西卓煤矿副井井筒综合性治水技术探讨

刘海涛（陕西省澄合矿务局西卓煤矿，陕西 渭南 714000）



西卓煤矿副井井筒综合性治水技术探讨

刘海涛
（陕西省澄合矿务局西卓煤矿，陕西 渭南 714000）

摘 要：针对澄合矿区西卓煤矿副井井筒大断面出水以及井窝底板承压突水问题，通过现场施工资料与前期井检孔观测资料综合分析，分别对井筒壁后采取注浆方式，井底采取分压导流注浆综合方式达到了预期效果。

关键词：西卓煤矿；出水层位；井筒底板压力；井窝施工条件；综合性治水

0　引言

渭北石炭二叠系煤田澄合矿区，随着开掘、开采强度的加大，矿区煤炭资源已近枯竭，中深部开发面临着奥灰水突水威胁。十二五规划期间，澄合矿务局积极建设合阳山阳西卓井田矿井，已期完成老矿井逐步淘汰，新产能不断释放的目的。然而在矿井建设过程中，西卓煤矿作为渭北煤田开采深度最深的矿井，其施工难度之大也在立井开掘过程中有所发现，尤其进入含水层施工时井筒护壁以及治水工作难度加大。传统的单一注浆方法只能解决一时的施工，后期井筒安装时井壁淋水反复出现，为确保安全顺利施工，经过现场结合经验，采用综合治水方法进行治理后，井筒治水取得了较好的效果。

1　西卓煤矿井筒施工及水害情况

西卓煤矿。始建于2009年10月，设计能力300万t/a，服务年限

62.1年，矿井可采储量2.67亿吨。井田采用中央分列式开拓，设计井筒深度580m-620m，地面标高约为+688m—+720m，2011年副井开凿至马头门，施工期间出水四次，分别为220m、380m、520m、560m，分别进行了壁后注浆，2012年井筒验收时达到淋水小于6m3/h。然而

2012年底井筒淋水逐步加大，出现了反复的情况。为解决这一技术难题，西卓煤矿通过与国内同行的沟通，并组织科研攻关，制定了综合治水方案，井筒设置截水槽，将井筒淋水导致井底马头门副井进入管子道，最后通过中央泵房将水排至地面，并对井窝压力显现进行舒压处理，达到了预期效果。

出水层位及压力显现：西卓煤矿副井井筒直径6.8m，主要出水层位为220m、380m、520m、560m，前三组为井筒粗砂岩层与粉砂岩出水，出水水量为60m3/h、75m3/h、68m3/h，该水清澈无味；后一组为K4煤系地层水，该水清澈略有臭鸡蛋味，手触摸微有灰岩的粉状物质。其中前三组砂岩层出水均进行壁后注浆，钻机施工过程中注浆效果明显，第三组注浆时出现浆液倒流现象，注浆压力达到4Mpa；最后550m的注浆，出现吃浆量小，注浆压力达到5.6Mpa，注浆效果一般。

2　综合性治水技术探讨

西卓煤矿通过与国内同行的沟通，并组织科研攻关，制定了综合治水方案，井筒设置截水槽，将井筒淋水导致井底马头门副井进入管子道，最后通过中央泵房将水排至地面，并对井筒反复出水位置，采用山西建华牌防水剂，通过开展浆液稳定性初步优化试验、高效缓凝剂配制的浆液凝结时间试验、浆液抗压强度初步试验、缓凝水泥浆各性能优化试验等多项试验，配制了一种初凝时间超过20小时的水泥浆液，并加入专门防水剂使得浆液具有流动性好、抗压性强、缓凝时间长、可置换性好、结石率大、结石体强度高、泌水率高等综合优点，从而对解决井筒水害效果显著。

2.1井筒综合性治水

采用BR型防水材料承压壁后注浆。传统壁后注浆采用水灰比1：1～0.75：1；为有效的增加堵水效果，预防浆液流失，浆液-水玻璃浆液体积比为1：0.2～1：0.6；

BR型防水材料与浆液比0.2：1～0.3～1；其中注浆均采用p042.5水泥，水玻璃为Be=35，M=2.4～3.2；

浆液调配原则：由稀到浓，一般不调整，当压力不回升而吸浆量增大时，才进行调整。其他另见注浆方案。技术参数如下：

（1）井筒注浆压力Pa=Po+1，Pb= Po+3，Pc=Po+5

Pa-注浆初始压力，Pb-正常初始压力，Pc-注浆终压，Po-注浆点静水压力，其中（1、3、5）为富裕压力，壁后堵水取最低值

（2）井壁强度效验

P=K（E2+2RφE）/2（RO+E）2 =1.5MPa＞Pc

式中：p-注浆部位井壁承载压力，MPaE-井壁厚度，取0.5m；Ro-井筒净直径，取6m，k-井壁材料的允许抗压强度，MPa（一般取

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2.2井壁截水槽综合利用

每个出水位置注浆完成，直接在下方避开模板接茬位置，紧贴岩壁安设截水槽，每50m一组，共六组，截水槽上最低处设置软管沿井壁顺延至井底窝泵处，经排水管路排至中央泵房。

2.3井窝治水

井筒直径6.8m，井底在马头门施工完成后出现压力水。井窝采取局部泄水并将水导致泵房，同时进行混泥土浇筑，并保证施工强度，设计圆柱形工字钢架，架设排水管路与泄水孔防止塌孔，最终浇筑全断面1.2m厚止水垫层。施工时必须保证吊桶与施工人员以及机械的安全性。

3　结语

西卓煤矿大断面井筒治水工作经过壁后注浆并加装截水槽，以及对承压含水层进行泄水的综合治水技术，达到了预期效果。实践证明单一的注浆方法只会对井壁周围小范围产生帷幕堵漏效果，治理砂岩含水层建议采用综合性治水，结合“防、堵、疏、截、排”的治水理念，为井筒治水提供有力的依据。

参考文献：

［1］朱谊勇.井筒治水［J］.山西煤炭，2014（04）.

［2］李侃曹.澄合矿区水文地质特征分析.陕西煤田地质局139队.

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［4］立井井筒大段高、大涌水条件下的壁后注浆治水技术［J］.建井技术，2008，29（03）：7-9.

［5］徐文艺.骆驼山煤矿回风立井注浆治水［J］.城市建设理论研究：电子版，2013（24）.

［5］朱洪伟.浅谈立井过程中的综合治水与快速施工技术［J］.城市建设理论研究：电子版，2013（24）.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.115