放水閘墻論文

道清礦北斜井-200m、-400m三區(qū)防水閘墻的實(shí)踐道清煤礦王曉良摘要：通化礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司道清煤礦北斜井2018年關(guān)井，為防止關(guān)井前六道江井與北斜井六道江三區(qū)采空區(qū)連通，對(duì)北斜井構(gòu)成水害威脅，以及關(guān)井后北斜井對(duì)六道江井構(gòu)成水害威脅，擬將-200m、-400m三區(qū)大巷設(shè)置防水閘墻，閘墻雙向留設(shè)引水管及水篦子，通過(guò)溢流管將六道江井（北斜井）的涌水導(dǎo)入北斜井（六道江井）排至地面。為保證閘墻的抗壓強(qiáng)度，通過(guò)各項(xiàng)參數(shù)，結(jié)構(gòu)形式選擇倒截錐形，閘墻位置選擇圍巖穩(wěn)定的粗砂巖。關(guān)鍵詞：防水，引水，強(qiáng)度，參數(shù)概述道清煤礦北斜井始建于1967年，地處長(zhǎng)白山腳下、渾江之濱，位于白山市西部，與通化市接壤、與道清選煤廠毗鄰；南北線公路、通渾鐵路并肩從礦區(qū)“川”行。開拓方式為斜井開拓，井筒分別為主井、副井、回風(fēng)井、箕斗井及皮帶井。截止至今，核定年生產(chǎn)能力59萬(wàn)噸。采煤方法為水力采煤。地面標(biāo)高為+440，井下最低標(biāo)高為-600m，最大垂直高度為1040m。采煤一隊(duì)現(xiàn)正在復(fù)采+160～-50m水平的煤層，煤柱區(qū)+160～-200m為接續(xù)水平，開采至2018年3月；采煤二隊(duì)現(xiàn)正在開采東二石門區(qū)-400～-600m水平的煤層，開采至2018年3月。北斜井預(yù)計(jì)2018年進(jìn)行關(guān)井。六道江井地處吉林省白山市通化礦區(qū)西部，井田走向長(zhǎng)1.5km，傾斜寬0.34km，面積0.6835km2。其行政區(qū)隸屬于吉林省白山市渾江區(qū)六道江鎮(zhèn)。井田距離白山市政府11km。開拓方式為斜井開拓，井筒分別為主井、副井、回風(fēng)井、皮帶井，地面標(biāo)高為+450m，井下最低標(biāo)高為-200m，最大垂直高度為650m。為防止北斜井關(guān)井前六道江井與北斜井六道江三區(qū)采空區(qū)連通，對(duì)北斜井構(gòu)成水害威脅，以及關(guān)井后北斜井對(duì)六道江井構(gòu)成水害威脅，擬將-200m、-400m三區(qū)大巷設(shè)置防水閘墻，閘墻雙向留設(shè)引水管及水篦子，通過(guò)溢流管將六道江井（北斜井）的涌水導(dǎo)入北斜井（六道江井）排至地面。為保證閘墻的抗壓強(qiáng)度，通過(guò)各項(xiàng)參數(shù)，結(jié)構(gòu)形式選擇倒截錐形，閘墻位置選擇圍巖穩(wěn)定的粗砂巖巷道中。1閘墻參數(shù)選擇1.1-200m閘墻參數(shù)選擇1、-200m三區(qū)大巷防水閘墻選擇在-200m二石門口以里30m位置，根據(jù)地質(zhì)素描，該段大巷巖性為老底中的粗砂巖，巖性穩(wěn)定，距煤層法線距離70m以上。2.水壓：設(shè)計(jì)防水閘墻位于-197.4m標(biāo)高，巷道底板標(biāo)高為-197.4m，北斜井關(guān)閉后地下水位升至地面+440m標(biāo)高，水位高差為637m，因此設(shè)計(jì)防水閘墻水壓P＝1×103kg/m3×9.8N/kg×637m＝6.3N/mm2，取6.5N/mm2。3.防水閘墻巷道所處巖石為砂巖，巖石普氏系數(shù)f=6～8；4.水閘墻迎水端巷道凈寬3.4m，凈高3.2m，墻高1.5m，拱璧厚度0.5m，硐室前后巷道凈斷面為9.6m2。（巷道斷面尺寸見附圖）5.混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：根據(jù)水壓和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010－2010）》中規(guī)定，混凝土強(qiáng)度取C30。1.2-400m閘墻參數(shù)選擇1、-400m三區(qū)大巷防水閘墻選擇在-400m二石門篩機(jī)通路以里20m位置，根據(jù)地質(zhì)素描，該段大巷巖性為老底中的粗砂巖，巖性穩(wěn)定，距煤層法線距離20m以上。2.水壓：設(shè)計(jì)防水閘墻位于-400.5m標(biāo)高，巷道底板標(biāo)高為-400.5m，北斜井關(guān)閉后地下水位升至地面+440m標(biāo)高，水位高差為840m，因此設(shè)計(jì)防水閘墻水壓P＝1×103kg/m3×9.8N/kg×840m＝8.4N/mm2，取8.5N/mm2。3.防水閘墻巷道所處巖石為砂巖，巖石普氏系數(shù)f=6～8；4.水閘墻迎水端巷道凈寬4.2m，凈高3.2m，墻高1.1m，拱璧厚度0.5m，硐室前后巷道凈斷面為11.5m2。（巷道斷面尺寸見附圖）5.混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：根據(jù)水壓和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010－2010）》中規(guī)定，混凝土強(qiáng)度取C30。2防水閘墻墻體長(zhǎng)度2.1-200m閘墻墻體長(zhǎng)度根據(jù)《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》倒截錐形公式如下：L=Li+L0=8.4式中：Li——閘墻應(yīng)力衰減段計(jì)算長(zhǎng)度，m；根據(jù)該防水閘墻作用和施工方法，施工前、施工過(guò)程中可利用水泵將巷道積水排出至該水平中央泵房，施工后防水閘墻泄水方式采用預(yù)埋無(wú)縫鋼管泄水。北斜井關(guān)井前，對(duì)于防水閘墻以內(nèi)-197.4m、-400.5m標(biāo)高的積水（六道江側(cè)），由防水閘墻管路直接引至該水平中央泵房，設(shè)置兩根無(wú)縫鋼管，由中央泵房分級(jí)排至地面。北斜井關(guān)井后，對(duì)于防水閘墻以內(nèi)-197.4m、-400.5m標(biāo)高的積水（北斜井側(cè)），由防水閘墻管路直接引至六道江井該水平中央泵房（六道江井需施工-200m大巷或-400m大巷與北斜井-200m大巷或-400m大巷貫通形成系統(tǒng)），設(shè)置兩根無(wú)縫鋼管，由中央泵房分級(jí)排至地面。3.1-200m、-400m標(biāo)高大巷內(nèi)的排水管最大涌水量為Q大=602m3/h巷道內(nèi)設(shè)置2根排水管，每根排水管的排水量：Q=m3/h根據(jù)每根排水管的排水流量Ｑ=301m3/h計(jì)算管徑：式中：Q－管中流量取301m3/h；Vd－管內(nèi)流速取3.0m/s。故每根排水管的管徑：￠219×10無(wú)縫鋼管閥門采用Z41H-64型，DN200巷道內(nèi)原有兩根管道，管徑為￠219×10的無(wú)縫鋼管，能滿足排水要求。3.2防水閘墻內(nèi)排水管最大涌水量為Q大=602m3/h閘墻內(nèi)設(shè)置2根排水管，每根排水管的排水量：Q=m3/h根據(jù)每根排水管的排水流量Ｑ=301m3/h計(jì)算管徑：式中：Q－管中流量取301m3/h；Vd－管內(nèi)流速取3.0m/s。故每根排水管的管徑：￠219×10無(wú)縫鋼管閥門采用Z41H-64型，DN1504防水閘墻施工4.1排水防水閘墻施工前先排出-200m、-400m標(biāo)高巷道內(nèi)的積水，排除積水前用局部通風(fēng)機(jī)送風(fēng)，局部通風(fēng)機(jī)選用YBT－11型局部通風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒直徑?＝600mm；排水過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)必須配備1名專職瓦斯檢查員，負(fù)責(zé)檢查瓦斯等有害氣體。4.2巷道維修、加固排除積水后，對(duì)沿線巷道進(jìn)行全面檢查，檢查前必須制定安全技術(shù)措施，對(duì)松動(dòng)的矸石進(jìn)行處理，對(duì)垮塌的地段進(jìn)行全面維修，在確認(rèn)安全的前提下，選擇防水閘墻位置；防水閘墻應(yīng)處于巖石堅(jiān)硬、穩(wěn)定、完整致密無(wú)構(gòu)造的巖層中；墻體開挖施工前，對(duì)墻體前后5m進(jìn)行加固處理。 4.3閘墻管路防滲水防水閘墻預(yù)埋管路防滲水方法:在管路上設(shè)置防水翼環(huán)，每隔2.5m設(shè)置一道防水翼環(huán)，防水翼環(huán)安裝時(shí)，管路必須與翼環(huán)周邊滿焊，并在混凝土澆筑前就位。4.4鐵篦子位置的選擇為防止積水中淤泥阻塞管路，在防水閘墻來(lái)水方向10m處設(shè)置鐵篦子，用來(lái)防止雜物阻塞排水管路，鐵篦子必須嵌入墻體0.5m，