一种煤矿斜井钻孔灌注混凝土构筑内密闭墙施工方法与流程

1.本发明属于废矿井防渗技术领域，具体涉及一种煤矿斜井钻孔灌注混凝土构筑内密闭墙施工方法。


背景技术：

2.大量废弃煤矿井作为沟通地表、地下水含水层的运移通道，严重破坏区域地下含水系统及其环境质量安全。煤矿开采活动导致区域水文地质条件及地表、地下水系统及其环境格局发生剧烈变化，加大了地下水污染风险，引发了诸如地表水体水质恶化、饮用水井串层污染、岩溶塌陷、泉水断流等一系列生态环境问题。
3.目前废弃煤矿井普遍无防渗措施，形成地表污染物与地下岩溶水层通道，严重威胁地下水安全。本发明提供一种煤矿斜井钻孔灌注混凝土构筑内密闭墙施工方法通过井内防渗、井口封闭措施，阻断地表污染物和地下水的水力联系，管控采空区积水对岩溶水层污染。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种煤矿斜井钻孔灌注混凝土构筑内密闭墙施工方法，用以解决现有技术中存在的上述问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种煤矿斜井钻孔灌注混凝土构筑内密闭墙施工方法，包括以下步骤：
7.s1、在斜井倾斜深度50m以及垂直深度20m处呈帷幕排列形式钻设若干防渗孔并向内灌浆成内密闭墙；
8.s2、在内密闭墙灌浆时，在防渗孔中间灌注水泥浆防渗以及灌注泥浆防渗并抛填矸石充填；
9.s3、在井口浇筑混凝土外密闭墙；
10.s4、进行生态复垦。
11.进一步的，在进行步骤s1之前，需要整修临时道路，平整施工场地，并建设围挡，最后工程测量准确后定位钻设防渗孔；所述临时道路包括多条单行道和会车岛，所述单行道宽度至少为3.5m，所述会车岛的宽度至少为6.5m。
12.进一步的，所述防渗孔包括一号孔、二号孔、三号孔、四号孔和五号孔。
13.进一步的，所述防渗孔灌浆形成内密闭墙的过程包括以下具体步骤：
14.a1、在第一排依次钻设一号孔、二号孔和三号孔，之后在第二排依次钻设四号孔和五号孔；
15.a2、将一号孔、二号孔、三号孔、四号孔和五号孔依次钻进至36m，并均依次通过井下电视探测孔底；
16.a3、在一号孔、二号孔和三号孔内加钢筋笼并在二号孔内加导气管；
17.a4、在一号孔、二号孔和三号孔内灌注水泥浆至30m；
18.a5、在四号孔和五号孔内通过井下电视探测一号孔、二号孔和三号孔的灌浆情况；
19.a6、在四号孔和五号孔内加钢筋笼并灌注水泥浆至30m；
20.a7、将一号孔、二号孔、三号孔、四号孔和五号孔通过泥浆封孔；
21.a8、从斜井的井口管道灌注水玻璃以及水泥浆至斜井的3/50体积处；
22.a9、从井口管道灌注泥浆至斜井的9/50体积处；
23.a10、从井口管道抛填矸石并灌注泥浆至斜井的36/50体积处。
24.进一步的，所述步骤a4中在灌注水泥浆时加入水玻璃。
25.进一步的，所述在井口浇筑混凝土外密闭墙的过程包括以下具体步骤：
26.b1、拆除旧井筒并填埋至距离地面1.3m处；
27.b2、在井口的边缘沿井口的竖向中心线为中心向外1m范围内挖出圆凹坑；
28.b3、在圆凹坑内浇筑混凝土形成外密闭墙。
29.进一步的，所述外密闭墙的上表面距离地面的距离为0.3m。
30.进一步的，所述生态复垦包括以下具体步骤：
31.c1、在外密闭墙上表面分多层覆土夯实至与地面平齐；
32.c2、对临时道路和场地松耕平整复垦，并树立标志牌，完成竣工验收。
33.进一步的，所述水泥浆采用425#或以上普通硅酸盐水泥，水灰比可分为5、3、2、1、0.8、0.5等六个比级，灌注时由稀至浓逐级变换，水质ph值应≥4，通过输浆系统静压灌入，厚度≥1m，水泥侯凝时间超过12小时才可以进行下一步作业；所述泥浆三大指标分别比重1.03-1.10，黏度17-20，含沙率小于2％，胶体率大于98％，水质ph值至少为4，通过输浆系统静压灌入。
34.进一步的，所述导气管材质为n100钢管，下端延伸至196m处泥浆上方，并高出地表至少0.5m，所述导气管顶端设防护丝堵，方便后续水位监测和取样。
35.有益效果：本发明通过垂深20m处钻孔帷幕灌浆内密闭墙，并在中间灌注水泥浆防渗、灌注泥浆防渗、抛填矸石充填以及井口浇筑混凝土外密闭墙和生态复垦，能够阻断地表污染物和地下水的水力联系，管控采空区积水对岩溶水层污染，工艺环节中废弃煤矿斜井钻孔灌注混凝土构筑内密闭墙技术，解决了有安全隐患的废弃煤矿斜井地下施工问题，解决了矿渣充填废弃煤矿井井内防渗问题，实现了对地下水的保护。
附图说明
36.图1为本发明中斜井的施工结构示意图；
37.图2为本发明中防渗孔的结构示意图；
38.图3为本发明中防渗孔的排列结构示意图。
39.附图标记：1、斜井；2、一号孔；3、二号孔；4、三号孔；5、四号孔；6、五号孔；7、钢筋笼；8、导气管；9、井口管道；10、圆凹坑；11、外密闭墙。
具体实施方式
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，
还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
41.实施例：
42.如图1-图3所示，本实施例提供了一种煤矿斜井钻孔灌注混凝土构筑内密闭墙施工方法，包括以下步骤：
43.s1、在斜井1倾斜深度50m以及垂直深度20m处呈帷幕排列形式钻设若干防渗孔并向内灌浆成内密闭墙；
44.s2、在内密闭墙灌浆时，在防渗孔中间灌注水泥浆防渗以及灌注泥浆防渗并抛填矸石充填；
45.s3、在井口浇筑混凝土外密闭墙；
46.s4、进行生态复垦。
47.在本发明的另一个实施例中，在进行步骤s1之前，需要整修临时道路，平整施工场地，并建设围挡，最后工程测量准确后定位钻设防渗孔；临时道路包括多条单行道和会车岛，单行道宽度至少为3.5m，会车岛的宽度至少为6.5m。
48.在本发明的另一个实施例中，如图3所示，防渗孔包括一号孔2、二号孔3、三号孔4、四号孔5和五号孔6。一号孔2、二号孔3和三号孔4位于同一排，四号孔5和五号孔6位于同一排，一号孔2位于二号孔3和三号孔4中间位置，四号孔5位于一号孔2和三号孔4之间，五号孔6位于一号孔2和二号孔3之间。
49.在本发明的另一个实施例中，防渗孔灌浆形成内密闭墙的过程包括以下具体步骤：
50.a1、在第一排依次钻设一号孔2、二号孔3和三号孔4，之后在第二排依次钻设四号孔5和五号孔6；
51.a2、将一号孔2、二号孔3、三号孔4、四号孔5和五号孔6依次钻进至36m，并均依次通过井下电视探测孔底；
52.a3、在一号孔2、二号孔3和三号孔4内加钢筋笼7并在二号孔3内加导气管8；
53.a4、在一号孔2、二号孔3和三号孔4内灌注水泥浆至30m；
54.a5、在四号孔5和五号孔6内通过井下电视探测一号孔2、二号孔3和三号孔4的灌浆情况；
55.a6、在四号孔5和五号孔6内加钢筋笼7并灌注水泥浆至30m；
56.a7、将一号孔2、二号孔3、三号孔4、四号孔5和五号孔6通过泥浆封孔；
57.a8、从斜井1的井口管道9灌注水玻璃以及水泥浆至斜井1的3/50体积处；
58.a9、从井口管道9灌注泥浆至斜井1的9/50体积处；
59.a10、从井口管道9抛填矸石并灌注泥浆至斜井1的36/50体积处。
60.在本发明的另一个实施例中，步骤a4中在灌注水泥浆时加入水玻璃。
61.在本发明的另一个实施例中，在井口浇筑混凝土外密闭墙的过程包括以下具体步骤：
62.b1、拆除旧井筒并填埋至距离地面1.3m处；
63.b2、在井口的边缘沿井口的竖向中心线为中心向外1m范围内挖出圆凹坑10；
64.b3、在圆凹坑10内浇筑混凝土形成外密闭墙11。
65.在本发明的另一个实施例中，外密闭墙11的上表面距离地面的距离为0.3m。
66.在本发明的另一个实施例中，生态复垦包括以下具体步骤：
67.c1、在外密闭墙上表面分多层覆土夯实至与地面平齐；
68.c2、对临时道路和场地松耕平整复垦，并树立标志牌，完成竣工验收。
69.在本发明的另一个实施例中，水泥浆采用425#或以上普通硅酸盐水泥，水灰比可分为5、3、2、1、0.8、0.5等六个比级，灌注时由稀至浓逐级变换，水质ph值应≥4，通过输浆系统静压灌入，厚度≥1m，水泥侯凝时间超过12小时才可以进行下一步作业；泥浆三大指标分别比重1.03-1.10，黏度17-20，含沙率小于2％，胶体率大于98％，水质ph值至少为4，通过输浆系统静压灌入。
70.在本发明的另一个实施例中，如图1所示，导气管8材质为n100钢管，下端延伸至196m处泥浆上方，并高出地表至少0.5m，导气管8顶端设防护丝堵，方便后续水位监测和取样。
71.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。