柳泉煤矿混合立井井壁淋水治理方法

周计彬

（山西华润联盛能源投资有限公司， 山西 吕梁市 033000）

柳泉煤矿混合立井井壁淋水治理方法

周计彬

（山西华润联盛能源投资有限公司， 山西 吕梁市 033000）

针对柳泉煤矿井筒淋水对生产影响较大的情况，采用挡水板导水法进行了治理。具体为：在井壁安设挡水设施、集水槽，通过管道将淋水引至井底车场水沟，排入主副水仓。该治理方法效果明显，成功解决了井壁淋水对井筒设施严重腐蚀的问题，改善了井下工人作业环境。

立井；井壁淋水；挡水板导水

柳泉煤矿设计生产能力30万t/a，矿井开拓方式为立井，暗斜井多水平开拓方式，混合井（D＝5.0 m）施工于2000年，井壁采用混凝土浇注支护，壁厚500mm，井筒落底水平－220m（井筒深250m），下部水窝深13.7m，与－220m水平大巷车场相连。井筒内装备双层2车罐笼。井筒内设梯子间，并敷设有压风、排水管路和动力、通讯电缆等。担负全矿井的煤岩提升，材料、人员上下，兼作进风的主要通道。

1 问题提出

建井至今，实测井筒涌水量为3m3/h，经现场观察，主要出水点为井口下30～40m段，表土与基岩过渡段，淋水范围长度约15m，40m以下没有集中出水点，渗水量较小。作为混合井担任全矿提升任务，提升能力较大，但其作业环境较差，不利于矿井的安全生产，同时淋水严重腐蚀井筒内钢丝绳和管路等井筒装备。

2 井筒淋水情况分析

根据地质资料和实际观测，井壁淋水段处在第四系与基岩过渡段。

第四系上段含水层段由黄土、黄褐黑灰色粘土、亚粘土、粉砂土组成。局部夹有流砂透镜体及砖灰色腐植土，含贝壳遗骸，段厚25m。受大气降水和地表水的直接补给，水位变化明显，民用井大部分取此层潜水［1］。中段隔水层段由黄色、杂色、灰色亚粘土、砂浆粘土及粘土组成，局部夹流砂透镜体，段厚22m，含水性和透水性较差，为良好隔水层。下段由紫色、黄褐色及灰色粘土砾石组成，砾石主要成份是灰岩，磨圆度较好，砾径约5～150mm，段厚20～30m，此段为第四系底部主要含水层之一。本段抽水资料表明，单位涌水量q＝0.00134～0.6013 L/s.m，渗透系数K＝0.00632～8.218m/d，矿化度M＝0.45～1.84g/L，水质类型 HCO3－SO42＋～K＋＋Na＋－ Mg＋，属含水层弱小的含水层。

第四系孔隙水以水平运动为主，垂直运动次之，大气降水不能直接向煤系地层补给，只能由弱隔水层缓慢向下渗透［2］。

通过实际位置与建井实测井筒柱状图对比分析，主要出水点位于第四系砾岩含水层，由于施工期间井壁周围没有充分灌实、井壁接茬多、接茬不严等，造成含水层直接补给井壁周边，通过井壁向井内渗漏，最终造成井筒淋水。

3 井筒治理方案

3.1 方案确定

采用帷幕注浆的方法［3－4］对井壁淋水进行封堵，注浆效果不好预测，能否将水堵住很难保证，注浆费用估算在60万元左右。

根据以往的井筒施工技术资料，通过对淋水形成原因分析比较，确定采用挡水板导水法处理［5］，即采用贴壁板（固定在井壁上的钢板）将要离开井壁的水挡住，使水沿井壁及贴壁板流下汇集到贴壁导水槽内，再由导水槽导入主排水管流入井底水沟。挡水板治理立井井壁淋水原理及安装关系见图1。

3.2 挡水板及钻孔、扩孔

挡水板采用镀锌钢板（2000mm×1000mm×2 mm），每张钢板固定孔的布置方式为：纵向2排、横向3排，共6个钻孔，其中上部3个孔直径为Φ18 mm，下部3个孔扩成Φ28mm。

图1 原理及安装关系

3.3 集水槽

按井壁理想尺寸制做集水槽，最大周长15.71 m。为便于安装，集水槽可分5～6段加工，其中两处电缆固定段作成短节，现场安装时再焊接成一体。集水槽泄水短管在必要时可以加粗或增加一路，水槽不平时，泄水短管应在最低处，泄水短管接聚氯乙烯软管到井底水沟，如图2所示。

图2 集水槽

3.4 防护盖板

为防止杂物进入集水槽堵住泄水管，特在其上方安设防护盖板。防护盖做成8段，每段由2根锚杆螺栓悬挂，其间距与挡水板锚固孔孔距一致。防护盖固定在挡水板螺栓上，如图3所示。

图3 防护盖板

3.5 角钢支架

集水槽的支持角钢件共10个，长段由2个、短段由1个角钢支持。支持角钢用M20锚杆螺栓固定，如图4所示。

图4 角钢支架

3.6 槽钢距离垫

挡水板通过锚杆螺栓、槽钢距离垫固定在井壁上。锚杆螺栓固定后，先穿上槽钢距离垫，然后装挡水板，如图5所示。

图5 槽钢距离垫

4 现场施工及治理效果

4.1 施工过程

（1）根据井筒淋水位置及范围，由上向下依次施工，施工时利用罐笼上盘做施工平台；在罐笼上盘离井壁较远侧加装吊桥式活动平台，携带脚手板，借助井壁梁搭临时平台。

（2）井壁凿锚杆孔及锚杆螺栓固定，用挡水板上的Φ28mm孔直接定位锚杆孔，一张挡水板上3个Φ18mm孔用锚杆螺栓固定在井壁后，在下面的3个Φ28mm孔的位置上用风锤直接凿锚杆孔，孔深200mm。一排锚杆螺栓完成后，即可安装挡水板。锚杆用树脂药卷固定，用专门的风动扳手安装。

（3）集水槽安装应与井壁严密贴实。必要时可对井壁突出点稍做修理；井壁局部凹陷时，可用速凝水泥填补。集水槽水平位置应避开管子梁、罐道梁、梯子间梁和电缆固定架。

（4）泄水管与集水槽的连接要牢固，钢管与塑料管连接用卡兰固定，卡兰不少于2个，泄水管排列应整齐。

4.2 治理效果

根据井筒淋水实际情况，共沿井壁施工15圈挡水设施，工程总长度15m，治理工程完成后井筒内不再有淋水，总工程费用15万元。

5 主要结论

该井筒淋水治理方法简单易行、经济实用、效果明显，该方案成功实施后，井下淋水彻底消失，改善了作业环境，大大延长了井筒装备的使用寿命，同时减少了地下水的流失，为企业减少了大量的电费开支，经济、社会效益良好，可为类似条件的井筒淋水治理提供借鉴。

［1］ 刘 峰.煤矿防治水综合技术手册［M］.北京：煤矿科技出版社，2010.

［2］ 王秀峰，张振宁，杜敏胜.立井井壁淋水的治理［J］.煤炭技术，2009（3）：110－111.

［3］ 张庆和，孙 睿.浅谈潘西煤矿千米立井淋水综合治理方案与实施［J］.山东煤炭科技，2005（1）：51－52.

［4］ 孙翠华，曾先贵.某铁矿井下近矿体帷幕注浆堵水及其效果评价［J］.采矿技术，2011，11（4）：95－96.

［5］ 吴新选，党宏星.帷幕导水法治理立井淋水技术［J］.煤炭工程，2007（9）：66－67.

2012－07－05）

周计彬（1973－），男，江苏邳州市人，采矿工程师，主要从事采矿技术管理工作，Email：zhoujibin8＠126.com。