放水闸墙论文

放水闸墙论文道清矿北斜井-200m、-400m三区防水闸墙的实践道清煤矿王晓良摘要：通化矿业集团有限责任公司道清煤矿北斜井2018年关井，为防止关井前六道江井与北斜井六道江三区采空区连通，对北斜井构成水害威胁，以及关井后北斜井对六道江井构成水害威胁，拟将-200m、-400m三区大巷设置防水闸墙，闸墙双向留设引水管及水篦子，通过溢流管将六道江井（北斜井）的涌水导入北斜井（六道江井）排至地面。为保证闸墙的抗压强度，通过各项参数，结构形式选择倒截锥形，闸墙位置选择围岩稳定的粗砂岩。关键词：防水，引水，强度，参数概述道清煤矿北斜井始建于1967年，地处长白山脚下、浑江之滨，位于白山市西部，与通化市接壤、与道清选煤厂毗邻；南北线公路、通浑铁路并肩从矿区“川”行。开拓方式为斜井开拓，井筒分别为主井、副井、回风井、箕斗井及皮带井。截止至今，核定年生产能力59万吨。采煤方法为水力采煤。地面标高为+440，井下最低标高为-600m，最大垂直高度为1040m。采煤一队现正在复采+160～-50m水平的煤层，煤柱区+160～-200m为接续水平，开采至2018年3月；采煤二队现正在开采东二石门区-400～-600m水平的煤层，开采至2018年3月。北斜井预计2018年进行关井。六道江井地处吉林省白山市通化矿区西部，井田走向长1.5km，倾斜宽0.34km，面积0.6835km2。其行政区隶属于吉林省白山市浑江区六道江镇。井田距离白山市政府11km。开拓方式为斜井开拓，井筒分别为主井、副井、回风井、皮带井，地面标高为+450m，井下最低标高为-200m，最大垂直高度为650m。为防止北斜井关井前六道江井与北斜井六道江三区采空区连通，对北斜井构成水害威胁，以及关井后北斜井对六道江井构成水害威胁，拟将-200m、-400m三区大巷设置防水闸墙，闸墙双向留设引水管及水篦子，通过溢流管将六道江井（北斜井）的涌水导入北斜井（六道江井）排至地面。为保证闸墙的抗压强度，通过各项参数，结构形式选择倒截锥形，闸墙位置选择围岩稳定的粗砂岩巷道中。1闸墙参数选择1.1-200m闸墙参数选择1、-200m三区大巷防水闸墙选择在-200m二石门口以里30m位置，根据地质素描，该段大巷岩性为老底中的粗砂岩，岩性稳定，距煤层法线距离70m以上。2.水压： 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 防水闸墙位于-197.4m标高，巷道底板标高为-197.4m，北斜井关闭后地下水位升至地面+440m标高，水位高差为637m，因此设计防水闸墙水压P＝1×103kg/m3×9.8N/kg×637m＝6.3N/mm2，取6.5N/mm2。3.防水闸墙巷道所处岩石为砂岩，岩石普氏系数f=6～8；4.水闸墙迎水端巷道净宽3.4m，净高3.2m，墙高1.5m，拱璧厚度0.5m，硐室前后巷道净断面为9.6m2。（巷道断面尺寸见附图）5.混凝土强度设计值：根据水压和《混凝土结构设计规范（GB50010－2010）》中规定，混凝土强度取C30。1.2-400m闸墙参数选择1、-400m三区大巷防水闸墙选择在-400m二石门筛机通路以里20m位置，根据地质素描，该段大巷岩性为老底中的粗砂岩，岩性稳定，距煤层法线距离20m以上。2.水压：设计防水闸墙位于-400.5m标高，巷道底板标高为-400.5m，北斜井关闭后地下水位升至地面+440m标高，水位高差为840m，因此设计防水闸墙水压P＝1×103kg/m3×9.8N/kg×840m＝8.4N/mm2，取8.5N/mm2。3.防水闸墙巷道所处岩石为砂岩，岩石普氏系数f=6～8；4.水闸墙迎水端巷道净宽4.2m，净高3.2m，墙高1.1m，拱璧厚度0.5m，硐室前后巷道净断面为11.5m2。（巷道断面尺寸见附图）5.混凝土强度设计值：根据水压和《混凝土结构设计规范（GB50010－2010）》中规定，混凝土强度取C30。2防水闸墙墙体长度2.1-200m闸墙墙体长度根据《采矿工程设计手册》倒截锥形公式如下：L=Li+L0=8.4式中：Li——闸墙应力衰减段计算长度，m；ln——自然对数符号；γ0——结构的重要性系数，取1.1；γf——作用的分项系数，取1.3；γd——取2.0；P——防水闸墙设计承受的水压，6.5N/mm2;ft——混凝土轴心抗拉强度设计值，由《混凝土结构设计规范（GB50010－2010）》得设计值为1.43N/mm2；L——闸墙长度，m；L0——闸墙应力回升段长度，取2.0m；S2——防水闸墙最大掘进断面积，m2；γsd——作用不定性系数，取2.0；fcc——素混凝土的轴心抗压强度设计值，其值由混凝土轴心抗压强度设计值fc值乘以系数0.95确定，15×0.95N/mm2;S——闸墙前后巷道净断面积，9.6m2；E——闸墙嵌入围岩深度（砌壁厚），m；B——闸墙前、后巷道净宽，3.4m；h3——闸墙前、后巷道墙高，1.5m；通过计算，为了安全起见，实际防水闸墙墙体长度取L＝8.4m2.2-400m闸墙墙体长度根据《采矿工程设计手册》倒截锥形公式如下：L=Li+L0=9.2式中：Li——闸墙应力衰减段计算长度，m；ln——自然对数符号；γ0——结构的重要性系数，取1.1；γf——作用的分项系数，取1.3；γd——取2.0；P——防水闸墙设计承受的水压，8.5N/mm2;ft——混凝土轴心抗拉强度设计值，由《混凝土结构设计规范（GB50010－2010）》得设计值为1.43N/mm2；L——闸墙长度，m；L0——闸墙应力回升段长度，取2.0m；S2——防水闸墙最大掘进断面积，m2；γsd——作用不定性系数，取2.0；fcc——素混凝土的轴心抗压强度设计值，其值由混凝土轴心抗压强度设计值fc值乘以系数0.95确定，15×0.95N/mm2;S——闸墙前后巷道净断面积，11.5m2；E——闸墙嵌入围岩深度（砌壁厚），m；B——闸墙前、后巷道净宽，4.2m；h3——闸墙前、后巷道墙高，1.1m；通过计算，为了安全起见，实际防水闸墙墙体长度取L＝9.2m3防水闸墙泄水方式的选择根据该防水闸墙作用和施工方法，施工前、施工过程中可利用水泵将巷道积水排出至该水平中央泵房，施工后防水闸墙泄水方式采用预埋无缝钢管泄水。北斜井关井前，对于防水闸墙以内-197.4m、-400.5m标高的积水（六道江侧），由防水闸墙管路直接引至该水平中央泵房，设置两根无缝钢管，由中央泵房分级排至地面。北斜井关井后，对于防水闸墙以内-197.4m、-400.5m标高的积水（北斜井侧），由防水闸墙管路直接引至六道江井该水平中央泵房（六道江井需施工-200m大巷或-400m大巷与北斜井-200m大巷或-400m大巷贯通形成系统），设置两根无缝钢管，由中央泵房分级排至地面。3.1-200m、-400m标高大巷内的排水管最大涌水量为Q大=602m3/h巷道内设置2根排水管，每根排水管的排水量：Q=m3/h根据每根排水管的排水流量Ｑ=301m3/h计算管径：式中：Q－管中流量取301m3/h；Vd－管内流速取3.0m/s。故每根排水管的管径：¢219×10无缝钢管阀门采用Z41H-64型，DN200巷道内原有两根管道，管径为¢219×10的无缝钢管，能满足排水要求。3.2防水闸墙内排水管最大涌水量为Q大=602m3/h闸墙内设置2根排水管，每根排水管的排水量：Q=m3/h根据每根排水管的排水流量Ｑ=301m3/h计算管径：式中：Q－管中流量取301m3/h；Vd－管内流速取3.0m/s。故每根排水管的管径：¢219×10无缝钢管阀门采用Z41H-64型，DN1504防水闸墙施工4.1排水防水闸墙施工前先排出-200m、-400m标高巷道内的积水，排除积水前用局部通风机送风，局部通风机选用YBT－11型局部通风机，风筒直径∅＝600mm；排水过程中，现场必须配备1名专职瓦斯检查员，负责检查瓦斯等有害气体。4.2巷道维修、加固排除积水后，对沿线巷道进行全面检查，检查前必须制定安全技术 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ，对松动的矸石进行处理，对垮塌的地段进行全面维修，在确认安全的前提下，选择防水闸墙位置；防水闸墙应处于岩石坚硬、稳定、完整致密无构造的岩层中；墙体开挖施工前，对墙体前后5m进行加固处理。4.3闸墙管路防渗水防水闸墙预埋管路防渗水方法:在管路上设置防水翼环，每隔2.5m设置一道防水翼环，防水翼环安装时，管路必须与翼环周边满焊，并在混凝土浇筑前就位。4.4铁篦子位置的选择为防止积水中淤泥阻塞管路，在防水闸墙来水方向10m处设置铁篦子，用来防止杂物阻塞排水管路，铁篦子必须嵌入墙体0.5m，以保证其强度，铁篦子面积为巷道净断面积，铁篦子钢筋之间空隙不大于50mm。5结论通过对三区-200m、-400m标高大巷处防水闸墙的选择及设置，即防范了北斜井现阶段六道江井的水害威胁，又消除了北斜井关井后对六道江井的水害隐患。所以，这是一种比较成功解决两井水害威胁的宝贵经验，可广泛应用。