一种废弃煤矿井钻孔灌注水泥浆和泥浆防渗施工方法与流程

本发明属于废矿井改造，具体涉及一种废弃煤矿井钻孔灌注水泥浆和泥浆防渗施工方法。

背景技术：

1、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。

2、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。本发明通过井内防渗、井口封闭措施，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问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种废弃煤矿井钻孔灌注水泥浆和泥浆防渗施工方法，用以解决现有技术中存在的上述问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种废弃煤矿井钻孔灌注水泥浆和泥浆防渗施工方法，包括以下步骤：

4、s1、在井口向下钻进至第四系底板的深度，并在第四系底板以下4m-5m的位置处钻孔灌注水泥浆，在第四系底板以下1m-4m的位置处钻孔灌注泥浆；

5、s2、继续向下钻进至井深1/2深度，并在井深1/2深度至以上0m-1m的位置处钻孔灌注水泥浆，在井深1/2至以上1m-4m的位置处钻孔灌注泥浆；

6、s3、继续向下钻进至井底深度，并在井底以上0m-1m的位置处钻孔灌注水泥浆，在井底以上1m-4m的位置处钻孔灌注泥浆；

7、s4、在前述步骤中，每次向下钻进时开设井下电视孔，对井下电视孔内探测并在最后一次探测完毕后在井下电视孔内下入导气管；

8、s5、在井口外缘1m范围开挖1.3m-1.5m深的坑槽；

9、s6、在坑槽内覆盖0.5m厚的井盖；

10、s7、在井盖上方分层夯实覆土至与地面平齐；

11、s8、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。

12、进一步的，在所述步骤s1之前，先平整施工场地，修建临时道路并建设围挡；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。

13、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。

14、进一步的，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。

15、进一步的，所述井盖为钢筋混凝土材质，混凝土标号为c40，厚度至少为1m，初凝以后覆盖养护，终凝12h后喷水，养护时间至少为5天。

16、进一步的，施工环境温度5℃～35℃，混凝土固化前应采取防雨措施。

17、进一步的，步骤s7中分层夯实的压实系数至少为0.94，高程与周边保持一致。

18、进一步的，步骤s8中，对临时道路和场地松耕平整复垦为耕地或林地，土地复垦回填种植过程中，所述耕地土厚至少为0.5m，所述林地土厚至少为0.3。

19、进一步的，步骤s4中，所述导气管材质为n100钢管，下端延伸至井底至以上4m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。

20、有益效果：本发明通过井内防渗、井口封闭措施，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，做3道防渗封填，分别为井底钻孔水泥灌浆和泥浆灌浆防渗、井深1/2钻孔水泥灌浆和泥浆灌浆防渗和第四系底板钻孔水泥灌浆和泥浆灌浆防渗，配合钢筋井盖，最终生态复垦，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。

技术特征：

1.一种废弃煤矿井钻孔灌注水泥浆和泥浆防渗施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的废弃煤矿井钻孔灌注水泥浆和泥浆防渗施工方法，其特征在于，在所述步骤s1之前，先平整施工场地，修建临时道路并建设围挡；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。

3.根据权利要求1所述的废弃煤矿井钻孔灌注水泥浆和泥浆防渗施工方法，其特征在于，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。

4.根据权利要求1所述的废弃煤矿井钻孔灌注水泥浆和泥浆防渗施工方法，其特征在于，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。

5.根据权利要求1所述的废弃煤矿井钻孔灌注水泥浆和泥浆防渗施工方法，其特征在于，所述井盖为钢筋混凝土材质，混凝土标号为c40，厚度至少为1m，初凝以后覆盖养护，终凝12h后喷水，养护时间至少为5天。

6.根据权利要求5所述的废弃煤矿井钻孔灌注水泥浆和泥浆防渗施工方法，其特征在于，施工环境温度5℃～35℃，混凝土固化前应采取防雨措施。

7.根据权利要求1所述的废弃煤矿井钻孔灌注水泥浆和泥浆防渗施工方法，其特征在于，步骤s7中分层夯实的压实系数至少为0.94，高程与周边保持一致。

8.根据权利要求1所述的废弃煤矿井钻孔灌注水泥浆和泥浆防渗施工方法，其特征在于，步骤s8中，对临时道路和场地松耕平整复垦为耕地或林地，土地复垦回填种植过程中，所述耕地土厚至少为0.5m，所述林地土厚至少为0.3。

9.根据权利要求1所述的废弃煤矿井钻孔灌注水泥浆和泥浆防渗施工方法，其特征在于，步骤s4中，所述导气管材质为n100钢管，下端延伸至井底至以上4m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。

技术总结
本发明公开了一种废弃煤矿井钻孔灌注水泥浆和泥浆防渗施工方法，包括以下步骤：在井口向下钻进至第四系底板的深度，并在第四系底板以下4m‑5m的位置处钻孔灌注水泥浆，在第四系底板以下1m‑4m的位置处钻孔灌注泥浆；继续向下钻进至井深1/2深度，并在井深1/2深度至以上0m‑1m的位置处钻孔灌注水泥浆，在井深1/2至以上1m‑4m的位置处钻孔灌注泥浆；继续向下钻进至井底深度，并在井底以上0m‑1m的位置处钻孔灌注水泥浆，在井底以上1m‑4m的位置处钻孔灌注泥浆；在前述步骤中，每次向下钻进时开设井下电视孔，对井下电视孔内探测并在最后一次探测完毕后在井下电视孔内下入导气管。本发明所述的废弃煤矿井钻孔灌注水泥浆和泥浆防渗施工方法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问题。

技术研发人员：谢朝永,郭林,张晨,何欣琳,逯祯,何凯,杨艳霞,李瑞杨,苏建仓,郭晓静,谢思维,田浚收,余冰,占亮
受保护的技术使用者：河南省地质调查院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13