[发明专利]斜井大断面过含水层井筒防渗漏结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于矿山隧道开挖领域，特别涉及一种矿山斜井大断面过含水段的井筒防渗漏结构及其施工方法。

背景技术

近年来煤炭资源的开发和矿井开挖的过程中不可避免会遇到含水层，随着开采技术的进步，技术人员越来越多的提出了绿色开采的概念。绿色开采中保水是施工的前提，井筒顺利通过含水层是要达到的目标，因此涉及了保水开采和斜井过不稳定土层两部分施工技术。

现阶段，矿山斜井过不稳定土层（含水层）的施工技术目前已经比较成熟，发展了多种施工方法，如旋喷法，注浆法，冻结法，井点降水法等。而保水开采则将多数施工方法的重点放在了井筒顶板的控制问题，对掘进及建井时期的保水问题，特别是井筒的防渗漏问题没有涉及，对水资源的回收和利用问题亦无涉及。对一些含水层是主要工业及生活用水来源的地区来说，施工必须确保该含水层水资源不被污染和破坏，因此对斜井大断面过含水层的保水开采措施，特别是井筒的防渗漏措施及施工方法均提出了新的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种斜井大断面过含水层井筒防渗漏结构及其施工方法，要解决矿山斜井大断面过含水段井筒施工过程中，井筒的防渗漏措施不足的问题，解决传统斜井疏干保水技术工期较长，费用较高的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种斜井大断面过含水层井筒防渗漏结构，是矿井巷道的多层支护结构，包括初期支护和永久支护，所述初期支护包括钢管棚、型钢支架和初期支护混凝土，所述型钢支架由拱部支架、左边墙支架、右边墙支架和反拱支架组成，所述初期支护混凝土由拱圈喷射混凝土、边墙喷射混凝土和反拱现浇混凝土组成，

拱部、边墙的初期支护和永久支护之间分别设有拱部隔水层和边墙隔水层，所述反拱支架的下侧由下至上设有滤水层和反拱隔水层，所述反拱隔水层与边墙隔水层和拱部隔水层连接成一体的隔水层，

所述永久支护为混凝土砌碹支护，永久支护混凝土由边墙现浇混凝土、拱部现浇混凝土和现浇混凝土地坪组成。

所述拱圈喷射混凝土和边墙喷射混凝土是混凝土标号至少为C25的素混凝土，其喷射厚度与型钢支架的厚度之和至少为300mm。

所述隔水层是防水土工布层。

所述反拱现浇混凝土、边墙现浇混凝土和拱部现浇混凝土为添加BR型增强防水剂、标号至少为C30的混凝土，所述反拱现浇混凝土的厚度为300mm～600mm，所述边墙现浇混凝土和拱部现浇混凝土的厚度至少为400mm。

所述滤水层包括滤料和间隔埋设在滤料中的导水管。

一种斜井大断面过含水层井筒防渗漏结构的疏干保水的施工方法，施工步骤如下：

步骤一：建立工作面排水系统；

步骤二：沿斜井巷道中心线的两侧先施工降水井中的试验观测井与抽水井；

步骤三：施工管井抽水管路和降水井的清水调节池；

步骤四：沿斜井巷道中心线的两侧继续施工其余降水井；

步骤五：使用抽水机对降水井进行抽水疏干，经过降水井的抽水疏干，地下水位降至工作面的底板以下；

步骤六：斜井井筒巷道初期支护中钢管棚的钻装施工；

步骤七：使用台阶法进行井筒巷道的挖掘施工，首先对上台阶周边进行开挖施工；

步骤八：拱部支架的安装，包括钻装拱部托梁、铺设钢筋网片和相邻两支架间连接筋的焊接；

步骤九：在拱部支架上施工拱圈喷射混凝土；

步骤十：上台阶中部的开挖施工；

步骤十一：下台阶左边墙部分的开挖施工；

步骤十二：安装左边墙支架，在支架上施工边墙喷射混凝土；

步骤十三：下台阶右边墙部分的开挖施工；

步骤十四：安装右边墙支架，在支架上施工边墙喷射混凝土；

步骤十五：巷道围岩底部铺设滤水层，在滤料中埋设导水管；

步骤十六：在滤水层上铺设反拱隔水层，所述反拱隔水层向边墙喷射混凝土表面延伸；

步骤十七：在反拱隔水层上安装反拱支架并浇筑反拱现浇混凝土；

步骤十八：在边墙喷射混凝土的表面铺设边墙隔水层，在拱圈喷射混凝土的表面铺设拱部隔水层，使边墙隔水层、拱部隔水层和反拱隔水层连接为一体；

步骤十九：在边墙隔水层的表面施工边墙现浇混凝土，在拱部隔水层的表面施工拱部现浇混凝土；

步骤二十：在反拱现浇混凝土的表面施工现浇混凝土地坪和水沟，使各个部分的永久支护连成整体。