專利名稱：一種特大塌方后立井、豎井井筒再造恢復(fù)技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采礦工程井筒加固領(lǐng)域，尤其涉及一種特大塌方后立井、豎井井筒再造恢復(fù)技術(shù)。
背景技術(shù)：
立井(豎井)井筒是礦山生產(chǎn)的咽喉，它的安全與否，直接影響礦山的正常生產(chǎn)， 所以對(duì)井筒變形破裂、破壞，特別是井筒特大塌方及其治理問題的研究已引起研究及生產(chǎn)單位的高度重視。我國(guó)礦山生產(chǎn)多采用井工開采(地下開采)，受采動(dòng)、滲水、蠕變等的強(qiáng)烈影響，礦山立井井筒經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)井壁變形、破裂，尤其是會(huì)出現(xiàn)局部甚至全部垮塌，不僅會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，更嚴(yán)重的可能導(dǎo)致人員傷亡、礦山完全停產(chǎn)。近十幾年來，我國(guó)近20%的地下礦山的重要井巷(主井、溜井、運(yùn)輸平巷等)相繼發(fā)生大規(guī)模甚至特大規(guī)模塌方，其塌方體積超過原井巷體積的幾倍、十幾倍，造成了整體結(jié)構(gòu)性破壞，傳統(tǒng)加固技術(shù)無(wú)法修復(fù)井巷，只能停產(chǎn)再建。因此，對(duì)于發(fā)生特大塌方的立井(豎井)井筒，如何選擇安全可靠的支護(hù)方法、確定經(jīng)濟(jì)合理的支護(hù)參數(shù)及實(shí)用高效的施工工藝等，使立井重新安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)，仍然是一個(gè)重大的工程疑難問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種特大塌方后立井(豎井)井筒再造恢復(fù)技術(shù)，對(duì)井筒塌落部分進(jìn)行局部加固與修復(fù)，可以實(shí)現(xiàn)局部加固整體穩(wěn)定、一次加固長(zhǎng)久穩(wěn)定的加固效果，避免特大塌方后井筒報(bào)廢重建的嚴(yán)重后果。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種特大塌方后立井、豎井井筒再造恢復(fù)技術(shù)，主體結(jié)構(gòu)包括原位錨注再造支托結(jié)構(gòu)、空心箱式恢復(fù)結(jié)構(gòu)和下方井筒井壁恢復(fù)結(jié)構(gòu)三部分；具體包括以下步驟
A、錨噴支護(hù)對(duì)裸露塌方區(qū)的周壁進(jìn)行錨噴支護(hù)；
B、錨注加固通過插筋注漿孔對(duì)下部塌落體進(jìn)行錨注加固形成原位錨注再造支托結(jié)構(gòu)
⑷；
C、鋪設(shè)底板塌落體加固完成后，即以原位錨注再造支托結(jié)構(gòu)的上平面作為基礎(chǔ)鋪設(shè)鋼筋混凝土底板；
D、上向井筒發(fā)碹以混凝土底板為基礎(chǔ)，上向發(fā)碹，形成空心箱式恢復(fù)結(jié)構(gòu)(1)；
E、下向井壁恢復(fù)所述空心箱式恢復(fù)結(jié)構(gòu)完成并達(dá)到養(yǎng)護(hù)期后，工程按照自上而下的順序發(fā)碹完成，單循環(huán)高度不大于an，每個(gè)單循環(huán)由下往上形成恢復(fù)井壁，所述恢復(fù)井壁以原位支托水平錨桿與原巖錨固，所述原位支托水平錨桿長(zhǎng)度以超出塌落界線ail為限，并在井壁內(nèi)側(cè)鎖定。進(jìn)一步，所述步驟B中，采用雙泵雙液或多液注漿技術(shù)，通過插筋注漿孔(10)有效
3控制水泥一水玻璃雙液漿或多液漿的凝膠時(shí)間和擴(kuò)散范圍，保證漿液在30s內(nèi)凝固，擴(kuò)散范圍1米以內(nèi)，可使塌落體在原位一定范圍內(nèi)形成原位錨注再造支托結(jié)構(gòu)G)，同時(shí)避免原井筒部分的塌落體被漿液所固結(jié)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明針對(duì)立井、豎井特大塌方，提出了以加固塌落體為基礎(chǔ)，采用上向逆作、下向正作，空心箱式結(jié)構(gòu)為主體的塌方井筒加固恢復(fù)體系，可以實(shí)現(xiàn)局部加固整體穩(wěn)定、一次加固長(zhǎng)久穩(wěn)定的加固效果，具有施工方便，混凝土用量少，工程造價(jià)低及工期短等優(yōu)點(diǎn)。


圖1 一塌落體原位錨注工程示意圖。圖2—塌落體原位錨注工程A-A剖面圖。圖3—冒落空區(qū)空心箱式結(jié)構(gòu)井筒恢復(fù)工程示意圖。圖4一冒落空區(qū)空心箱式結(jié)構(gòu)井筒恢復(fù)工程B-B剖面圖。圖5—下方井筒井壁恢復(fù)工程示意圖。圖6—下方井筒井壁恢復(fù)C-C剖面圖。圖中
1、空心箱式恢復(fù)結(jié)構(gòu)2、塌落界線一3、側(cè)向插筋4、原位錨注再造支托結(jié)構(gòu)5、垂直插筋6、恢復(fù)井壁7、塌落界線二8、塌落體9、預(yù)應(yīng)力錨桿10、插筋注漿孔11、原位支托水平錨桿12、原巖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。本發(fā)明一種特大塌方后立井、豎井井筒再造恢復(fù)技術(shù)的主體結(jié)構(gòu)包括原位錨注再造支托結(jié)構(gòu)、空心箱式恢復(fù)結(jié)構(gòu)和下方井筒井壁恢復(fù)結(jié)構(gòu)三部分，分別如圖1、圖3、圖5所
7J\ ο首先，對(duì)礦井進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，對(duì)裸露塌方區(qū)的周壁進(jìn)行錨噴支護(hù)；
采用雙泵雙液或多液注漿技術(shù)，通過插筋注漿孔10有效控制水泥一水玻璃雙液漿或多液漿的凝膠時(shí)間和擴(kuò)散范圍，保證漿液在30s內(nèi)凝固，單孔漿液擴(kuò)散范圍在1米以內(nèi)，使塌落體在一定范圍內(nèi)形成原位錨注再造支托結(jié)構(gòu)4。所有插筋注漿孔10的注漿順序按照先內(nèi)圈后外圈的順序執(zhí)行，每排注漿孔在以井筒中心為圓心的扇形面上均勻分布。所有孔均注雙漿液或多液漿，采用32. 5#水泥，工業(yè)用水玻璃(35Be’)，水灰比為0. 75 1，水玻璃與水泥漿的體積比為1:0. 6，初凝時(shí)間為30秒以內(nèi)，單孔注漿量以IOm3為限。成孔后，插入 Φ25的側(cè)向插筋3或者垂直插筋5 (如圖1、圖2所示)；
在原位錨注再造支托結(jié)構(gòu)4的上平面鋪設(shè)IOOmm厚鋼筋混凝土底板，上向整體起碹或按每碹Im間隔從下而上順序形成新的井壁，新井筒與鋼筋混凝土底板共同構(gòu)成空心箱式恢復(fù)結(jié)構(gòu)1。預(yù)應(yīng)力錨桿9引至井壁內(nèi)側(cè)并在養(yǎng)護(hù)后鎖定(如圖3、圖4所示)；
從立井(豎井)底部出渣，工程按照自上而下的順序發(fā)碹完成，單循環(huán)高度不大于an， 每循環(huán)由下往上形成恢復(fù)井壁6?；謴?fù)井壁6以原位支托水平錨桿11與原巖12錨頁(yè)
固，原位支托水平錨桿長(zhǎng)度以超出塌落界線an為限，并在井壁內(nèi)側(cè)鎖定如圖5、圖6所示)。上述井筒再造恢復(fù)結(jié)構(gòu)的技術(shù)參數(shù)可根據(jù)井筒參數(shù)、塌方規(guī)模、巖體物理力學(xué)性質(zhì)等條件進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。通過一種特大塌方后立井(豎井)井筒再造恢復(fù)技術(shù)恢復(fù)的立井井筒，能夠滿足安全穩(wěn)定的需要，能在短期內(nèi)確保礦山恢復(fù)生產(chǎn)，可取得巨大的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種特大塌方后立井、豎井井筒再造恢復(fù)技術(shù)，其特征在于，具體包括以下步驟A、錨噴支護(hù)對(duì)礦井進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，對(duì)裸露塌方區(qū)的周壁進(jìn)行錨噴支護(hù)；B、錨注加固通過插筋注漿孔(10)對(duì)下部塌落體進(jìn)行錨注加固形成原位錨注再造支托結(jié)構(gòu)⑷；C、鋪設(shè)底板塌落體加固完成后，即以原位錨注再造支托結(jié)構(gòu)的上平面作為基礎(chǔ)鋪設(shè)鋼筋混凝土底板；D、上向井筒發(fā)碹以混凝土底板為基礎(chǔ)，上向發(fā)碹，形成空心箱式恢復(fù)結(jié)構(gòu)(1)；E、下向井壁恢復(fù)所述空心箱式恢復(fù)結(jié)構(gòu)(1)完成并達(dá)到養(yǎng)護(hù)期后，工程按照自上而下的順序發(fā)碹完成，單循環(huán)高度不大于2m，每個(gè)單循環(huán)由下往上形成恢復(fù)井壁(6)，所述恢復(fù)井壁(6)以原位支托水平錨桿(11)與原巖(1 錨固，所述原位支托水平錨桿(11)長(zhǎng)度以超出塌落界線an為限，并在井壁內(nèi)側(cè)鎖定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種特大塌方后立井、豎井井筒再造恢復(fù)技術(shù)，其特征在于 所述步驟B中，采用雙泵雙液或多液注漿技術(shù)，通過插筋注漿孔(10)有效控制水泥一水玻璃雙液漿或多液漿的凝膠時(shí)間和擴(kuò)散范圍，保證漿液在30s內(nèi)凝固，擴(kuò)散范圍1米以內(nèi)，可使塌落體在原位一定范圍內(nèi)形成原位錨注再造支托結(jié)構(gòu)(4)，同時(shí)避免原井筒部分的塌落體被漿液所固結(jié)。
全文摘要
本發(fā)明一種特大塌方后立井、豎井井筒再造恢復(fù)技術(shù)，具體步驟包括礦井進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，對(duì)裸露塌方區(qū)的周壁進(jìn)行錨噴支護(hù)；通過插筋注漿孔對(duì)下部塌落體進(jìn)行錨注加固，形成原位錨注再造支托結(jié)構(gòu)；塌落體加固完成后，即以原位錨注再造支托結(jié)構(gòu)的上平面作為基礎(chǔ)鋪設(shè)鋼筋混凝土底板；以混凝土底板為基礎(chǔ)，上向發(fā)碹，形成空心箱式恢復(fù)結(jié)構(gòu)；從立井、豎井的底部出渣，向下順向?qū)λ渚谶M(jìn)行結(jié)構(gòu)恢復(fù)，直至到落區(qū)下邊界，形成恢復(fù)井壁。本發(fā)明避免了特大塌方井筒的報(bào)廢重建，對(duì)井筒塌落部分進(jìn)行局部加固，可實(shí)現(xiàn)局部加固整體穩(wěn)定、一次加固長(zhǎng)久穩(wěn)定的加固效果，施工方便，工程造價(jià)低，工期短，可適用于類似塌方井筒的結(jié)構(gòu)再造恢復(fù)。
文檔編號(hào)E21D20/02GK102168564SQ201110101508
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者吳順川, 高永濤 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)