一种井下有水封井回填施工方法与流程

本发明属于矿井封填，具体涉及一种井下有水封井回填施工方法。

背景技术：

1、根据行业相关安全管理规定，煤矿关闭后，必须对井筒进行永久性封堵处理，以消除安全隐患，确保后期不发生瓦斯燃烧、爆炸、窒息及次生灾害事故。现有规定是，报废的立井应当填实，或者在井口浇注1个大于井筒断面的坚实的钢筋混凝土盖板，并设置栅栏和禁入标志。

2、在现有矿井封闭回填的方法中，大多只针对底下无水或者水很少的情况，并且是直接进行回填，而一些深井除了有地下水、砂盐水外，还有岩溶水，岩溶水位于地下水和砂盐水以下，岩溶水如果与砂盐水、地下水串联连通便会形成污染，并会使得上层底层会在岩溶水的溶蚀的分异作用下，使含水空间及本身的赋存趋于不均一性，而现有技术中申请人还未发现有效的且可针对矿井底部存在有水且为岩溶水的封填方案。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供的一种井下有水封井回填施工方法，以解决深井存在岩溶水且会与上层水串联造成危险的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、提供一种井下有水封井回填施工方法，包括以下步骤：

4、进行矿井封填准备；

5、采用导管灌注组件向井底水下灌注混凝土，形成井底混凝土防渗层；

6、在井底防渗层上先后抛填黏土和抛填矸石，并形成黏土层和矸石层，由井底混凝土防渗层、黏土层和矸石层构成用于岩溶水层防渗的第一防渗层；

7、在第一防渗层上依次填筑用于砂岩层防渗的第二防渗层和用于地下层水防渗的第三防渗层，填筑完成后即完成井内回填；

8、其中，步骤采用导管灌注组件向井底水下灌注混凝土，形成井底混凝土防渗层，包括以下步骤：

9、组装导管灌注组件：将至少一段导管与底端设有灌注控制板的漏斗件连接固定，在位于最底端的导管内安装有环形的限位环，限位环的下方间隔安装有沿导管周向分布的弹性挡板组件，弹性挡板组件具有一限位状态和一释放状态，在释放状态下弹性挡板组件的内径大于限位状态下弹性挡板组件的内径，在弹性挡板组件与限位环之间设有封堵球，封堵球的直径小于限位环的内径且大于在限位状态下弹性挡板组件的内径；

10、安装导管灌注组件：将组装好的导管灌注组件纵向伸入井内，并使导管灌注组件的底端导管伸入井底水面以下100-300mm；

11、灌注混凝土：向漏斗件内加注混凝土至设计量，然后拉开灌注控制板，使混凝土在重力下冲开封堵球，在井底迅速形成井底混凝土防渗层。

12、在一种可能的实施方式中，所述导管灌注组件由多个外径为250-300mm的所述导管通过法兰连接而成。

13、在一种可能的实施方式中，步骤组装导管灌注组件中，在连接相邻两个所述导管时，两个导管之间安装有至少一道密封圈，在连接完成后通过黄油封口。

14、在一种可能的实施方式中，在步骤灌注混凝土中，灌注的混凝土顶面高于导管1m以上。

15、在一种可能的实施方式中，在步骤安装导管灌注组件中，导管灌注组件的底端导管要下至井底标高500mm以上。

16、在一种可能的实施方式中，所述第一防渗层和第二防渗层均由从下到上依次填筑的混凝土层、黏土层和矸石层构成。

17、在一种可能的实施方式中，在步骤在第一防渗层上依次填筑用于砂岩层防渗的第二防渗层和用于地下层水防渗的第三防渗层，填筑完成后即完成井内回填，之前还包括：

18、安装导气管，导气管的一端伸入第二防渗层内，另一端向上穿过第三防渗层并暴露于井外。

19、在一种可能的实施方式中，所述粘土层由高塑性粘土填筑而成且厚度大于等于3m。

20、在一种可能的实施方式中，所述矸石层由直径范围为100-315mm的矸石填筑而成。

21、在一种可能的实施方式中，在步骤在第一防渗层上依次填筑用于砂岩层防渗的第二防渗层和用于地下层水防渗的第三防渗层，填筑完成后即完成井内回填，之后还包括

22、对井口外缘1m范围进行开挖并放坡；

23、破拆旧井筒并抛填石料形成抛填石层；

24、安装钢筋混凝土井盖；

25、填筑种植土，并分层夯实。

26、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

27、1、井下有水封井回填施工方法，可适用于深井井底有水和有熔岩水的情况，通过导管灌注组件可在井底水下通过重力迅速灌注混凝土，由于混凝土密度和质量大于熔岩水且位于井底水层底部，这样可使得混凝土层不易于水融合，可有效避免析离和凝固困难的情况发生，从而可通过形成井底混凝土防渗层进行有效防渗。

28、2、由混凝土、黏土和矸石构成第一防渗层和第二防渗层以及第三防渗层，也能够有效的对岩溶水进行封堵和阻隔上下水层的连通，可避免其与上层水串联而带来的危险，并且通过混凝土、黏土和矸石的相互配合，阻隔性和封堵性更好。

29、3、通过设置三道防渗层，可分别应对岩溶水、砂盐水和地下水，在实现分层分类阻隔的同时也能够起到更好的阻隔作用，有效防止了相邻水层串联。

技术特征：

1.一种井下有水封井回填施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种井下有水封井回填施工方法，其特征在于：所述导管灌注组件由多个外径为250-300mm的所述导管通过法兰连接而成。

3.根据权利要求2所述的一种井下有水封井回填施工方法，其特征在于：步骤组装导管灌注组件中，在连接相邻两个所述导管时，两个导管之间安装有至少一道密封圈，在连接完成后通过黄油封口。

4.根据权利要求1所述的一种井下有水封井回填施工方法，其特征在于：在步骤灌注混凝土中，灌注的混凝土顶面高于导管1m以上。

5.根据权利要求1所述的一种井下有水封井回填施工方法，其特征在于：在步骤安装导管灌注组件中，导管灌注组件的底端导管要下至井底标高500mm以上。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种井下有水封井回填施工方法，其特征在于：所述第一防渗层和第二防渗层均由从下到上依次填筑的混凝土层、黏土层和矸石层构成。

7.根据权利要求6所述的一种井下有水封井回填施工方法，其特征在于：在步骤在第一防渗层上依次填筑用于砂岩层防渗的第二防渗层和用于地下层水防渗的第三防渗层，填筑完成后即完成井内回填，之前还包括：

8.根据权利要求7所述的一种井下有水封井回填施工方法，其特征在于：所述粘土层由高塑性粘土填筑而成且厚度大于等于3m。

9.根据权利要求8所述的一种井下有水封井回填施工方法，其特征在于：所述矸石层由直径范围为100-315mm的矸石填筑而成。

10.根据权利要求1所述的一种井下有水封井回填施工方法，其特征在于：在步骤在第一防渗层上依次填筑用于砂岩层防渗的第二防渗层和用于地下层水防渗的第三防渗层，填筑完成后即完成井内回填，之后还包括：

技术总结
本发明属于矿井封填技术领域，公开了一种井下有水封井回填施工方法，其中的一种井下封井回填防渗结构，包括埋设于地下的井筒，井筒内从下到上依次填筑有井底防渗层和上防渗层，井底防渗层对应于地下的岩溶水层且用于井内对岩溶水层的防渗保护；所述井底防渗层包括从下之上依次填筑的第一灌注混凝土层、第一粘土层和第一矸石层。本发明通过设置三道防渗层，可分别应对岩溶水、砂盐水和地下水，在实现分层分类阻隔的同时也能够起到更好的阻隔作用，有效防止了相邻水层串联。

技术研发人员：郭林,谢朝永,逯祯,何凯,张晨,何欣琳,杨艳霞,刘沙沙,李志娟,李瑞杨,苏建仓,郭晓静,王洪义,谢思维,田浚收,王小娟,刘铮,杨亚林,陈长伟
受保护的技术使用者：河南省地质研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14