西卓煤礦副井井筒綜合性治水技術探討

劉海濤（陜西省澄合礦務局西卓煤礦，陜西 渭南 714000）

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西卓煤礦副井井筒綜合性治水技術探討

劉海濤
（陜西省澄合礦務局西卓煤礦，陜西 渭南 714000）

摘 要：針對澄合礦區西卓煤礦副井井筒大斷面出水以及井窩底板承壓突水問題，通過現場施工資料與前期井檢孔觀測資料綜合分析，分別對井筒壁后采取注漿方式，井底采取分壓導流注漿綜合方式達到了預期效果。

關鍵詞：西卓煤礦；出水層位；井筒底板壓力；井窩施工條件；綜合性治水

0　引言

渭北石炭二疊系煤田澄合礦區，隨著開掘、開采強度的加大，礦區煤炭資源已近枯竭，中深部開發面臨著奧灰水突水威脅。十二五規劃期間，澄合礦務局積極建設合陽山陽西卓井田礦井，已期完成老礦井逐步淘汰，新產能不斷釋放的目的。然而在礦井建設過程中，西卓煤礦作為渭北煤田開采深度最深的礦井，其施工難度之大也在立井開掘過程中有所發現，尤其進入含水層施工時井筒護壁以及治水工作難度加大。傳統的單一注漿方法只能解決一時的施工，后期井筒安裝時井壁淋水反復出現，為確保安全順利施工，經過現場結合經驗，采用綜合治水方法進行治理后，井筒治水取得了較好的效果。

1　西卓煤礦井筒施工及水害情況

西卓煤礦。始建于2009年10月，設計能力300萬t/a，服務年限

62.1年，礦井可采儲量2.67億噸。井田采用中央分列式開拓，設計井筒深度580m-620m，地面標高約為+688m—+720m，2011年副井開鑿至馬頭門，施工期間出水四次，分別為220m、380m、520m、560m，分別進行了壁后注漿，2012年井筒驗收時達到淋水小于6m3/h。然而

2012年底井筒淋水逐步加大，出現了反復的情況。為解決這一技術難題，西卓煤礦通過與國內同行的溝通，并組織科研攻關，制定了綜合治水方案，井筒設置截水槽，將井筒淋水導致井底馬頭門副井進入管子道，最后通過中央泵房將水排至地面，并對井窩壓力顯現進行舒壓處理，達到了預期效果。

出水層位及壓力顯現：西卓煤礦副井井筒直徑6.8m，主要出水層位為220m、380m、520m、560m，前三組為井筒粗砂巖層與粉砂巖出水，出水水量為60m3/h、75m3/h、68m3/h，該水清澈無味；后一組為K4煤系地層水，該水清澈略有臭雞蛋味，手觸摸微有灰巖的粉狀物質。其中前三組砂巖層出水均進行壁后注漿，鉆機施工過程中注漿效果明顯，第三組注漿時出現漿液倒流現象，注漿壓力達到4Mpa；最后550m的注漿，出現吃漿量小，注漿壓力達到5.6Mpa，注漿效果一般。

2　綜合性治水技術探討

西卓煤礦通過與國內同行的溝通，并組織科研攻關，制定了綜合治水方案，井筒設置截水槽，將井筒淋水導致井底馬頭門副井進入管子道，最后通過中央泵房將水排至地面，并對井筒反復出水位置，采用山西建華牌防水劑，通過開展漿液穩定性初步優化試驗、高效緩凝劑配制的漿液凝結時間試驗、漿液抗壓強度初步試驗、緩凝水泥漿各性能優化試驗等多項試驗，配制了一種初凝時間超過20小時的水泥漿液，并加入專門防水劑使得漿液具有流動性好、抗壓性強、緩凝時間長、可置換性好、結石率大、結石體強度高、泌水率高等綜合優點，從而對解決井筒水害效果顯著。

2.1井筒綜合性治水

采用BR型防水材料承壓壁后注漿。傳統壁后注漿采用水灰比1：1～0.75：1；為有效的增加堵水效果，預防漿液流失，漿液-水玻璃漿液體積比為1：0.2～1：0.6；

BR型防水材料與漿液比0.2：1～0.3～1；其中注漿均采用p042.5水泥，水玻璃為Be=35，M=2.4～3.2；

漿液調配原則：由稀到濃，一般不調整，當壓力不回升而吸漿量增大時，才進行調整。其他另見注漿方案。技術參數如下：

（1）井筒注漿壓力Pa=Po+1，Pb= Po+3，Pc=Po+5

Pa-注漿初始壓力，Pb-正常初始壓力，Pc-注漿終壓，Po-注漿點靜水壓力，其中（1、3、5）為富裕壓力，壁后堵水取最低值

（2）井壁強度效驗

P=K（E2+2RφE）/2（RO+E）2 =1.5MPa＞Pc

式中：p-注漿部位井壁承載壓力，MPaE-井壁厚度，取0.5m；Ro-井筒凈直徑，取6m，k-井壁材料的允許抗壓強度，MPa（一般取

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2.2井壁截水槽綜合利用

每個出水位置注漿完成，直接在下方避開模板接茬位置，緊貼巖壁安設截水槽，每50m一組，共六組，截水槽上最低處設置軟管沿井壁順延至井底窩泵處，經排水管路排至中央泵房。

2.3井窩治水

井筒直徑6.8m，井底在馬頭門施工完成后出現壓力水。井窩采取局部泄水并將水導致泵房，同時進行混泥土澆筑，并保證施工強度，設計圓柱形工字鋼架，架設排水管路與泄水孔防止塌孔，最終澆筑全斷面1.2m厚止水墊層。施工時必須保證吊桶與施工人員以及機械的安全性。

3　結語

西卓煤礦大斷面井筒治水工作經過壁后注漿并加裝截水槽，以及對承壓含水層進行泄水的綜合治水技術，達到了預期效果。實踐證明單一的注漿方法只會對井壁周圍小范圍產生帷幕堵漏效果，治理砂巖含水層建議采用綜合性治水，結合“防、堵、疏、截、排”的治水理念，為井筒治水提供有力的依據。

參考文獻：

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.115