[发明专利]一种矿井封堵方法及其结构

权利要求书

1.一种矿井封堵方法，其特征在于，采用洞壁凿毛及刻槽、砖砌体、临时导水、黏土填筑和混凝土封堵井口的施工方法对矿井进行封堵，包括以下步骤：

1）井口段清理：对矿井口段淤积土进行清理，同时复核井口段地质情况；

2）洞壁凿毛及刻槽：对矿井内洞壁风化层进行凿毛，凿毛至新鲜岩层面；在矿井内设定黏土填筑段的位置和长度，并在设定的黏土填筑段洞壁四周进行间隔刻槽；

3）混凝土垫层：在矿井的洞底部作业面铺设混凝土垫层；

4）砖砌体砌筑：在黏土填筑段远离井口的内侧端设置砖砌体，并确保砖砌体与矿井洞壁四周紧贴；

5）临时导水：砖砌体施工同时设置导水管对矿井内涌水进行疏导，所述导水管位置高于矿井内淤积土，并在导水管上设置闸阀；

6）黏土填筑：在矿井内已完成步骤3）洞壁凿毛及刻槽的黏土填筑段填筑黏土；

7）混凝土封堵井口：黏土填筑完成后，黏土填筑段的外侧端再通过砌筑砖砌体进行封闭；关闭导水管上的闸阀，然后将闸阀外侧的导水管用黏土密实填充隔水，之后截断导水管的矿井洞外部分；在矿井洞口关模浇筑C30抗腐蚀混凝土进行封堵形成混凝土浇筑封堵段，将导水管及闸阀一并浇筑在矿井内，完成对井口的封堵。

2.根据权利要求1所述的一种矿井封堵方法，其特征在于，所述步骤2）中设定黏土填筑段的长度值应满足以下式要求：L1≥P*K_S*K/（A*γ*Q）

其中式中，L1：黏土填筑段长度（m），P:涌水井口附近水压（Kpa），A：涌水井口断面面积（㎡），K_S ：粘土渗透系数（cm/s），γ：粘土重度（t/m³），Q：涌水井口涌水量（m³/d），K：安全系数。

3.根据权利要求1所述的一种矿井封堵方法，其特征在于，所述步骤7）混凝土封堵井口，混凝土封堵段长度应满足以下式要求：L≥P*A*K/（C*frb）

其中式中，L：涌水井口混凝土封堵段长度（m），P：涌水井口附近水压（Kpa），A：涌水井口断面面积（㎡），K：安全系数，C：涌水井口断面周长（m），Frb：硐壁与混凝土黏结强度特征值（Kpa）。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种矿井封堵方法，其特征在于，所述步骤4）中砌筑砖砌体的抗压强度不小于M10、厚度不小于0.24M。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种矿井封堵方法，其特征在于，所述步骤6）黏土填筑前，将黏土加水后需充分拌和，采用黏土分层人工填筑，分层厚度不大于20CM，填筑时黏土压实，压实系数不小于0.85。

6.一种根据权利要求1所述方法的矿井封堵结构，包括矿井（1）和设于矿井（1）内的混凝土封堵段（2），其特征在于，还包括设于矿井（1）内的黏土填筑段（3）和导水管（4），所述黏土填筑段（3）设置于混凝土封堵段（2）前，黏土填筑段（3）填筑有黏土，所述黏土填筑段（3）两端设有用于封闭的砖砌体（5）；在所述黏土填筑段（3），经凿毛处理的矿井（1）内壁上设有间隔刻槽（21），所述导水管（4）贯通黏土填筑段（3）和混凝土封堵段（2），所述导水管（4）上设有闸阀（41）。

7.根据权利要求6所述的一种矿井封堵结构，其特征在于，所述混凝土封堵段（2）的矿井（1）内壁经凿毛处理。

8.根据权利要求6所述的一种矿井封堵结构，其特征在于，在所述的黏土填筑段（3）和混凝土封堵段（2）内的矿井（1）内地面设有混凝土垫层。

9.根据权利要求6-8任意一项所述的一种矿井封堵结构，其特征在于，所述的导水管（4）设置位置高出矿井（1）内淤积土，所述导水管（4）为PPR管，其管径大于75mm。

10.根据权利要求6-8任意一项所述的一种矿井封堵结构，其特征在于，所述的黏土填筑段（3）内黏土的压实系数不小于0.85。