CN202370524U - 回风立井井身工作面防治水施工结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种回风立井井身工作面防治水施工结构，包括立井工作面掘进之前布设在所施工立井井筒内侧且由混凝土浇筑而成的圆柱状止浆垫、沿圆周方向布设在圆柱状止浆垫上的多个注浆孔、分别安装在多个注浆孔上部的多个注浆孔口管和通过注浆管道与多个注浆孔口管相接的注浆设备，多个注浆孔均为由上至下逐渐向外倾斜的倾斜钻孔且其径向倾角a为4°～5°；多个注浆孔的顶部高度和底部高度分别与所施工立井井筒内侧所施工区域中所存在含水层的顶板高度与底板高度相对应。本实用新型结构设计合理、施工步骤简单且实际作业难度较小、防治水效果好，能在所施工立井井筒内侧形成一个对含水层进行有效隔离的环形隔水层，有效保证井筒施工安全。
Description
技术领域
本实用新型属于立井井身工作面防治水施工技术领域，尤其是涉及一种回风立井井身工作面防治水施工结构。
背景技术
采用普通凿井法施工回风立井过程中，当出现现场水文地质情况与井检孔揭露的水文地质情况相比出入比较大；同时回风立井工作面钻眼时，钻孔出水并带有压力，不能正常装药，此时为保证施工安全，应停止工作面掘进，进行工作面探水、注浆。例如对于采用普通凿井法施工且设计净直径为7.5m、井深583.3m的中央回风立井而言，表土段厚度为133.5m；井筒表土段、风化基岩段及部分基岩段采用钢筋砼支护，基岩段采用素砼支护。井筒上部表土段、风化基岩段及部分基岩段壁厚750mm，井筒下部基岩段壁厚550mm，砼强度等级C45。实际进行井筒掘进过程中，具体是掘进至-166m时，井筒涌水量为12m3/h；其它施工点的主立井井筒掘进至-186m时涌水量为86m3/h，副立井井筒掘进至-180m时涌水量为81m3/h，因而现场水文地质情况与井检孔揭露的水文地质情况相比出入比较大。同时回风立井工作面钻眼时，钻孔出水并带有压力，不能正常装药，且此时现工作面围岩为中粒砂岩，坚硬，斜层理，厚层状、块状结构，裂隙发育。为保证施工安全，应停止工作面掘进，进行工作面探水、注浆。现如今，对此种情形下的工作面探水、注浆施工还没有一个规范且完善的施工方法。因而实际施工过程中，回风立井井身工作面防治水施工存在不规范性，施工中存在一定的安全隐患，实际作业难度较大，并且施工完成的防治水结构存在施工效率较低、防治水效果较差等多种缺陷和不足。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种回风立井井身工作面防治水施工结构，其结构设计合理、施工步骤简单且实际作业难度较小、防治水效果好，能在所施工立井井筒内侧形成一个对含水层进行有效隔离的环形隔水层，有效保证井筒施工安全。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征在于：包括立井工作面掘进之前布设在所施工立井井筒内侧且由混凝土浇筑而成的圆柱状止浆垫、沿圆周方向布设在圆柱状止浆垫上的多个注浆孔、分别安装在多个所述注浆孔上部的多个注浆孔口管和通过注浆管道与多个所述注浆孔口管相接的注浆设备，所述立井井筒的内径为Φ6.5m～Φ8.5m，多个所述注浆孔均为由上至下逐渐向外倾斜的倾斜钻孔且所述倾斜钻孔的径向倾角a为4°～5°；多个所述注浆孔的顶部高度和底部高度分别与所施工立井井筒内侧所施工区域中所存在含水层的顶板高度与底板高度相对应，且注浆完成后在所施工立井井筒内侧形成一个对所述含水层进行隔离的环形隔水层；多个所述注浆孔的顶部高度均与圆柱状止浆垫的上表面高度一致，所述圆柱状止浆垫的直径与立井井筒的内径一致，多个所述注浆孔顶部的孔中心线距立井井筒内侧壁之间的间距为0.3m～0.5m；多个所述注浆孔呈均匀布设且相邻两个注浆孔顶部之间的间距为1.2m～1.6m。
上述回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征是：所述注浆孔口管为直径Φ108mm±10mm且长度4.5m±0.5m的钢管，多个所述注浆孔口管的上部均通过由槽钢加工而成的定位圈梁进行固定，且所述定位圈梁布设在圆柱状止浆垫上方。
上述回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征是：多个所述注浆孔口管上方均焊接有用于安装所述注浆管道的法兰盘，且所述注浆孔口管与所述注浆管道之间安装有高压闸阀。
上述回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征是：所述圆柱状止浆垫的厚度B＝P0·r/[σ]+0.3r，式中P0为多个所述注浆孔注浆时的注浆终压且其单位为Kg/cm2，r为所施工立井井筒的荒半径，[σ]为圆柱状止浆垫所采用混凝土的允许抗压强度且其单位为Kg/cm2。
上述回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征是：所述圆柱状止浆垫的厚度为3.5m～4.2m。
上述回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征是：还包括布设在圆柱状止浆垫与立井井筒内侧壁之间且对圆柱状止浆垫进行加固的止浆垫加固层。
上述回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征是：还包括搭设在所述圆柱状止浆垫上方的钻孔施工平台。
上述回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征是：所述注浆孔的数量为10个～18个。
上述回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征是：所述注浆孔的数量为14个。
上述回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征是：还包括一个布设在所施工立井井筒中部的注浆检查孔。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、结构设计合理、施工步骤简单且实现方便。
2、施工效率高且实际作业难度较小，安全系数高。
3、防治水效果好，注浆完成后在所施工立井井筒内侧形成一个对含水层进行有效隔离的环形隔水层。
综上所述，本实用新型结构设计合理、施工步骤简单且实际作业难度较小、防治水效果好，能在所施工立井井筒内侧形成一个对含水层进行有效隔离的环形隔水层，有效保证井筒施工安全。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
附图标记说明：
1-立井井筒； 2-圆柱状止浆垫； 3-注浆孔；
4-注浆孔口管。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型包括立井工作面掘进之前布设在所施工立井井筒1内侧且由混凝土浇筑而成的圆柱状止浆垫2、沿圆周方向布设在圆柱状止浆垫2上的多个注浆孔3、分别安装在多个所述注浆孔3上部的多个注浆孔口管4和通过注浆管道与多个所述注浆孔口管4相接的注浆设备，所述立井井筒1的内径为Φ6.5m～Φ8.5m，多个所述注浆孔3均为由上至下逐渐向外倾斜的倾斜钻孔且所述倾斜钻孔的径向倾角a为4°～5°。多个所述注浆孔3的顶部高度和底部高度分别与所施工立井井筒1内侧所施工区域中所存在含水层的顶板高度与底板高度相对应，且注浆完成后在所施工立井井筒1内侧形成一个对所述含水层进行隔离的环形隔水层。多个所述注浆孔3的顶部高度均与圆柱状止浆垫2的上表面高度一致，所述圆柱状止浆垫2的直径与立井井筒1的内径一致，多个所述注浆孔3顶部的孔中心线距立井井筒1内侧壁之间的间距为0.3m～0.5m。多个所述注浆孔3呈均匀布设且相邻两个注浆孔3顶部之间的间距为1.2m～1.6m。
实际施工时，本实用新型注浆施工的起始深度(即注浆孔3的顶部高度)应超过所述含水层的顶板隔水层10m，设计终孔位置(即注浆孔3的底部高度)应深入所述含水层的底板泥岩隔水层10m。实际施工中，应根据钻孔实际揭露地层情况进行修正。本实施例中，注浆区段为-166m～209.12m，注浆段高43.12m。
施工之前，还需确定注浆终压，一般来说，注浆终压取静水压力的2.5倍。根据资料提供：所述含水层的静水位埋深110.46m，含水层静水压力按1.306Kg/cm2计算，注浆终压为3.265Kg/cm2。施工中注浆前应实测钻孔水压，及时调整注浆终压。实际注浆时，还需在注浆孔口管4上安装压力表，和注浆泵表压对应。
实际施工时，所述注浆孔3的数量为10个～18个。本实施例中，所述注浆孔3的数量为14个，也可根据实际具体需要，对所述注浆孔3的数量进行相应调整。同时，还包括一个布设在所施工立井井筒1中部的注浆检查孔。
本实施例中，14个所述注浆孔3底部所在钻孔圈的直径为14.28m。相邻两个所述注浆孔3顶部之间的间距为1.44m且其底部间距为3.2m，所述注浆孔3的径向倾角a为4.5°。实际进行钻孔时，为使钻孔尽量多的揭露岩层裂隙，螺旋切向角按4°考虑。
本实施例中，所述注浆孔口管4为直径Φ108mm±10mm且长度4.5m±0.5m的钢管，多个所述注浆孔口管4的上部均通过由槽钢加工而成的定位圈梁进行固定，且所述定位圈梁布设在圆柱状止浆垫2上方。
因而，实际对注浆孔口管4进行固定时，待各注浆孔口管4就位并调整好角度后，将其顶部固定在所述定位圈梁上，各注浆孔口管4的下口用混凝土简单固定。
具体施工时，所述注浆孔口管4采用直径Φ108mm且长度4.5m的钢管。
本实施例中，所述圆柱状止浆垫2的厚度B＝P0·r/[σ]+0.3r，式中P0为多个所述注浆孔3注浆时的注浆终压且其单位为Kg/cm2，r为所施工立井井筒1的荒半径，[σ]为圆柱状止浆垫2所采用混凝土的允许抗压强度且其单位为Kg/cm2。
所述圆柱状止浆垫2采用单级平底型止浆垫，混凝土选用C45素混凝土，添加早强减水剂，[σ]＝R3-7/K，一般取28天强度的2/3再除以安全系数2。经计算，所述圆柱状止浆垫2厚度为3.7m，实际采用4.0m。施工中，在注浆前应对混凝土止浆垫及其下滤水层进行注浆加固，使其能够达到注浆施工要求。实际施工过程中，所述圆柱状止浆垫2的厚度可在3.5m～4.2m范围内进行相应调整。
本实施例中，多个所述注浆孔口管4上方均焊接有用于安装所述注浆管道的法兰盘，且所述注浆孔口管4与所述注浆管道之间安装有高压闸阀。
同时，本实用新型还包括布设在圆柱状止浆垫2与立井井筒1内侧壁之间且对圆柱状止浆垫2进行加固的止浆垫加固层。也就是说，实际施工时，圆柱状止浆垫2浇筑完成且注浆之前，还需对圆柱状止浆垫2进行加固，具体采集注浆方式进行加工，且注浆时以低压、浓浆、缓注为主。如吸浆量过大或止浆垫有跑浆的地方，可考虑注水泥-水玻璃双液浆。
本实施例中，为方便施工，还包括搭设在所述圆柱状止浆垫2上方的钻孔施工平台。实际施工时，待钻孔施工平台搭设完成后，便可进行钻孔和注浆施工。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征在于：包括立井工作面掘进之前布设在所施工立井井筒(1)内侧且由混凝土浇筑而成的圆柱状止浆垫(2)、沿圆周方向布设在圆柱状止浆垫(2)上的多个注浆孔(3)、分别安装在多个所述注浆孔(3)上部的多个注浆孔口管(4)和通过注浆管道与多个所述注浆孔口管(4)相接的注浆设备，所述立井井筒(1)的内径为Φ6.5m～Φ8.5m，多个所述注浆孔(3)均为由上至下逐渐向外倾斜的倾斜钻孔且所述倾斜钻孔的径向倾角a为4°～5°；多个所述注浆孔(3)的顶部高度和底部高度分别与所施工立井井筒(1)内侧所施工区域中所存在含水层的顶板高度与底板高度相对应，且注浆完成后在所施工立井井筒(1)内侧形成一个对所述含水层进行隔离的环形隔水层；多个所述注浆孔(3)的顶部高度均与圆柱状止浆垫(2)的上表面高度一致，所述圆柱状止浆垫(2)的直径与立井井筒(1)的内径一致，多个所述注浆孔(3)顶部的孔中心线距立井井筒(1)内侧壁之间的间距为0.3m～0.5m；多个所述注浆孔(3)呈均匀布设且相邻两个注浆孔(3)顶部之间的间距为1.2m～1.6m。
2.按照权利要求1所述的回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征在于：所述注浆孔口管(4)为直径Φ108mm±10mm且长度4.5m±0.5m的钢管，多个所述注浆孔口管(4)的上部均通过由槽钢加工而成的定位圈梁进行固定，且所述定位圈梁布设在圆柱状止浆垫(2)上方。
3.按照权利要求1或2所述的回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征在于：多个所述注浆孔口管(4)上方均焊接有用于安装所述注浆管道的法兰盘，且所述注浆孔口管(4)与所述注浆管道之间安装有高压闸阀。
4.按照权利要求1或2所述的回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征在于：所述圆柱状止浆垫(2)的厚度B＝P0·r/[σ]+0.3r，式中P0为多个所述注浆孔(3)注浆时的注浆终压且其单位为Kg/cm2，r为所施工立井井筒(1)的荒半径，[σ]为圆柱状止浆垫(2)所采用混凝土的允许抗压强度且其单位为Kg/cm2。
5.按照权利要求1或2所述的回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征在于：所述圆柱状止浆垫(2)的厚度为3.5m～4.2m。
6.按照权利要求1或2所述的回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征在于：还包括布设在圆柱状止浆垫(2)与立井井筒(1)内侧壁之间且对圆柱状止浆垫(2)进行加固的止浆垫加固层。
7.按照权利要求1或2所述的回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征在于：还包括搭设在所述圆柱状止浆垫(2)上方的钻孔施工平台。
8.按照权利要求1或2所述的回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征在于：所述注浆孔(3)的数量为10个～18个。
9.按照权利要求8所述的回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征在于：所述注浆孔(3)的数量为14个。
10.按照权利要求1或2所述的回风立井井身工作面防治水施工结构，其特征在于：还包括一个布设在所施工立井井筒(1)中部的注浆检查孔。
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