筒施工过程中防治水方面的隐患排查、治理工作，确定实施防治水方案及措施。

三、井筒地质及水文地质（一）区域含（隔）水层及其水文地质特征1、第四系全新统冲——洪积层孔隙潜水含水层呈条带状展布于泾河、黑河、红崖河等较大河谷中，厚度5.50—18.2m。

具典型的二元结构特征，上部以砂质粘土、粘土、及粉砂为主，下部以含水的砂及砂卵砾石层。

地下水位埋深0.5—5.00m，含水层厚度 2.75—7.80m。

据钻孔抽水试验：单位涌水量0.65—2.96l/sm，属中等—强富水。

水质类型为HCO3-Na.Ca.Mg型及HCO3.SO4-Na.Ca型，矿化度0.39—2.004g/l，水温10—13℃。

2、第四系更新统砂黄土孔隙——裂隙潜水含水层与砂粘土隔水层遍布黄土塬梁地带，各沟谷中均有出露，包括上更新统马兰组（Q3）、中更新统离石组（Q2）及下更新统午城组（Q1），总厚180m。

马兰组一般厚5—10m，为浅灰黄色粉土，结构疏松，大孔隙及垂直节理发育，透水而含水微弱。

离石组一般厚120m左右，含水层主要由砂黄土、黄土及古土壤层组成，地下水位埋深20.5—85m，含水层厚度63.11—96.40m，单位涌水量0.0412—0.0830l/sm，属富水性弱的含水层。

浅述立井过程中的综合治水与快速施工技术随着采矿深度要求的加深、挖井技术的不断发展，使得可以通过冻结、注浆等方法使挖井过程在穿过含水冲积层和含水基岩层变得可行。

为了提升防水质量、加快成井的进度及成井质量，下面我们就从对常用的综合治水方法与快速施工技术进行简要的阐述。

标签：立井；快速施工；综合治水；钻、注平行施工随着采矿深度要求的加深、挖井技术的不断发展，使得可以通过冻结、注浆等方法使挖井过程在穿过含水冲积层和含水基岩层变得可行。

为了提升防水质量、加快成井的进度及成井质量，下面我们就从综合治水方法和快速施工技术这两方面做以分析并进行简要的阐述。

1 立井与立井环境1.1 立井立井就是用于凿井施工的一种垂直井筒。

它自上而下可分为井颈、井身和井底，下面我们就对其构造做以简介。

[1]1.1.1 井颈。

井颈就是立井的最上段直接通往地面的部分，其深度通常约为15～20m；而井筒井壁加厚的部分就是井颈的厚度，其壁厚一般约为1.0～1.5m。

1.1.2 井身。

井筒中井颈以下直到井底车场的一段井筒叫做井身，井身是井筒的主干部分，常位于基岩之中；如果遇到表土层厚度较大时，井身也可修建在表土层之中。

1.1.3 井底。

井底是指立井底部的水平车场以下的部分。

提升过卷高度、井底水窝要求和井底装备是由影响井底深度的主要因素。

一般情况下依据立井形式大至有如下规定：罐笼井的井底深度多在10m左右，而箕斗井的井底深度多在35～75m之间。

1.2 立井环境立井的环境条件复杂，将其可能通过的岩层大致分为平顶山坚硬砂岩层、稳定岩层和软弱岩层这三类，这三类岩层的硬度是由硬度系数f=10开始逐渐降低的，硬度系数越大，岩石的稳定性就越好，其爆破和凿井的难度就越大。

2 综合治水与快速施工技术为了加快施工人们研究出许多施工方案，但由于在凿井的过程中往往会接触到地下水层，为施工增加了难度，这就涉及到了综合防治水和钻、注平行作业施工。

下面我们就分别对其进行讲述。

立井施工工作面防治水施工技术中煤四十九处刘晗摘要: 介绍了立井施工通过含水层时探水注浆作业方案及配套施工设备,在立井工作面探水注浆中取得了较好的效果.关键词: 立井工作面防治水配套设备Shaft construction Face Water Control Construction Technology Abstract：Construction on the shaft through the aquifer water grouting operations, exploration programmes and supporting construction equipment in the shaft face water explorationin the grouting has achieved positive results.Keywords：coal mine face water control ancillary equipment一工作面探水注浆方案的确定安徽省淮北矿业集团孙疃煤矿设计生产能力1.8MT/年，是省发改委重点项目,其中由中煤四十九处矿建十九队承建的副井净径为7m，深度606.6m，采用冻结法施工,使用永久井架凿井。

根据《孙疃煤矿井筒检查孔成果资料》及《孙疃煤矿副井井筒地层预想柱状图》，副井基岩段地层共有三个含水层（段），分别为3煤下K3砂岩裂隙含水层、5煤下砂岩裂隙含水层及7－8煤砂岩裂隙含水层。

1. K3砂岩裂隙含水层主要岩性为灰白色中、细砂岩，埋深345.93m-381.08m，厚度为35.15m。

本段砂岩局部构造裂隙发育，但发育程度极不均匀，砂岩的渗透系数0.05926m/d。

据井筒检查孔资料反映该含水层段除在局部地段富水性较强外，总体上属于富水性弱至中等的含水层。

本矿风井井筒在探水过程中，单孔出水量达17m3/h。

临近的许疃煤矿井筒揭露本含水层时发生过突水，突水量达194m3/h，因此不排除本段砂岩施工中有突水的可能性。

毕业设计专题金黄庄煤矿风井立井筒施工综合防治水技术专业:煤矿开采技术班级:2008级专升本函授站：新汶党校姓名：李延辉金黄庄煤矿风井立井筒施工综合防治水技术班级:煤矿开采技术2008级姓名：李延辉摘要：以安徽金黄庄矿业有限公司金黄庄矿风井立井井筒防治水为例，简要介绍了“探、堵、截、封“立井井筒综合防治水施工方法、施工工艺及管理措施，为类似工程施工积累了一定的施工经验，取得了良好的经济效益。

关键词立井井筒防治水技术应用0 引言立井井筒涌水往往导致施工速度缓慢，井壁浇注质量差，由于井筒中吊盘空间有限，无法安设大功率排水设备，限制了排水能力，施工中极易造成突水淹井事故。

搞好井筒防治水工作不仅减少资金投入，缩短建井工期，也关系到施工单位职工的安全。

经过研究与探索，总结出了“探、堵、截、封”立井井筒综合防治水施工技术，有效预防了井筒水害事故的发生，为井筒快速优质施工创造了较好的条件。

1 风井井筒水文地质概况金黄庄煤矿风井位于井田东北端，地层自上而下依次为：第四系、二叠系上统石千峰组、上石盒子组、下统下石盒子组、山西组、石炭系上统太原组、中统本溪组、奥陶系中统白土组、下统马家沟组。

由于第四系地层采用了冻结施工,井筒涌水治理主要集中在基岩段。

井筒基岩段施工自上而下主要穿过二叠系上统石千峰组、上石盒子组、下统下石盒子组、山西组。

井筒基岩段水文地质主要有以下几个特点：1.1 地质条件复杂，含水层多，且含水丰富。

风井筒所穿过的砂岩层均含水.矿井自井口（+45.1）至井底（-800m）掘砌过程中，共穿越砂岩含水层26层。

砂岩含水层厚度一般在3-6m之间，最厚达25.6m。

二叠系上统上石盒子组底界面为奎山砂岩底，是主要含水层，分两段，第一段厚度23.51m，第二段厚度15.10m，间隔7.40m的粉砂岩。

含水丰富，1.2 含水层纵向裂隙发育，注浆难度大从井筒掘进揭露的地层可看出，岩层纵向裂隙特别发育，揭露的纵向裂隙宽度一般在1-3mm，最大达10mm，风井还揭露断层，井壁出水通道都是纵向裂隙导通，这在其他矿区是很少见的。

浅析井筒综合防治水技术作者：沈世占来源：《科学与财富》2020年第17期摘要：井筒特别是深井井筒都要穿过若干含水层，为保证井筒施工速度和施工质量，各国根据自己的情况确定其治水措施，但一般均遵循地下含水层较多、含水丰富，多采用地面预注浆，而含水层较少或涌水量较少时采用工作面预注浆或强行通过。

治水的方法主要归结为堵、截、排、导。

奠定原则是在一次成功的前提下，安全、快速、经济的施工。

关键词：井筒治水;综合治水;治水技术;施工排水一、井筒治水的国内外概况在立井施工过程中，井筒涌水、井壁淋水威胁施工人员安全，制约施工速度，是影响施工质量的一个重要因素。

因此，根据不同的条件，应采取有效的措施，妥善处理井内涌水，已成为立井快速施工的一项重要工作。

井筒特别是深井井筒都要穿过若干含水层，为保证井筒施工速度和施工质量，各国根据自己的情况确定其治水措施，但一般均遵循地下含水层较多、含水丰富，多采用地面预注浆，而含水层较少或涌水量较少时采用工作面预注浆或强行通过，我国《煤矿安全规程》及《矿山井巷工程施工及验收规程》均有明确规定，基岩掘进涌水量大于10m3/h，要采取地面预注浆或工作面预注浆，井筒建成后总涌水量不得大于6 m3/h。

后注浆无论国内国外，一般采用壁内注浆、壁后注浆，近几年又有个别矿采用深孔壁后注浆，对含水层有砂或泥涌出的可能时，应采取破壁注浆。

后注浆钻眼机具，一般为各类不同的手持式、气腿式风钻或小型钻机。

注浆材料发展较快，从石灰、黄泥到水泥、水玻璃浆液、普通化学浆液，直到今天为满足各种需要研制出各种不同类型的高分子有机物浆液。

注浆设备也从代用泵发展到根据注浆需要而研制各种专用注浆泵，能满足各种不同注浆浆液、注浆参数的需要。

长期以来，在井筒涌水的治理方面，国内外积累了许多丰富的经验，并创造了不少行之有效的治水方法，例如：注浆堵水、钻孔泄水、井内排水和机械排水等。

以往，我国多单独采用吊泵排水。

由于这种方法不能从根本上消除涌水对井筒施工造成的影响，更不适应目前深井机械化凿井的新条件。

主立井筒综合防治水措施二零一四年二月主立井筒综合防治水措施一、常规治水井筒涌水量较小时，施工过程中主要采取以堵、导、排为主的常规治水措施，即安设截水槽，埋设导水管和设集中排水站，实现打干井，加快施工速度，保证成井质量。

二、工作面预留岩帽注浆井筒接近或穿过含水层时，井筒涌水量较大超过正常涌水量时，则采取工作面预留岩帽短段注浆掘砌施工方法通过。

该方法不需专用钻机和钻具，不需搭设专用工作平台，利用已注岩帽做止浆垫，从而减少人工混凝土止浆垫，省时省料，有水即注，无水便掘，实现施工治水动态化，可以解决因水文地质资料不足带来的治水方案难定问题，使治水工作更具有灵活性、针对性。

施工时，沿井筒荒径用风钻均匀打5—7各深5m注浆孔，下防注浆泵进行注浆，浆液为水泥、水玻璃双液浆；水泥浆水灰比控制在1：1—0.6：1之间；水泥浆与水玻璃浆液（34—40Be’）；体积比控制在1：0.8—1：0.4为宜。

注浆结束后，即可经行下掘，下掘前要打一深3m的检查孔。

若钻孔出水，即将其加深到5m继续注浆，若不出水，用于爆破。

下掘3m，预留2m，放炮出矸达到支护模板段高时，进行放模浇注混凝土井壁。

如此循环往复，直至井筒通过含水层组。

三、壁后注浆封水采用常规治水和预留岩帽段注浆掘砌施工成井后的井壁，如果局部出现淋渗水或井筒有集中出水点，井筒涌水量较小时，可采取壁后对点注浆，强化治水封堵效果，使成井井筒涌水量符合规范要求。

注浆前要对成井井筒淋渗水进行调查，查清集中点，注浆时布孔原则时顶点打孔，孔深穿透井壁进入围岩600—1000mm为宜。

注浆过程中，要随时观察孔周围井壁，避免注浆压力过大破坏井壁。

注浆结束后，及时清理预埋注浆管，防治刮卡坠落伤人。

注浆浆液与水泥浆、水玻璃双浆液，水泥浆水灰比1:1—0.6：1之间；水泥浆与水玻璃浆液（20—40Be’）体积比为1：0.8—1：0.4为宜。

四、工作面探放水措施1、每次打眼前，先用5m长钎子杆打探水孔，如发现有水涌出，立即采取工作面预留岩帽注浆封水。