安徽省煤田地质局第二勘探队 安徽芜湖 241006
摘要：水下砼筑挡墙具有施工周期短、费用低，施工难度不大。在矿山突水淹井后，结合地面钻孔，可实现快速高效治水，后期巷道清理工作量也不大。文章介绍了挡水墙砌筑过程中遇到的问题以及在治水过程中起到的关键作用。
关键词：矿山淹井；钻探；砼筑挡墙；注浆堵水；排水
矿山在建设和开采中经常碰到断裂带和岩溶带，突水淹井偶有发生，危害极大，严重影响矿井工程进度，造成巨大经济损失。而发生淹井事故后，无法直接进行井下注浆堵水。传统地面注浆方式工程费用大，耗时长，对后期井下恢复生产带来诸多影响。水下砼筑挡墙后，将井下动水转变为静水，隔断出水点与巷道联系，再对突水点注浆堵水，快速达到止水效果。本文介绍了堵水过程及挡水墙在堵水施工中的作用。
一、出水概况
D铜矿现已完工主井、风井工程，但仍处在基建过程。可开采矿种主要有铜矿、钼矿、铁矿，其中铜矿设计年产9.9万吨。矿井在开拓施工中，有淋水及涌水现象，涌水量约260m³/h。该矿在-190水平进行穿脉施工时，发生突水，瞬时涌水量达10000m³/h以上，造成淹井事故。
二、地表静态堵水方案
（1）钻孔设计
该矿水文地质条件较复杂，矿层上覆含水丰富。淹井后，抽水7天，水位居高不下，无法井下注浆堵水，故改用地表静态堵水注浆。在距-190水平出水点巷道迎头后2m和7m处，分别布设1个注浆孔和1个灌砼孔。注浆孔设计孔深为305m、灌砼孔设计孔深为307m。
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图1 钻孔平面投影图
在疑似出水点2m处，施工注浆孔。钻孔进入巷道后，使用流速测量仪、井下摄像仪等设备进行多项试验，确定出水点与疑似出水点一致，才进行灌砼孔施工。为避免混凝土灌注、堆积过程中出现水路缝隙，采用导管法进行灌注。根据钻孔结构，选定了Φ219×8mm无缝钢管作为导管、并用丝扣连接。上部7m导管设计为3根1m和2根2m，便于逐级拆卸。安装到位后进行试压，检验导管密封性。
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图2 钻孔及预想挡水墙剖面图
钻孔距离巷道迎头仅6m，仅可设置一道挡水墙，对密封性要求相当高。因此，开盘量要足够大，选用塌落度为25~30的水下C30混凝土，碎石直径不超过20mm，初灌量1.1m³。装好初灌漏斗，隔水塞紧贴导管内水面，待混凝土到位后，连续灌注120m³作为挡水墙，预计挡水墙厚度可达8m以上。养护结束后，开始地面注浆，混凝土与围岩的缝隙由水泥浆逐步填充。
（2）涌水点分析
通过孔内的流速曲线可以看出，主要分布在264m、269m、283m、293m，穿过巷道顶板（约300m），涌水量倍增，确定出水点。采用下行式堵漏注浆方式，针对各涌水点逐个封堵，直至堵住巷道突水点。
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图3 流量曲线图
三、注浆情况、水文观测及排水
开始注浆后，副井多次抽水，观测主井水位变化。通过对比主副井、观测孔的注浆前后水位数据发现，起初主井水位受注浆影响，水位变化明显，巷道与注浆孔联通性强，此时水泥浆比重控制在1.5g/cm³，压力不超过2Mpa；注浆5天，水位差变化逐渐减缓，推测主井与注浆孔之间的补水作用变慢，二者之间的部分裂隙已被水泥浆充填，上调水泥浆比重至1.6g/cm³，压力不超过4Mpa；注浆10天，副井抽水，主井的水位几乎不变，推断挡水墙与围岩的缝隙已完全填充，终注压力达到6Mpa。钻穿巷道底板后，继续注浆，堵住突水点、加强巷道围岩强度。
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养护结束后，进行试排水、排水，测得稳定涌水量与发生突水相差无几。
四、技术分析
注浆仅用24天，仅消耗R32.5水泥2129t。
在未确定突水点时，可先施工注浆孔，探明出水点后，再选定合适位置施工灌砼孔；明确出水点时，可直接施工灌砼孔，筑挡水墙后，再施工注浆孔，可以省去养护时间，进一步缩短堵水时间。筑挡水墙的作用在于减少了注浆量，缩短了注浆时间，减少后期巷道清理工作量，为矿井恢复生产节省了宝贵的时间及资源。本项目始终严格控制工程质量，通过多次试验及数据分析，不断修正和完善施工方案，最终达到了预期效果。
在地面及井下条件允许的情况下，可以在灌砼孔后方，再打一至多个灌砼孔，形成多道挡水墙，挡水效果更好，进入巷道的水泥浆更少，注浆效率更高。
参考文献：
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