煤矿立井井筒淋水治理工程设计研究

煤矿立井井筒淋水治理工程设计研究
摘要：本文以下峪口煤矿排矸立井井筒为例，具体针对该立井井筒在使用过
程中井筒漏水存在安全隐患问题，为解决这一问题，做好治理工程设计工作，建
立完善处的理方案，确保渗水问题得到有效解决，进而实现对井壁的加固，保障
工程治理效果。

关键词：煤矿立井井筒；淋水治理；工程设计
引言：对于煤矿而言，立井井筒具有重要作用，一旦出现渗水情况，将会严
重影响立井井筒的正常使用。

《煤矿防治水细则》对井筒出水量有具体严格要求，注浆是治理井筒最直接有效的施工工艺。

因此，以工程具体情况出发，加强工程
设计工作，制定完善的处理方案，做好注浆处理工作，有效保障煤矿安全生产工
作顺利进行，促进煤矿行业健康发展。

1.工程概况
本文选取以下峪口煤矿排矸立井井筒注浆堵水治理施工为例。

在该立井井筒
深度、井筒净直径、净断面分别为486m、6.5m、33.17m2。

井筒结构以井口作为起
始点，0-20m位置，主要采取钢筋混凝土支护，厚度可达到400mm，而以20m-
486m处，主要采取素混凝土支护，厚度500mm。

该井口位于山间坡台，井壁长年
伴随渗涌水情况，并且受到大气降水影响，涌水量也会出现变化，在冬季，往往
存在结冰的风险。

实地调查显示，井口0~150m处均伴随渗水情况，并且在现场
调查中，可发现，在雨季丰水期，同样伴随严重上部渗漏情况，主要为地表渗水。

在150m以下，井壁均存在渗流水，并且渗水区域主要集中在混凝土浇筑以及裂
缝处。

2.煤矿立井井筒淋水治理工程设计
2.1治理方案
本项目可结合相关工程成功经验，以立井井筒渗淋水实际情况出发，制定相
应的钻孔注浆治理方案。

根据实际情况，可在主副提升罐笼的顶部，设计制作注
浆施工平台，在施工平台上分别对井筒左右两部分进行施工。

针对井筒水害治理，化学浆注浆工艺是目前井筒防渗堵漏最好的工艺，堵水效果明显，具有较高的耐
久性，能够在最大程度上实现对立井井筒渗水的根治。

通过在井壁处进行小孔径
钻孔，注入聚氨酯化学浆液，浆液能够遇水反应膨胀，经过反应产生一定压力，，进一步向渗水井壁后岩石裂隙进行扩散，可形成相应的结构体，有效治理渗水情况，并且还能够降低岩体渗透性，在最大程度上保障立井井筒强度以及稳定性。

另外，经密集钻孔后，能够保证注浆体相连接的状态，进而形成隔水帷幕圈，起
到良好的止水效果。

2.2井壁及壁后钻孔注浆治理工程设计
2.2.1设计目的
在设计目的方面，应确保能够对渗水流进行封堵，并解决井筒壁渗涌水情况，在有效保障矿井生产安全的同时，针对井壁，可采取注浆封堵措施，降低井筒渗
涌水量，进而减少井壁破坏情况。

可通过填充壁后空腔空洞，促进井壁加固。

本
文设计要求在对出水点进行封堵处理后，避免出现新出水点渗流情况。

2.2.2治理区段
经现场勘查，结合井筒使用情况，本井筒总体治理段长440m。

2.2.3注浆材料
为确保注浆堵水治理效果。

在注浆材料选择方面，可优先选择具有良好防渗
漏能力的化学材料（注浆液）聚氨酯。

该材料遇水反应能进入井筒壁含水层裂隙，完成封堵处理，并能够进一步在井筒外壁形成相应的止水帷幕圈。

2.2.4施工原则
可以井壁渗漏情况出发，结合井壁质量以及注浆效果，合理调整注浆孔间距
数量。

针对渗漏严重区段，应注意在实现堵水的同时，提升加固效果，可结合设
计要求和实际情况，适当调整钻孔数量及间排距以及注浆压力。

2.2.5设计工程量
根据现场踏勘情况，最终确定项目治理段总长为440m。

按照井筒方向，完成
钻孔布设工作，每圈共计20个，其中，需要将钻孔深度以穿透井壁进入基岩为准，孔深控制在0.6m，项目总共钻孔440圈。

在治理范围内，钻孔共计8800个，以工程成功经验出发，可将单孔注浆量控制在8-12L/m，设计注浆量为52.8m3。

2.2.6注浆工艺及程序
整体工艺包括钻孔---安装止水针头---注浆。

在工艺流程方面，明确钻孔孔
径及孔深要求。

其中，钻孔深度应控制在0.6m，安装止水针头,并将其与高压注
浆胶管进行连接。

在启动注浆机后，可完成注浆处理，在钻孔达到设计压力的情
况下，可再次进行换孔重复操作。

结合现场实际情况，合理控制孔距。

要求在对
两孔进行注浆处理后，浆液能够在裂缝中形成交汇。

在施工顺序方面，针对注浆
施工，可采取整体下行分段处理。

以40m作为间隔分为一段，整个项目共计分为
11段，在每段底部可配套相应的集水槽，做好出水量、出水点统计工作。

其中，
针对出水量相对较小的分段，可合理增加孔距，减少钻孔数量。

在注浆处理过程中，应先予以段顶、段底注浆处理，进一步形成止水帷幕，并按照从下向上的方向，完成分序注浆处理。

在每圈中，可按照两序完成钻孔注浆处理。

2.3堵水预期效果
在完成注浆治理后，在治理范围内。

要求渗、涌水量应控制在0.5m3/h以下，甚至出现不出水情况。

在对现有出水点进行封堵后，井筒内未出现新出水点，并
且经治理后，水量总体不超过 1.0m³。

同时，通过对壁后空腔空洞进行填充处理，井壁加固效果显著。

进一步检验堵水效果，对比堵水前后渗、涌水量变化，进而
对效果予以验证。

在注浆结束后，应完成工程量总体验收汇总工作。

2.4技术要求
注浆应保持浆液填充饱满，注浆压力应始终低于设计压力。

针对特殊部位，应结合现场具体情况，合理控制注浆压力，同时加强浆液凝胶时间控制，对注浆压力变化进行记录。

如果发现跑浆情况，应第一时间予以停泵处理。

在异常情况处理方面，如果发现跑浆、浆液流失等情况，应结合具体问题，合理选择处理方法。

另外，应始终坚持注浆技术规范要求，完成各项注浆操作，并注意以现场情况出发，做好注浆量和注浆压力的控制。

为保证井壁安全，注浆压力始终控制在1.5MPa范围内。

3.煤矿立井井筒淋水治理工程质量管理
围绕项目具体情况，建立质量管理制度，并组建质量管理小组，要求应配套完善的质量保障体系，并加强对施工现场设备、材料的质量检测工作，为施工质量提供保障。

切实加强现场技术管理，对施工组织设计进行校对，做好技术交底工作。

在施工前，应统一对施工人员进行技术培训，明确技术标准，保留相关施工原始记录。

以设计文件作为依据，对整个施工进行安排，明确施工技术以及工艺的质量标准。

应切实加强施工各环节控制工作，确保各项技术以及工艺的使用均属于可控状态，所有施工过程应具备相应的质量记录，要求施工可追溯。

做好技术资料核实工作，要求施工应与实际要求相同步。

施工人员应深入了解施工要求，熟悉施工场地以及避灾路线。

技术岗位应加强针对性培训，要求技术人员应在考核合格的情况下，才能够正式参与施工。

在施工现场，施工人员应佩戴安全帽。

在具体施工过程中，为确保施工安全，要求工作人员应做好现场勘查工作，确保罐笼顶部具有充足的施工空间，与实际施工要求相符。

同时，可在罐笼外圈设置防护栏，并将高度控制在1~1.2m，确保施工人员施工安全。

在罐笼上部，可设置防护棚，以免出现渣物掉落情况，引发人身机械事故。

可在罐笼、井壁中间设置活动平台，便于后续施工处理。

4.结论：综上所述，结合本文工程项目，要求工作人员应在明确工程实际情况的基础上，深入分析工程条件，并制定相应的治理方案，同时，应重点做好井壁及壁后钻孔注浆治理工程设计，加强注浆处理，有效解决渗水问题，实现对井壁的加固，保障整个工程效果。

作者简介：
钟飞(1989—),男,陕西韩城人,本科,助理工程师,从事地质测量与防治水工作。

元红俊(1983—),男,山西襄汾人，,本科,工程师,从事煤矿地质与测量工作。