基于立井水害治理的环形截水巷合理位置

发布时间：2019-11-10 18:39

【摘要】：针对胡家河煤矿主立井冻结井筒冻结孔涌水水害技术难题,提出了一种从根本上治理深冻结井筒冻结孔涌水水害的新方案。在该方案实施的过程中为了保证主立井井壁安全,采用FLAC软件对环形截水巷合理位置进行研究,研究表明:环形截水巷内壁距主井井筒圆心的最佳距离L为10.75 m,且2 m×2 m的环形截水巷道在开挖支护后其自身的稳定性满足要求且对井筒井壁的稳定性无影响。并对主井内壁和环形截水巷制定了相应监测方案,现场监测数据表明:在环形截水巷开挖和支护的过程中主立井井壁无变形,环形截水巷围岩比较稳定。这表明环形截水巷道内壁距主井井筒圆心的最佳距离为10.75 m是合理的。
【图文】：

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深7．1m，其它含水层富水性为中等～弱。洛河组砂岩层主要由中、粗粒砂岩夹砾岩层组成，泥质基质～孔隙式胶结，裂隙较为发育。孔隙率7．3%，，饱和抗压强度12．2MPa，软化系数0．54。2水害治理方案2．1总体治理方案结合现场具体情况，在稳定岩层(－432m位置)中沿着冻结圈外掘进一小断面(2m×2m)环形截水巷，再通过挖掘耳硐室，在截水巷内探测、揭露冻结管从而封堵冻结孔，对截水巷进行回填混凝土并形成一个环形隔水体［5］，从根本上解决该矿冻结井筒冻结孔涌水水害的难题。此方案的关键在于确定合理距离L，如图1。2．2环形截水巷支护方案环形截水巷断面尺寸为:2000mm(宽)×2000mm(高)，在顶板稳定的情况下采用“锚网喷”支护形式。顶板锚杆鐖20mm×1700mm，锚杆间排距600mm×800mm，每排4根锚杆，顶部中间锚杆垂直岩壁，顶部两端锚杆与竖直向呈15°;帮部底部锁脚锚鐖20mm×1700mm，每排2根锚杆，排距800mm，底锚杆与水平向呈15°;钢筋网选用鐖6mm钢图1环形截水巷道示意图筋焊接而成，网格为100mm×100mm，网幅1000mm×1700mm。采用16#双股铁丝隔空相连，搭接长度100mm，用C15混凝土进行喷射。3数值模拟前文提到井筒水害治理方案的关键在于确定环形截水巷内壁距主井井筒圆心的合理距离L。L较小会导致新开拓环形巷的塑性区与主井形成的塑性区相互重叠，产生更大的松动圈，从而导致主井井筒破坏;L较大会造成环形截水巷长度增加，工程量增大，造成不必要浪费。因此既要保证主井井壁安全又要最大限度考虑其经济性，采用FLAC计算分析并确定合适L值。3．1计算模型模拟研究的胡家河竖井井筒呈圆形，整体成对称特征;为提高计算精度及缩短计算时间，建立对称模型。依据取硐室3～5倍硐径影响范围，模型具体尺寸范?

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巷的塑性区与主井形成的塑性区相互重叠，产生更大的松动圈，从而导致主井井筒破坏;L较大会造成环形截水巷长度增加，工程量增大，造成不必要浪费。因此既要保证主井井壁安全又要最大限度考虑其经济性，采用FLAC计算分析并确定合适L值。3．1计算模型模拟研究的胡家河竖井井筒呈圆形，整体成对称特征;为提高计算精度及缩短计算时间，建立对称模型。依据取硐室3～5倍硐径影响范围，模型具体尺寸范围为:44．5m×22．0m×22．5m。为确定最优截水巷位置，取L值分别为9．75、10．25、10．75、11．75m，并建立计算模型，如图2(a)。为模拟实际施工情况，通道循环开挖分多个区段，如图2(b)。图2有限元计算模型及循环开挖区段图3．2计算参数依据胡家河矿井主立井井筒检查孔勘察地质报·33·第46卷第2期2015年2月SafetyinCoalMinesVol．46No．2Feb．2015

【参考文献】