[发明专利]一种矿山立井筛井井壁结构及其可控疏水方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿山立井井壁结构及其疏水方法，特别是一种矿山立井筛井井壁结构及其可控疏水方法。

背景技术

随着煤炭资源开采深度的增加，煤矿立井井壁的深度也在不断增加，由于施工工艺等多方面的因素，穿越含水层的立井井壁，不可避免地出现一些渗水现象，随着开采活动的深入，地层活动和水位变化影响井壁的淋水现象会不断加剧，这些淋水对于井壁混凝土的完整性、耐久性和对钢筋的腐蚀作用日益突出，另外淋水会影响井筒内装备的使用寿命；当淋水量过大时，甚至会影响到整个矿井安全。立井井筒作为整个矿井咽喉，井壁的淋水越来越引起关注和重视。

目前治理立井井壁淋水的主要方法是封堵，其工程措施有：(1)淋水段含水层的破壁注浆，通过注入水泥或者化学浆液在淋水段井壁周围形成一个封闭帷幕，封堵地下水；(2)淋水段含水层的地面注浆，当含水层较厚时，在地面钻孔至淋水段井壁周围含水层，通过浆液材料形成封闭帷幕，封堵地下水。以上工程措施主要是通过堵水的思路进行治理，短期内具有明显效果，随着地下水对于浆液材料的侵蚀，淋水现象又会逐步加剧，同时没有减小作用在井壁上的水压。另外，措施(1)存在占用井筒提升时间长，对于已经破裂井壁壁后注浆存在安全隐患；措施(2)工程量大，工期长，当井口周围建筑物影响注浆孔布置时可能存在帷幕难以形成的问题；同样对于已经破裂井壁注浆存在安全隐患等问题。

发明内容：

技术问题：本发明的目的要提供一种矿山立井筛井井壁结构及其可控疏水方法，能够减小井壁所受水压，减少淋水对于井壁和井内装备的影响，同时收集和利用疏导水资源。

技术方案：本发明专利的目的通过以下措施实现：筛井井壁结构是在筛井井壁上安装智能控制疏导水管，所述的智能控制疏导水管由疏导水管、水平引水管、疏导干管、集水箱和自动排水泵组成筛井井壁结构，水平引水管有多层，水平布置在井壁上，疏导水管有多根，一端与水平引水管连通，另一端径向伸入到井壁内；疏导干管与每一层的水平引水管相连通，底端与集水箱相通，在集水箱上安装有自动排水泵，及时将集水箱中收集的水排至井外，构成水量疏排、控制、收集和利用的疏水系统。

所述的智能控制疏导水管由三部分组成：(1)井筒内安装电子控制阀门，可以时刻监控水量和水压，并实现地面自动控制开关；(2)井壁内为锚固段管体使用密固材料使其和井壁紧密结合，避免疏导水管在水压作用下被挤出；(3)井壁外设计为筛管段长度是井壁厚度的3～8倍；外直径10～50mm，壁厚2～6mm；内部可填充活性炭或砾砂、粗砂等材料，起到过滤和净化水的作用；所述的智能控制疏导水管布置在厚含水层的中下部，依据厚含水层的岩性、厚度、水压等确定疏导水管的层位和数量，每层数量6～12根，层间距1～4m。

所述的疏导水管位置选择在井壁结构相对完整的区域，在疏导水管的四周10cm～15cm范围钻4个膨胀螺丝孔，安装固定疏导水管的固定架，确保疏导水管安全；采用柔性软管作为水平引水管和疏导干管连接疏导水管和集水箱；疏导干管紧贴井壁安装，避免影响井筒提升和井壁内掉落物体砸伤收导干管。

每根智能控制疏导水管配备一根疏导干管，疏导干管与集水箱相连，布置在每层疏导水管的下方2～4m，集水箱的容量和自动水泵输送能力和水量相匹，布置在不影响提升的位置，要固定牢固，副井可以布置在梯子间内，并要求不影响梯子间的使用；每个集水箱设置一台自动排水水泵，自动依据集水箱的水量开启和关闭水泵，当富水含水层的位置距离井底距离近时，通过专门安装的管道将水引入井底水仓再通过井筒的排水系统进入循环系统。

该可控疏水方法：穿越含水层的立井井壁，筛井井壁结构主动疏导收集含水层水量，减少井壁所受水压、改善井壁结构的受力状态；减小井壁淋水对于井壁钢筋、混凝土和井壁内装备的影响，延长井壁和内部装备的安全使用寿命，收集的地下水重复利用，节约水资源；

具体步骤如下：

1.预先考察淋水井壁后含水层的位置、岩性、厚度、水压等特性，综合各方面因素，确定疏导水管布置方式，结合井壁结构特征，确定疏导水管的直径长度技术参数；

2.预制好疏导水管并填充活性炭或砾砂、粗砂等过滤出来，安装电子控制阀门，并进行耐压试验；

3.在设计位置钻孔安装疏导水管，并和井壁固定牢固；

4.设计疏水干管并与井壁固定牢固，通过水平引水管连接疏导水管和疏水干管；

5.安装水箱即自动控制排水泵，和排水管道；

6.系统调试。