导水陷落柱突水淹井综合治理技术实用版
导水陷落柱突水淹井综合治理技术(三篇)

导水陷落柱突水淹井综合治理技术,也被称为突水井筒综合治理技术,是一种用于解决井下突水问题的技术。
突水是指由于地下水位升高或者井壁破裂等原因,导致井下发生水涌的现象。
突水问题不仅会严重影响井下作业的安全性,还会造成巨大的经济损失。
因此,突水井筒综合治理技术的研究与应用具有重要意义。
本文将从综合治理技术的方案、方法、设备以及实施效果等几个方面,详细介绍导水陷落柱突水淹井综合治理技术。
一、综合治理技术的方案导水陷落柱突水淹井综合治理技术主要包括以下几个方面的内容:1. 井筒改造:通过对井筒进行加固处理,增强井筒的抗压能力和密封性能,从而防止水涌进入井筒。
2. 导流措施:通过设置导流管或者挡水堵口等措施,将突水涌入的地方引导到其他通道或者储水池中,使井下作业环境保持干燥。
3. 地下水位控制:通过井下排水技术,将水井周围的地下水位控制在可控范围内,以减少突水风险。
4. 泵站建设:建立泵站系统,通过抽水排涝的方式,将井下的地下水抽出,降低水位,减轻突水压力。
5. 安全设备:在井下设置水位监测仪器、报警器等安全设备,及时发现突水问题,并采取相应的措施。
二、治理技术的方法导水陷落柱突水淹井综合治理技术的方法主要有以下几种:1. 封堵法:通过在井口或井筒中设置堵水体,如胶体堵塞剂、水泥、盘根陷落等,封堵突水源头,防止水涌进入井筒。
2. 抽水法:采用泵站等设备,抽水将地下水排出,降低井下的水位,减轻突水压力。
3. 导流法:通过挖掘导流隧道或设置导流管道,将突水涌入的地方导流到其他通道或者储水池中,保持井下环境干燥。
4. 强化加固法:对井筒进行加固处理,如注浆加固、材料加固等,增加井筒的抗压能力和密封性能,防止水涌入井筒。
三、治理技术的设备导水陷落柱突水淹井综合治理技术所需的设备主要有以下几种:1. 泵站设备:包括抽水泵、电气控制装置等,用于抽水降低井下水位。
2. 导流管:用于将突水涌入的地方导向其他通道或者储水池中。
导水陷落柱突水淹井综合治理技术范文

导水陷落柱突水淹井综合治理技术范文一、概述导水陷落柱突水淹井是指在开采过程中,地下水突然涌入矿井,导致矿井水位迅速上升,甚至淹没采区。
为了保障矿井安全生产,需要采取综合治理措施,有效控制矿井突水。
本文将详细介绍导水陷落柱突水淹井的综合治理技术,包括导水陷落柱的构建、突水淹井的应急处理和综合治理措施的实施方案。
二、导水陷落柱的构建导水陷落柱是指通过预先开采导水巷道或钻孔方式,将地下水引导到指定区域,从而控制水位的上升,防止突水淹井。
1. 导水巷道的开采导水巷道采用井巷方法开采,应选择矿井采区附近,离主运输巷道较近的地方进行开采。
根据地质条件和突水规模,确定导水巷道的规模和位置。
导水巷道的断面尺寸应足够大,以确保能够承载足够的地下水流量。
2. 钻孔引水在矿井采区进行地下水钻孔,将地下水引导到指定的地点。
钻孔的位置和数量应根据地质条件和突水规模确定。
钻孔的深度应达到导水层或导水裂隙的位置,以确保地下水能够顺利引导出矿井。
三、突水淹井的应急处理当发生突水淹井事件时,需要立即采取应急处理措施,保障人员的生命安全和矿井的安全生产。
1. 快速疏散人员在突水发生后,首要任务是迅速疏散矿井内的人员,确保人员的生命安全。
应按照应急预案,组织人员有序撤离,确保人员不被困在矿井内。
2. 封闭受灾区域在突水淹井后,应迅速封闭受灾区域,防止水位继续上升,导致更严重的安全事故发生。
可以采用封闭施工法,封堵水源,或者加固矿井巷道和井筒,防止水位进一步上升。
3. 排水施工在应急处理阶段,需要进行排水施工,将淹没采区的地下水有效排除。
可以采用井下排水泵站方式,将水抽出矿井,或者采用井下井上联合排水方式,保障矿井的排水效果。
四、综合治理措施的实施方案在应急处理阶段完成后,需要长期采取综合治理措施,确保矿井的安全生产。
1. 导水陷落柱的日常维护导水陷落柱是控制矿井突水的重要措施,需要进行日常维护和管理。
包括巡视导水巷道、检查导水巷道的稳定性和封闭情况,确保导水巷道的有效性和安全性。
导水陷落柱突水淹井综合治理技术模版

导水陷落柱突水淹井综合治理技术模版一、问题背景分析对于导水陷落柱突水淹井问题,需要采取综合治理技术来解决。
这是因为导水陷落柱突水淹井对地下水资源造成严重威胁,影响人民群众的生活和农田灌溉。
因此,开展相应的治理工作具有重要意义。
二、治理目标1. 防止导水陷落柱突水淹井事件发生,确保地下水资源的安全。
2. 提高地下水的利用效率,保障人民群众的生产生活用水需求。
三、治理原则1. 积极防范为主。
通过科学的水文地质勘探和地质灾害评估,提前发现潜在的导水陷落柱突水淹井隐患,并采取相应的防范措施,以避免事故发生。
2. 综合治理。
通过工程控制、水文观测等手段,对导水陷落柱进行治理,同时结合地下水资源的保护,实现对导水陷落柱突水淹井问题的综合治理。
四、治理措施1. 水文地质勘探和地质灾害评估利用各种勘探手段,包括地下水位观测、水质监测、地质雷达勘探等,对导水陷落柱进行详细的调查和评估,确定其规模、形状和位置等参数,为后续治理提供准确的数据支持。
2. 防护措施a. 导水陷落柱的加固。
根据导水陷落柱的实际情况,采用钢筋混凝土、灌浆加固等技术手段,对柱体进行加固,提高其抗冲刷和抗坍塌的能力。
b. 潜水泵的安装。
在突水淹井的高风险区域,设置潜水泵,及时排水,减少水位上升的影响,保护地下水资源的安全。
3. 水文观测和监测建立水文观测站点,采用自动化监测系统,对地下水位、水质进行实时监测,及时发现水位异常变化和水质问题,确保对突发事件的快速反应和处理。
4. 综合管理a. 建立地下水资源保护制度。
制定相关政策法规,加强地下水资源的管理和保护。
b. 完善应急预案。
根据地质灾害和突发事故的特点,制定相应的预案和处置措施,提高应对突发事件的能力。
五、治理效果评估对治理后的导水陷落柱突水淹井问题进行效果评估,主要包括以下几个方面:1. 导水陷落柱的稳定性评估。
通过监测导水陷落柱的变形情况,评估加固措施的效果,确保治理后柱体的稳定性。
2. 地下水位和水质的监测。
导水陷落柱突水淹井综合治理技术模版

导水陷落柱突水淹井综合治理技术模版一、引言导水陷落柱突水淹井是一种常见的地质灾害,其给生产和生活带来了较大的困扰和危害。
为了解决这一问题,我们需要采取综合治理措施,以保障人民群众的安全和正常生产、生活秩序的维护。
本文将介绍一种导水陷落柱突水淹井综合治理技术模版,旨在提供一套科学、系统的治理方案,实现导水陷落柱突水淹井的全面治理。
二、技术原理导水陷落柱突水淹井综合治理技术的核心原理是通过引导和控制地下水流向,阻止水通过陷落柱侵入井下空间。
具体来说,将周围的陷落柱进行修复和加固,以提高其承载能力和抗水渗透能力;在陷落柱与地下空间之间设置可控水阀,通过控制水阀的打开和关闭,调节水流的通行量,防止过多的水流进入地下空间;同时,采用地下隔水挡壁技术,阻断来自地下水源的水流,将地下水引导到其他地方,减少对地下空间的水压影响。
通过这些措施的综合运用,可以有效地治理导水陷落柱突水淹井。
三、技术步骤1. 修复和加固陷落柱:a. 清理陷落柱表面的杂物和泥沙;b. 钻孔并注入加固材料,提高陷落柱的承载能力;c. 在陷落柱表面涂刷防水材料,增加其抗水渗透能力。
2. 设置可控水阀:a. 在陷落柱与地下空间连接处安装可控水阀控制装置;b. 调试可控水阀控制装置,确保其灵活可靠;c. 设置水阀开启和关闭的时间和频率,根据实际情况进行调整。
3. 地下隔水挡壁:a. 根据地质勘探数据,确定地下隔水挡壁的位置和形状;b. 挖掘地下挡土墙的基槽,并清理槽内杂物和泥沙;c. 在基槽内设置隔水材料,如防水板、混凝土等;d. 填充基槽,并压实填充材料,确保隔水挡壁的稳固性和完整性。
4. 监测和调整:a. 设置地下水位监测点,定期监测地下水位的变化;b. 根据监测结果,及时调整和优化可控水阀控制装置;c. 定期巡视和维护导水陷落柱和地下隔水挡壁,修复任何损坏或发现的问题。
四、技术优势1. 综合利用多种技术手段,能够在较短时间内实现导水陷落柱突水淹井的综合治理;2. 技术措施有针对性、科学合理,能够有效地减少水流入井下空间的数量和速度;3. 可控水阀控制装置具备灵活调整的功能,可以根据场地实际情况,随时调整水流量,防止过量水流进入地下空间;4. 地下隔水挡壁技术能够有效地将地下水源引导到其他地方,减少对地下空间的水压影响。
导水陷落柱突水淹井综合治理技术

导水陷落柱突水淹井综合治理技术导水陷落柱突水淹井是一种常见的地质灾害,给地下工程和采矿作业带来了极大的困扰。
为了有效地预防和治理这一问题,科研人员提出了导水陷落柱突水淹井综合治理技术。
本文将介绍该技术的原理、方法和应用。
一、导水陷落柱突水淹井的原因导水陷落柱突水淹井是由于地下水和地下岩层的力学性质发生变化而引起的。
当地下水位上升、地下水压力增大时,地下岩层的强度可能会下降,导致岩层破裂和塌陷。
同时,地下水与岩石中的裂隙相互作用,可能导致突水现象的发生。
这种突水现象可能会给地下工程和采矿作业带来严重的威胁。
导水陷落柱突水淹井综合治理技术(二)导水陷落柱突水淹井综合治理技术的原理是通过改变地下水位和地下岩层的力学性质,防止和减少导水陷落柱的形成和发展,从而减少突水现象的发生。
具体来说,该技术包括以下几个方面:1. 地下水位调控:通过控制地下水位的上升或下降,可以减少地下水与地下岩层相互作用的可能性,从而降低导水陷落柱形成的可能性。
常用的调控方法包括井水抽取和补给、地下排水等。
2. 岩层加固:通过加固地下岩层的强度,可以防止岩层破裂和塌陷,减少导水陷落柱形成的可能性。
常用的加固方法包括注浆、支护和加固等。
3. 对突水井的治理:对突水井进行封堵和防护,可以防止地下水突然涌入井下,造成严重的淹井事故。
常用的治理方法包括井筒加固、封堵井口等。
导水陷落柱突水淹井综合治理技术(三)导水陷落柱突水淹井综合治理技术已经在地下工程和采矿行业得到了广泛的应用。
具体来说,该技术可以在以下几个方面发挥作用:1. 地铁和隧道工程:地铁和隧道工程常常面临地下水突水的问题。
通过采用导水陷落柱突水淹井综合治理技术,可以显著降低地下水突水的风险,确保工程的正常进行。
2. 煤矿开采:煤矿开采中常常会出现突水事故。
通过采用导水陷落柱突水淹井综合治理技术,可以预防和减少突水事故的发生,保证矿工安全。
3. 钻井和固井:钻井和固井过程中,地下水的突然涌出可能会导致井下的淹水事故。
导水陷落柱突水淹井综合治理技术

导水陷落柱突水淹井综合治理技术导水陷落柱突水淹井综合治理技术是一项对水资源进行有效利用的技术,它可同时解决水污染、耗水、地下水淹没等问题。
该技术能够将“导水陷落柱”和“突水淹井”两种技术结合起来,达到节约水资源、减少排放、提高生态环境等多重效益的效果。
本文将对该技术进行详细介绍。
1. 导水陷落柱技术导水陷落柱技术是一种将地表水、雨水、工业废水等导入到地下水层中,从而保证地下水的供应与利用的技术。
其原理是通过孔径透水的导水陷落柱将地表水引入地下水层中,使地下水的储量增加。
导水陷落柱分为圆柱体、中空塔式等多种形式,其直径和高度可调节,便于适应各种使用要求。
导水陷落柱技术的优点主要体现在以下几个方面:1.1 节约水资源导水陷落柱技术可以将地表水、雨水等水资源有效地运用到地下水层中,提高地下水的储量,节约水资源的使用。
1.2 环境保护导水陷落柱技术能够有效地防止地表水的污染,减少水体中的污染物浓度。
1.3 经济效益导水陷落柱技术的建设、维护费用较低,能够节约污水处理费用,同时也提高了地下水资源的开发利用。
2. 突水淹井技术突水淹井技术是一种将地下水排放到地表水层中,以保持地下水资源的平衡和充裕。
其原理是将地下水通过井口引入地表水中,加速地表水的流动速度。
突水淹井技术的优点主要体现在以下几个方面:2.1 解决地下水淹没问题在某些低洼地区,由于地下水位过高,会出现地下水淹没现象,在这种情况下,可使用突水淹井技术将地下水排放到地表水中,以减少地下水的淹没问题。
2.2 增加地表水供应量突水淹井技术可有效地增加地表水的供应量,满足人们的生活用水需求。
2.3 具有环保效益突水淹井技术能够将地下水排放到地表水中,利于水体的自然排放,有利于环境的保护。
3. 导水陷落柱突水淹井综合治理技术导水陷落柱突水淹井综合治理技术是将导水陷落柱技术和突水淹井技术结合起来,形成的一种综合治理技术。
该技术的操作流程为:首先将地表水引导到导水陷落柱中,通过导水陷落柱将水导入地下水层中;然后,将地下水从井口排入地表水中,形成突水淹井的效果。
浅谈导水陷落柱突水淹井综合治理
1 导 水 陷落 柱 的基本 特 征 陷落柱 的导水 性 可分 为 3种类 型 : 充水 型 、 缘 充 强 边
2 综 合 治理 技术
2 1 巷 道 截流技 术 .
水 型 、 充水 型 。从 已发 现 的 陷落 柱 来 看 , 大 多 数 的陷 弱 绝
落柱 是 弱充 水 型 , 陷落柱 内充 填 物压 实 紧 密 , 化 程度 极 风
打 钻命 中巷 道 , 孔终 孔 孔径 不 小 于 10 m, 透 巷 钻 1m 打
道 后先 投 注 骨 料 , 注 浆 加 压 , 后 引 流 注 浆 。适 用 条 再 最 件: 陷落 柱 突水点 位 于独 头 巷 道 , 道 加 固较 好 。关 键 技 巷
强 , 缘 裂 隙水 已被 疏 降 , 矿 在 回采 过 程 中 , 有 水 或 边 煤 没 少量 滴 水 ; 缘 充水 型 的陷落 柱 内充 填物 压 实 紧密 , 化 边 风 程度 较 强 , 内水 力 联 系不好 , 柱 只是 陷落 柱 边 缘 发 育 的次 生裂 隙 充水 , 对奥 灰水 的导通 性 不 好 , 掘 工 程 揭 露 时一 采 般 以淋 、 水 为 主 , 水 量 不 大 ; 充 水 型 陷 落 柱 内充 填 滴 涌 强 物未 被 压实 , 内水 力 联 系 良好 , 接 导 通 奥 灰 高 压 水 , 柱 直 沟通 了煤 系地层 各 含 水 层 , 掘工 程 一 旦 揭 露 就 发 生 突 采
第 4期
21 0 1年 1 2月
水 力采 煤与 管道 运输
HYDRAUL C COAL MI NG & P P I RANS ORT I NI I EL NE T P AT1 0N
NO. 4
De . 0l c2 l
浅谈 导 水 陷落柱ຫໍສະໝຸດ 突 水 淹井 综合 治理 周 垒
导水陷落柱突水淹井的综合治理技术
导水陷落柱突水淹井的综合治理技术随着城市化建设的不断推进和人口的增加,城市中的地下管道网络也越来越复杂,其中包括了很多的排水管道。
因此,在城市管理中,如何有效防止和治理导水陷落柱突水淹井等问题,已经成为了一个亟待解决的问题。
导水陷落柱是一种较为常见的病害,它通常是由于管道下面的土层结构不均匀而造成的。
导水陷落柱的存在,容易导致管道的断裂、漏水和堵塞,从而影响城市的排水和供水。
因此,我们需要采取科学的方法,对导水陷落柱进行综合治理。
首先,我们可以采用空气压力测试来检测管道是否存在漏洞。
通过将管道内充满高压空气,可以检测出是否存在漏洞。
如果检测出漏洞,我们可以通过用膨胀胶水或者自硬性聚合物进行修补。
如果发现管道中存在较大面积的漏洞,我们还可以采用无缝钢管进行更新。
其次,我们还可以采用环氧树脂涂层技术来加固导水陷落柱和管道。
这种涂层技术是将特殊的环氧树脂涂在管道内壁,形成一层坚硬的防腐层,增加了其承载能力和抗腐蚀能力。
此外,对于导水陷落柱比较严重的情况,我们还可以采用混凝土充填、灌浆或加固钢筋混凝土构造加固。
除了导水陷落柱外,突水淹井也是城市排水系统中存在的一个严重问题。
突水淹井通常是由于下雨时雨水过多,排水系统无法及时排放,从而导致水流倒灌,在排水井中形成一个反向涡流,造成水井水位的突然上升。
为避免突水淹井问题,我们可以采用以下方法进行处理。
首先,我们可以对排水系统中的排水井进行加固。
可以使用混凝土硬化材料进行沉降控制,增加排水井的承载能力。
还可以在井底铺设抗渗材料,保证排水井的密封性,防止地下水进入井内。
其次,我们可以采用分时段排水的方法。
在下雨时,将排水井的排水量适当减少,以免过多的雨水冲击出现问题。
在排水井中设置阁楼等结构物,可用于随时观察排水井的水位,以便及时掌握排水井的水平。
综上所述,针对城市地下排水系统中常见的导水陷落柱和突水淹井问题,我们可以采取多种技术进行综合治理。
通过科学的方法和有效的措施,我们可以保障城市排水系统的正常运行,保证市民的生活和安全。
导水陷落柱突水淹井综合治理技术范本
导水陷落柱突水淹井综合治理技术范本一、背景介绍随着城市化进程的加速和人口的快速增长,城市地下空间的开发利用越来越重要。
然而,在城市地下工程建设过程中,导水陷落柱突水淹井等问题常常会出现,给城市地下空间的使用和开发带来了一定的障碍和危害。
因此,为了保障城市地下空间的安全和有效利用,综合治理导水陷落柱突水淹井问题势在必行。
二、技术方案1. 沉降监测与预警技术利用现代测量技术,对地下工程附近的沉降情况进行实时监测和预警。
通过安装沉降监测仪器,可以及时发现地下工程可能出现的沉降问题,并采取相应的措施进行修复和加固,以防止导水陷落柱的形成。
2. 地下排水系统设计与施工技术在地下工程建设中,合理设计和施工地下排水系统可以有效降低导水陷落柱的风险。
通过综合考虑地下水位、土层渗透性等因素,选择合适的排水方式和设备,并进行科学的排水系统布置,可有效降低导水陷落柱的发生概率。
3. 土体加固与固结技术对于可能形成导水陷落柱的区域,采用土体加固和固结技术是一种有效的治理方法。
通过注浆、灌浆等方法,加固土体结构,提升土体的稳定性和抗渗性能,从而阻止水的进入,减少导水陷落柱的形成。
4. 深层地下水位控制与调节技术对于突水淹井问题,采取深层地下水位控制与调节技术可以起到很好的治理效果。
通过设置钻孔、灌注桩等设施,对地下水位进行调控,防止水压过大,从而减少突水淹井的发生。
5. 环境监测与保护技术在进行导水陷落柱突水淹井综合治理工程时,需要加强对周边环境的监测和保护。
通过监测地下水质、土壤变化等指标,及时发现潜在的环境风险,并采取相应的措施进行保护,确保治理工程对环境的影响最小化。
三、实施路径1. 制定详细的治理方案和技术方案,明确工程的具体实施内容和流程。
2. 针对每一项技术方案,进行前期调研和实地勘测,明确具体工程参数和基础数据。
3. 根据实际情况,确定治理工程的施工时间和施工顺序,确保工程的顺利进行。
4. 严格按照技术方案进行施工,注意施工过程中的安全和质量控制。
2023年导水陷落柱突水淹井综合治理技术
2023年导水陷落柱突水淹井综合治理技术引言:近年来,由于城市化进程加快,地下水资源开发与利用需求日益增长。
然而,随之而来的渗水问题也成为一个严重的挑战。
在某些地区,由于地下水位下降,导致陷落柱的形成,并随着时间的推移,陷落柱逐渐扩大并造成突水,给周围地区带来严重的水患。
为了解决这个问题,2023年导水陷落柱突水淹井综合治理技术应运而生。
一、导水陷落柱突水淹井综合治理技术的原理导水陷落柱突水淹井综合治理技术是一种利用现代工程技术手段和水文地质原理解决地下水突水问题的方法。
其原理包括:识别突水点位置、防止突水、控制突水、修复受损区域以及监测和预警。
1. 识别突水点位置:通过采用地质勘探、水文地质调查、地下水位监测等手段,确定突水点的位置、范围和形态。
2. 防止突水:在突水点位置采取防渗措施,如注浆灌浆、触水堤、防水板等,阻止突水点的进一步扩大和水流入井。
3. 控制突水:通过有效的井口封堵、泵排水、减少地下水开采量等措施,控制突水的流量和速度,减少对周围地区的影响。
4. 修复受损区域:对突水点周围受损的区域进行修复和加固,如注浆灌浆、加固井壁等,防止陷落柱继续扩大。
5. 监测和预警:建立地下水位监测系统和突水预警系统,及时掌握地下水位变化和突水风险,以便采取相应的应对措施。
二、导水陷落柱突水淹井综合治理技术的实施步骤导水陷落柱突水淹井综合治理技术的实施过程包括:调查研究、规划设计、施工实施、运行管理和效果评估等五个步骤。
1. 调查研究:通过地质勘探、水文地质调查、地下水位监测等手段,收集相关数据,确定突水点及其周围地区的地质水文条件、突水原因和危险性等。
2. 规划设计:根据调查研究结果,制定治理方案,并进行规划设计,确定治理的范围、目标和措施等。
3. 施工实施:根据规划设计,组织施工队伍,进行相关工程的建设和施工实施,如地质钻探、注浆灌浆、井壁加固等。
4. 运行管理:建立地下水位监测系统和突水预警系统,对突水点及其周围地区进行定期监测和管理,及时发现和处理突发事件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
YF-ED-J3241可按资料类型定义编号导水陷落柱突水淹井综合治理技术实用版Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements.(示范文稿)二零XX年XX月XX日导水陷落柱突水淹井综合治理技术实用版提示:该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全,以及交通运输安全等方面的管理,使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行,防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。
下载后可以对文件进行定制修改,请根据实际需要调整使用。
1引言岩溶陷落柱是埋藏在煤系地层下部的巨厚可深岩体,在地下水溶蚀作用下,形成巨大的岩溶空洞。
空洞顶部岩层,当其失去对上覆岩体支撑能力时,上覆岩体在重力作用下向下垮落,充填于溶蚀空间中,因其剖面形态似一柱体,故称岩溶陷落柱。
我国岩溶陷落柱多发育于北方石炭二叠系煤田,在山西、河北、河南、陕西、山东、江苏、安徽等20多个煤田中,已发现陷落柱45处,总数已接近3000个,特别是山西、河北较多,尤其以汾西两岸、太行山两侧煤田为多,如西山矿区已发现陷落柱1300多个,密度可达到70个/km²。
岩溶陷落柱的这种特殊地质现象的存在,不仅破坏煤层,减少可采储量,巷道的掘进和煤层的开采,而且是特殊的异水通道,是很难防治的充水因素。
我国开滦、焦作、皖北、徐州、邢台等矿区都发生过特大陷落柱突水淹井事故,造成了重大的经济损失和社会影响,其中开滦范各庄矿突水淹井事故是世界采矿史上最大的一次淹井事故。
尽管陷落柱突水淹井事故难以有效预防,但突水后可以采取综合治理技术将复矿的时间大大缩短,将灾害损失降低到最低限度。
本文重点探讨我国陷落柱突水淹井的综合治理技术。
2导水陷落柱的基本特征陷落柱的导水性可分为3种类型;强充水型、边缘充水型、弱充水型。
从已发现的陷落柱来看,绝大多数的陷落柱是弱充水型,陷落柱内充填物压实紧密,风化程度极强,边缘裂隙水已被疏降,煤矿在回采过程中,没有水或少量滴水;边缘充水型的陷落柱内充填物压实紧密,风化程度较强,柱内水力联系不好,只是陷落柱边缘发育的次生裂隙充水,对奥灰水的导通性不好,采掘工程揭露时一般以淋、滴水为主,涌水量不大;强充水型陷落柱内充填物未被压实,柱内水力联系良好,直接导通奥灰高压水,沟通了煤系地层各含水层,采掘工程一旦揭露就发生突水,水量大而稳定,对矿井造成灾难性的淹井事故,防排水设施很难起作用,建国后我国已发生多起陷落柱突水淹井事故。
3综合治理技术3.1巷道截流技术打钻命中巷道,钻孔终孔孔径不小于100mm,打透巷道后先投注骨料,再注浆加压,最后引流注浆。
适用条件:陷落柱突水点位于独头巷道,巷道加固较好。
关键技术:巷道的测量资料准确,钻孔定位正确,命中巷道的几率100%,灌注骨料先粗后细,动水条件下,可投注骨料30~50mm,静水条件下,可投注细砂,注骨料后期要反复捅孔,当吸水系数小于5~81/min?m时,方可进行注浆。
徐州张集煤矿1997年2月18日矿井西-300水平21号煤层轨道下山发生陷落柱突水,最大突水量402 m³/min,从发现淋水到淹井仅10h。
发生突水后,首先在轨道下山布置了3个透巷孔,注入骨料210 m³,在3个截流孔注入水泥4960t时,奥灰水水位持续上升,比副井水位高出19.5m,表明巷道截流已见成效,水流由“管道流”变为“渗透流”,副井可以开始引流注浆。
引流注浆期间,又在3个截流孔注入水泥1629t,为了防止陷落柱内部奥灰水对煤系地层的影响,在陷落柱内部相当于奥灰顶界面附近建造“止水塞”,施工3个钻孔,共注入水泥2421t,本工程累计注入水泥9010t,堵水率100%,整个工期历时98d。
3.2建立“止水塞”技术查清陷落柱的基本形态后,沿陷落柱的边缘钻进至一定深度后导斜进入陷落柱,在可采煤层之下一定深度建造一定厚度的“止水塞”,切断奥灰水与煤系地层的水力联系。
适用条件:突水构造基本确定,在巷道截流技术不能快速封堵成功的情况下,采取“止水塞”封堵方法。
关键技术:首先要判断确定陷落柱的构造位置,再利用定向导斜技术,使钻孔的轨迹沿陷落柱的边缘钻进,到一定深度后再导斜进入陷落柱;定向导斜钻探技术的成功是决定堵水成功的关键。
皖北任楼煤矿1996年3月4日发生特大陷落柱突水,最大突水量达到576 m³/min,从发生滴淋水到淹井仅8.5h。
淹井后,考虑到突水点附近巷道为煤巷,利用巷道截流后不能确保矿井排水后巷道截流的安全可靠性,为尽快恢复生产,制定了在陷落柱中建立“止水塞”快速切断水源的方案。
“止水塞”的位置选在最下部可采煤层以下15~75m砂岩段,厚60m。
沿陷落柱边缘施工的4个钻孔,从不同方向导斜进入陷落柱进行注浆,注入7600t水泥后,经计算60m“止水塞”附近的细小裂隙也起不到加固作用。
为了对“止水塞”进行加固,实施在副井引流排水,各注浆孔正常游资,并根据副井和长观孔的水位调节注浆量。
引流注浆期间又注入水泥7432t,各注浆孔均达结束标准,副井水位已排至井底,堵水率达100%。
本工程工施工探查孔5个,截流孔1个,注浆孔5个,检查加固孔2个,注料130 m³,注水泥15032t,实现了当年突水,当年治理,当年恢复生产。
3.3陷落柱“三段式”堵水技术陷落柱突水后,在顶部留下空洞,并且在动水条件下,打钻先命中陷落柱顶部的空洞,充填骨料将动水流变为渗透流,再在陷落柱下部建立止水段和加固段,俗称“三段式”堵水技术。
1984年6月2日,开滦范各庄煤矿2171工作面发生特大陷落柱突水,最大突水量达2053 m³/min,全矿停产,同时造成吕家索和林西矿淹井,与其相邻的赵各庄矿、唐家庄矿也受到地下水的严重威胁。
经勘探查明,该陷落柱体积大,柱内水流速度快,顶部又有空洞,决定采用上部灌注骨料充填压实,中部注浆堵截通道,下部充填灌注拦截水源的三段式综合治水技术。
首先对陷落柱顶部8~32m高的空洞充填骨料30681 m³,通过充填骨料使得陷落柱中被水流冲动的破碎岩块在上部荷重加大的情况下,得到压实增加阻水能力;上部充填骨料完成之后,在12#煤层以下到唐山灰岩之间,该段高100m左右,这一段的注浆孔在400m深处进入陷落柱,用下行法注浆到500m左右;由于开始在动水条件下注浆,故从下部奥灰含水层部位进行充填骨料,以增加阻力,拦截水源,降低流速,为中段注浆堵水创造条件,并对中段的“堵水塞”起到支撑、防止松动坍塌破坏作用。
本工程共打钻24829 m,注水泥62900t,砂子4756 m³,石碴25925 m³,水玻璃4269t,粉煤灰300t,合计注入约100000 m³的充填物,堵水效果100%。
3.4直接封堵技术陷落柱的发育高度较低时,一般发育高度到奥灰上部的石炭纪地层,可直接从地面打钻命中陷落柱采用下行法直接注浆。
河南安阳铜冶矿1965年发生的陷落柱突水,最大突水量为23 m³/min,造成全井淹没。
突水后直接在陷落柱的上部打钻,命中陷落柱后,通过钻孔充填砂石形成砂垫后进行注浆加固。
为了封堵陷落柱体内的形态多样和大小不一的空隙,通过不同位置的钻孔和同一钻孔的不同深度反复多次灌注砂石和水泥浆,共注入砂石1622 m³,注入水泥2454t,堵水率100%,这种注浆工艺适合于静水条件下岩溶陷落柱的导水通道注浆。
3.5反流注浆技术陷落柱的突水在截流基本成功后,为了减少打钻的数量,加快堵水进程,在陷落柱构造范围不确定的情况下,可在截流堵水段与突水陷落柱之间打1~2个钻孔,通过下行法加压注浆返流加固陷落柱的空隙。
辉县市吴村煤矿32031工作面1999年11月15日发生隐伏陷落柱突水,最大突水量40m³/min,突水后陷落柱冲出的岩石被碎物堵死了下副巷,突水从上副巷流入一水平。
工程布置3个钻孔,其中注1孔布设在工作面上安全口下侧3m处,主要是打中棚架区进行骨料注浆,对上副巷进行截流,迅速降低水量,防止全井淹没,使水流由管道流变为渗透流;查1孔布设在上安全口下侧20m处突1附近,查2孔布设在工作面下安全口上5m处突2附近。
在注1孔截流成功后利用查1和查2孔进行了返流注浆,注1孔注骨料1123m³,注水泥307t;查1孔注骨料100m³后,突水点水量已减少了32m³/min;查1孔和查2孔利用注1孔截流成功后分别返流注入水泥405t和1561t,井下突水点封堵成功,堵水率达100%。
工程累注骨料1535m³,累注水泥2273t,时间仅用70天(扣除天气、工农关系、停电等因素影响),创造了显著的经济效益。
3.6引流注浆技术在注浆封堵导水陷落柱通道基本成功后,为了防止在加压注浆条件下,浆液的大量流失,利用井筒排水,既可对注浆堵水进行检验,同时还可以加固突水点附近的细小裂隙,加快注浆堵水进度和复矿速度。
引流注浆的时期和注浆量取决于长观孔水位和井筒的排水情况,引流注浆期间长观孔水位若下降则应加大注浆量,或停止引流排水;引流注浆期间若长观孔水位不下降,则可根据钻孔吸浆情况继续加固注浆。
邢台东庞矿二水平南翼2903工作面下副巷于20xx年4月12日发生陷落柱特大突水,最大突水量1167m³/min,造成全井淹没。
为了尽快恢复生产,拟在突水点以外的巷道布置透巷孔进行封堵巷道。
布孔原则:沿突水巷道的突破口向外5m处布置1号钻孔,自1号孔以外有15m布一个孔,共布8个孔进行骨料充填注浆,以便形成105m长的巷内堵水段,截断过水道。
第一阶段依次施工了1号、6号、8号、7号、3号、4号孔,其中1号孔提前遇见陷落柱,作为注浆期间的水文观测孔,其它5个孔透巷后,充填骨料和加压注浆。
由于陷落柱水冲出的破碎岩石较多,在巷道累注骨料4586m³,比设计注骨料减少2/3。
注浆采用了气动射流搅拌系统,最高日注灰量达634t大大加快了堵水进度,5个透巷截流孔共注入水泥17214t,对巷内和巷顶以上裂隙进行了多次反复的高压注浆,终压达10MPa。
第二阶段施工了2号和5号孔,其中5号孔为截流段中部的检查加固孔,2号孔为截流段尾部的检查加固孔,5号孔又加压注476t,达到了终压终量,副井水位持续下降,奥灰长观孔水位持续上升,表明巷道已基本封死。
第三阶段开始引流注浆,利用副井排水,2号孔注浆,若巷道彻底封死后,则2号孔所注的浆液将返流进入陷落柱,起到加固陷落柱的作用,2号孔累计注入水泥9176t,大部分水泥进入了陷落柱,少部分水泥通过引流注浆对巷道的薄弱地带也进行了加固。