18564280928
在豎井施工中,地下水常給掘砌工作帶來很不利的影響,如惡化作業條件,減慢工程進度,降低井壁質量,增加工程成本,甚至造成淹井事故,拖長整個建井工期。因此,對水的治理,需采取有效措施,將井內涌水量減少到最低限度。
井筒施工前,應打檢查鉆孔,詳細了解井筒所穿過巖層的性質、構造及水文情況,含水層的數量、水壓、涌水量、滲透系數、埋藏條件以及斷層裂隙、溶洞、采空區和它們與地表水的聯系情況資料,為選擇治水方案提供依據,做到對地下水心中有數。
對水的治理,可歸納為二類:
一是在鑿井前進行處理。設法堵塞涌水通道,減少或隔絕向井內涌水的水源,采取地面預注漿、井外井點降水、井內鉆孔泄水等,使工作面疏干。
另一種是在鑿井過程中,采用壁后、壁內注漿封水、截水和導水等方法處理井筒淋水,用吊桶或吊泵將井筒淋水和工作面涌水排到地面。
當井筒通過含水豐富的巖層時,上述兩種方法有時還需同時兼用。根據我國建井實踐表明,井筒涌水量超過40rTi3 /h時,鑿井前實行預注漿堵水對井筒施工較為有利。
通過綜合治水后,最好使井筒掘進能達到“打干井”的要求,即工作面上所剩的涌水,與裝巖同時用昂桶即可排出。達不到上述要求時,也應使井筒內的剩余涌水只用一臺吊泵即可排出。
雖然采用綜合治水達到“打干井”的要求需要一定的費用和時間,但從總的速度、費用、質量、安全等方面加以比較,還會是有利的。
當井筒深度不大且涌水量小時,可用吊桶排水,隨同矸石一起提到地面。
吊桶排水能力取決于吊桶容積及每小時吊桶提升次數。吊桶小時排水能力Q可按下式計算:
Q一nVK1K2 (3-4)
式中V-吊桶容積,m3;
n――吊桶每小時提升次數;
K1-吊桶裝滿系數,K1=0.9;
K2-松散巖石中的孔隙率,K2 -0. 4~0.5。
吊桶容積及每小時提升次數是有限的,而且隨井筒加深,提升次數減少,故吊桶排水能力受限制,一般只限井筒涌永量小于8~lOlri3/h條件下用之。吊桶排水時,需用壓氣小水泵置于井筒工作面水窩中,將水排至吊桶中提出(圖3-24)。壓氣小水泵的構造如圖3-25所示,其技術性能如表3-20所示。
圖3-24壓氣泵吊桶排水
1一進氣管;2一排氣管;3-壓氣泵;4-排水軟管;5吊桶
圖3-25壓氣泵構造
1-濾水器;2一泵體;3工作輪;4-主軸;5風動機;6-排氣管;7進氣管;8-排水管(排人吊桶或吊盤上水箱中)
表3-20壓氣泵技術性能
當井筒涌水量超過吊桶的排水能力時,需設吊泵排水。吊泵為立式泵,泵體較長,但所占井筒的水平斷面積較小,有利于井內設備布置。吊泵在井內的工作狀況如圖3-26所示。
常用吊泵為NBD型及80DGL型多級離心泵,它由吸水籠頭、吸水軟管、水泵機體、電動機、框架、滑輪、排水管,閘閥等組成,在井內由雙繩懸吊。NBD型及80DGL型吊泵的技術性能如表3-21所示。
當井筒排水深度超過一臺吊泵的揚程時,需采用接力排水方式。當排水深度超過揚程不大時,可用壓氣泵將工作面的水排至吊盤上或臨時平臺的水箱中,再用吊泵或臥泵將水排出地面(圖3-27)。當排水深度超過揚程很大時,需在井筒的適當深度上設轉水站(腰泵房)或轉水盤,工作面的吊泵將水排至轉水站,再由轉水站用臥泵排出-地表(圖3―28)。如果主、副井相距不遠,可以共用一個轉水站,即在兩井筒間鉆一稍為傾斜的鉆孔,連通兩井,將一個井筒的水通過鉆孔流至另一井筒的轉水站水倉中,再集中排出地面。
圖3-26工作面吊泵排水示意圖
1-吸水籠頭;2吸水軟管;3-水泵機體;4電動機;5-框架;6滑輪;7-排水水管;8-吊泵懸吊繩
圖3-27利用壓氣小水泵的多段排水系統
1高壓風動小水泵;2一排水管;3壓風管;4-水箱;5-臥泵;6-排水管;7-吊盤;8-鑿巖環;9-集水槽;IO導水管;II-臨時平臺
表3-21國產吊泵技術性能
為消除淋幫水對井壁質量的影響和對施工條件的惡化,在永久井壁上或永久支護前應采用截水和導水的方法。
圖3-28轉水站接力排水
1-吊泵;2一吊泵排水管;3-臥泵;4-臥泵排水管;5-水倉鄰井筒
井筒掘進時,沿臨時支護段的淋水,可采用吊盤折頁(圖3-29)或用擋水板(圖3-30截住,導至井底后排出。
在永久井壁漏水嚴重的地方應用壁后或壁內注漿予以封閉;剩余的水也要用固定的截水槽將水截住,導人腰泵房或水箱中就地排出地面(圖3-31)。截水槽常設在透水層的下邊。在腰泵房上方有淋水時也應設截水槽。
在開鑿井筒時,如果井筒底部已通有巷道可資利用,并已形成了排水系統,此時可在井筒斷面內向下打一鉆孔,直達井底巷道,將井內涌水泄至底部巷道排出。此法可取消吊泵或轉水站設施,簡化井內設備布置,改善井內作業條件.加快施工速度,在礦井改建、擴建有條件時應多利用。
泄水鉆孔必須保證垂直,鉆孔的偏斜值一定要控制在井筒輪廓線以內。其次,要保護鉆孔,防止矸石堵塞泄水孔或因泄水孔孔壁坍塌堵孔。為此孔內可下一帶篩孔的套管,隨工面的推進,逐段切除套管。放炮前,需用木塞將泄水孔堵住,以免爆破矸石掉入泄水孔將孔堵住。有的礦井使用這一方法,取得了較好的效果。
圖3-29吊盤折頁擋水
1一折頁;2一吊盤;3-架圈背板臨時支護
圖3-30擋水板截水
1-鐵絲;2-擋水板;3-木板;4導水木條
圖3-31 固定截水槽截水
1混凝土截水槽;2一導水管;3-盛水小桶;4-臥泵;5-排水管;6-鋼梁;7月牙形固定盤