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摘要：文章主要结合工程实例，分析了对立井井筒淋水的有效治理，同时将新材 料在其中的应用进行了探讨。
关键词：立井；井筒；淋水治理；壁后注浆
中图分类号：TD262文献标识码： A
1、工程实例
井巷工程永久支护后，遇有井壁或衬砌出现渗漏水、漏水带砂、壁后空洞或为提高围岩稳定性等，均须用后注浆法进行堵水或加固。
注浆技术是井巷施工中与地下水害作斗争的重要手段之一。通常以注浆泵为动力源，利用泵的压力把配制好的、具有充塞胶结性能的浆液，通过注浆孔（或注浆管）注入含水地层中，浆液以充填或渗透等形式驱走岩石裂隙或孔隙中的水，达到封堵裂隙、隔绝水源，或将松散岩层胶结成不透水的整体的目的，从而起到永久性的堵水与加固作用。
新巨龙公司是国内典型的深井开采，位于巨野煤田中南部，含水层多，副井井筒为冻结法施工，井筒深度866m，井筒直径7.0m，双层钢筋混凝土结构井壁，井底轨面标高-810m，井口标高+44m，井筒装备有信号控制电缆、下井动力电缆、4趟管路、吊挂式玻璃钢梯子间、罐道托架、玻璃钢罐道等，井筒随副井提升机安装完毕进行提升后，井壁四周不同程度地出现了出水点，其中-567m、-557m、-423m、-387m四处出水形成滋水现象，经测算，出水量约在12m3左右。由于出水量大，井筒水腐蚀性强，对井筒内的罐道、管路及提升扁尾绳、钢丝绳损害较大，同时对设备设施形成冲刷之力，危害性增高，而且由于淋水大流入井底佯井子，影响提升系统的安全运行。
2、涌水水源分析
因井筒淋水量稳定，所以大气降水和地表水不是淋水的主要补给水源。由于井田受承压水影响，由此分析地下水是副立井淋水的主要水源，主要是由于:
2.1、井筒深度达 866m，矿山压力增大。
2.2、在井筒与马头门连接处上下所揭露的围岩地质条件差，主要以泥岩、粉砂岩为主，并夹有多层薄煤、煤线及一层膨胀铝土泥岩，节理发育，破碎严重。
2.3、由于建设井筒，人为地破坏了岩层及含隔水层的静态平衡，使井壁围岩在一定范围内产生新的裂隙，又因井筒变形，使井壁围岩进一步松动，井壁围岩裂隙增多增大，从而成为直接的裂隙水来源，可见孔隙水向裂隙水转化导致井筒淋水变大。
2.4、由于受深地压及副立井井筒变形影响，井筒涌水地层裂隙发育，又因长时间出水浸泡，混凝土井壁亦不同程度地出现裂隙。
2.5、而淋水出水的部位主要集中在接茬缝之中。
3、采用壁后注浆法治理井筒淋水
3.1、壁后注浆施工方案
对井筒重点出水点采用FLSA快速堵漏剂进行封堵。堵疏结合，留出必要的疏水孔，井壁渗水经引水管放至井底。在井筒内安装排风系统，缓解井筒潮气对电气设备侵蚀。
壁后注浆土程主要在井口以下主要的含水层层位，采用成排造孔和独立出水点埋管的方式，自下而上进行注浆施土，自上而下进行检查。主要处理截水槽并对所有出水点进行注浆封堵，确保井筒涌水量达到设计要求。注浆施土环节如图1所示。
图1
3.2、钻孔布置
注浆工作台运行至截水槽位置后，对截水槽进行处理，并从该井壁出水点接茬位置开始向上造孔20排，注浆段高-567—-387m，每排沿井壁一周均匀布置8个孔，排距2m。针对井壁上的明显出水点，遵循分片包围、顶水凿孔、塑胶泥封壁、集中导水的原则布孔。
3.3、造孔、埋管
造孔采用YT-28型风动凿岩机，配中空六角钢铎“一”字型合金钻头，孔径为42mm，孔深1.5—2.0m。预埋注浆孔口管规格：33mmx0.8m，单端带丝扣，50mm处焊接受力箍，另一端全部加土成马牙扣，缠以麻丝，并用大锤将注浆孔口管(图2)砸入注浆孔内，外露不大于50mm，以便于安装球阀，或者一使用塑胶泥直接固管。
图2
3.4、注浆标准
首先，根据需要在地面搅拌站按照配比配置浆液，输送至注浆工作台，浆液通过混合室送至受注孔内。同一水平出水较大的预埋孔口管作为受注孔进行注浆，其他孔窜浆应及时关闭窜浆孔阀门，当受注孔达到设计注浆压力时，结束该孔注浆。对未窜浆孔进行单独注浆，直至达到设计注浆压力。受注孔在注浆过程中以井壁上无跑浆现象并达到设计注浆终压、终量作为该受注孔注浆结束的标准。其次，在注浆过程中，出现跑浆、窜浆、压力上不去等情况，要及时采取有效措施进行处理，保证注浆顺利进行。出现跑浆时，可进行间歇式注浆，但间歇时间不宜过长，不能超过凝胶时间。跑浆严重时，可采用调整浆液比例、缩短凝胶时间的措施进行控制。发生窜浆时，应及时关闭窜浆孔的阀门，在条件允许的情况下，增加注入量。
3.5、注浆工艺
3.5.1、注浆压力计算
井壁注浆压力
Pa=P0+（1—3）
Pb=P0+（3—5）
Pc=P0+（5—8）
Pa—注浆初始压力，MPa
Pb—正常注浆压力，MPa
Pc—注漿终压，MPa
P0—注浆点静水压力，MPa
1—8—富裕压力
井壁强度校验
P=K(E²+2R0E）/2（R0+E）²>PC
P—注浆部位井壁能承受的压力，MPa
E—井壁厚度，m
R0—井筒的净半径，m
K—井壁材料的允许抗压强度，MPaK=R/n
R—井壁材料极限抗压强度，MPa
n—安全系数，n=2
1、注浆终压用井壁材料允许抗压强度来校验
2、确定的注浆终压在一般情况下不能超过校验值
注浆时，先对涌水较大的孔安装混合室连接输浆管路进行注浆。根据井壁漏浆和孔口跑浆的情况，选择浆液浓度及浆液凝胶时间，依据进浆受注范围确定注浆压力。根据孔内涌水及压水试验情况确定浆液比例、浆液性质和注浆压力，由进浆情况决定注浆量和注浆时间，直至达到设计的注浆终压。注浆终压、终量达到设计要求后，关闭注浆孔口阀门，开启放压阀门，将注浆泵的吸浆龙头放在清水箱内，清洗管路，防止堵塞，为下一注浆孔注浆做好准备。注浆施土土艺流程如图3所示。
图3
经过8d的壁后注浆，井筒总淋水量降低至1.6m3/h左右，单孔淋水量降至0.5m3/h以下，取得了良好效果，大大减小了井筒设备的腐蚀，为施工人员提供了安全保障。
4、新材料的应用
FLSA快速堵漏剂是中国建筑材料科学研究院的新技术产品，其最大特点是凝结硬化快，初终凝时间间隔极短，终凝后迅速产生强度，15分钟后强度大于10MPa，1小时强度后大于20 MPa，可带水作业，并迅速止水、堵漏。该产品施工简单，与基层粘结力强，不收缩、不脱落，可广泛应用于房屋、地下、水下、隧道等工程的堵漏止水、抢修、灌注等。该产品无氯、无毒、不燃不爆HRM高强抗裂防水剂是在HRM高强抗裂防水粉中起增强、抗裂和防水等作用的组份，HRM高强抗裂防水剂与强度不低于32.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥按重量比7：100相混合，即为HRM高强抗裂防水粉。HRM高强抗裂防水粉是一种水硬性防水材料，具有良好的抗裂防渗性能，是一种非带水作业的防水材料，带水作业时与快速堵漏剂配合使用。
5、注浆效果分析
注浆结束后经过现场实测，井筒总淋水量减少至1.6m³/h，达到了《煤矿井巷工程质量验收规范》的要求，取得了良好的效果。
结束语
总之，为了预防安全事故的发生及淋水区域人员作业环境的改善，各竖井淋水矿井都采取了不同防治水的方法和措施，比如采用聚乙烯防水材料对井壁进行全面覆盖，把井筒渗水挡在防水材料和井壁之间，再将水引走的方法，但投入资金和人力都比较大。该方案将每层接水槽通过自制引水装置引入该管道内，使井筒壁渗出水不能在井筒内扩散，从而达到井筒淋水治理的目的。
参考文献：
[1]魏明.潘三矿副井井筒淋水治理技术[J].价值工程，2013，27:115-116.
[2]王蒲胜，许伟.立井淋水的治理[J].内蒙古煤炭经济，2013，08:126+134.
[3]袁华，黄磊，李作升.超千米立井井筒淋水治理技术与研究[A].山东煤炭学会.山东煤炭学会第六次会员代表大会暨煤矿地热防治学术论坛论文集[C].山东煤炭学会:，2013:4.
关键词：立井；井筒；淋水治理；壁后注浆
中图分类号：TD262文献标识码： A
1、工程实例
井巷工程永久支护后，遇有井壁或衬砌出现渗漏水、漏水带砂、壁后空洞或为提高围岩稳定性等，均须用后注浆法进行堵水或加固。
注浆技术是井巷施工中与地下水害作斗争的重要手段之一。通常以注浆泵为动力源，利用泵的压力把配制好的、具有充塞胶结性能的浆液，通过注浆孔（或注浆管）注入含水地层中，浆液以充填或渗透等形式驱走岩石裂隙或孔隙中的水，达到封堵裂隙、隔绝水源，或将松散岩层胶结成不透水的整体的目的，从而起到永久性的堵水与加固作用。
新巨龙公司是国内典型的深井开采，位于巨野煤田中南部，含水层多，副井井筒为冻结法施工，井筒深度866m，井筒直径7.0m，双层钢筋混凝土结构井壁，井底轨面标高-810m，井口标高+44m，井筒装备有信号控制电缆、下井动力电缆、4趟管路、吊挂式玻璃钢梯子间、罐道托架、玻璃钢罐道等，井筒随副井提升机安装完毕进行提升后，井壁四周不同程度地出现了出水点，其中-567m、-557m、-423m、-387m四处出水形成滋水现象，经测算，出水量约在12m3左右。由于出水量大，井筒水腐蚀性强，对井筒内的罐道、管路及提升扁尾绳、钢丝绳损害较大，同时对设备设施形成冲刷之力，危害性增高，而且由于淋水大流入井底佯井子，影响提升系统的安全运行。
2、涌水水源分析
因井筒淋水量稳定，所以大气降水和地表水不是淋水的主要补给水源。由于井田受承压水影响，由此分析地下水是副立井淋水的主要水源，主要是由于:
2.1、井筒深度达 866m，矿山压力增大。
2.2、在井筒与马头门连接处上下所揭露的围岩地质条件差，主要以泥岩、粉砂岩为主，并夹有多层薄煤、煤线及一层膨胀铝土泥岩，节理发育，破碎严重。
2.3、由于建设井筒，人为地破坏了岩层及含隔水层的静态平衡，使井壁围岩在一定范围内产生新的裂隙，又因井筒变形，使井壁围岩进一步松动，井壁围岩裂隙增多增大，从而成为直接的裂隙水来源，可见孔隙水向裂隙水转化导致井筒淋水变大。
2.4、由于受深地压及副立井井筒变形影响，井筒涌水地层裂隙发育，又因长时间出水浸泡，混凝土井壁亦不同程度地出现裂隙。
2.5、而淋水出水的部位主要集中在接茬缝之中。
3、采用壁后注浆法治理井筒淋水
3.1、壁后注浆施工方案
对井筒重点出水点采用FLSA快速堵漏剂进行封堵。堵疏结合，留出必要的疏水孔，井壁渗水经引水管放至井底。在井筒内安装排风系统，缓解井筒潮气对电气设备侵蚀。
壁后注浆土程主要在井口以下主要的含水层层位，采用成排造孔和独立出水点埋管的方式，自下而上进行注浆施土，自上而下进行检查。主要处理截水槽并对所有出水点进行注浆封堵，确保井筒涌水量达到设计要求。注浆施土环节如图1所示。
图1
3.2、钻孔布置
注浆工作台运行至截水槽位置后，对截水槽进行处理，并从该井壁出水点接茬位置开始向上造孔20排，注浆段高-567—-387m，每排沿井壁一周均匀布置8个孔，排距2m。针对井壁上的明显出水点，遵循分片包围、顶水凿孔、塑胶泥封壁、集中导水的原则布孔。
3.3、造孔、埋管
造孔采用YT-28型风动凿岩机，配中空六角钢铎“一”字型合金钻头，孔径为42mm，孔深1.5—2.0m。预埋注浆孔口管规格：33mmx0.8m，单端带丝扣，50mm处焊接受力箍，另一端全部加土成马牙扣，缠以麻丝，并用大锤将注浆孔口管(图2)砸入注浆孔内，外露不大于50mm，以便于安装球阀，或者一使用塑胶泥直接固管。
图2
3.4、注浆标准
首先，根据需要在地面搅拌站按照配比配置浆液，输送至注浆工作台，浆液通过混合室送至受注孔内。同一水平出水较大的预埋孔口管作为受注孔进行注浆，其他孔窜浆应及时关闭窜浆孔阀门，当受注孔达到设计注浆压力时，结束该孔注浆。对未窜浆孔进行单独注浆，直至达到设计注浆压力。受注孔在注浆过程中以井壁上无跑浆现象并达到设计注浆终压、终量作为该受注孔注浆结束的标准。其次，在注浆过程中，出现跑浆、窜浆、压力上不去等情况，要及时采取有效措施进行处理，保证注浆顺利进行。出现跑浆时，可进行间歇式注浆，但间歇时间不宜过长，不能超过凝胶时间。跑浆严重时，可采用调整浆液比例、缩短凝胶时间的措施进行控制。发生窜浆时，应及时关闭窜浆孔的阀门，在条件允许的情况下，增加注入量。
3.5、注浆工艺
3.5.1、注浆压力计算
井壁注浆压力
Pa=P0+（1—3）
Pb=P0+（3—5）
Pc=P0+（5—8）
Pa—注浆初始压力，MPa
Pb—正常注浆压力，MPa
Pc—注漿终压，MPa
P0—注浆点静水压力，MPa
1—8—富裕压力
井壁强度校验
P=K(E²+2R0E）/2（R0+E）²>PC
P—注浆部位井壁能承受的压力，MPa
E—井壁厚度，m
R0—井筒的净半径，m
K—井壁材料的允许抗压强度，MPaK=R/n
R—井壁材料极限抗压强度，MPa
n—安全系数，n=2
1、注浆终压用井壁材料允许抗压强度来校验
2、确定的注浆终压在一般情况下不能超过校验值
注浆时，先对涌水较大的孔安装混合室连接输浆管路进行注浆。根据井壁漏浆和孔口跑浆的情况，选择浆液浓度及浆液凝胶时间，依据进浆受注范围确定注浆压力。根据孔内涌水及压水试验情况确定浆液比例、浆液性质和注浆压力，由进浆情况决定注浆量和注浆时间，直至达到设计的注浆终压。注浆终压、终量达到设计要求后，关闭注浆孔口阀门，开启放压阀门，将注浆泵的吸浆龙头放在清水箱内，清洗管路，防止堵塞，为下一注浆孔注浆做好准备。注浆施土土艺流程如图3所示。
图3
经过8d的壁后注浆，井筒总淋水量降低至1.6m3/h左右，单孔淋水量降至0.5m3/h以下，取得了良好效果，大大减小了井筒设备的腐蚀，为施工人员提供了安全保障。
4、新材料的应用
FLSA快速堵漏剂是中国建筑材料科学研究院的新技术产品，其最大特点是凝结硬化快，初终凝时间间隔极短，终凝后迅速产生强度，15分钟后强度大于10MPa，1小时强度后大于20 MPa，可带水作业，并迅速止水、堵漏。该产品施工简单，与基层粘结力强，不收缩、不脱落，可广泛应用于房屋、地下、水下、隧道等工程的堵漏止水、抢修、灌注等。该产品无氯、无毒、不燃不爆HRM高强抗裂防水剂是在HRM高强抗裂防水粉中起增强、抗裂和防水等作用的组份，HRM高强抗裂防水剂与强度不低于32.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥按重量比7：100相混合，即为HRM高强抗裂防水粉。HRM高强抗裂防水粉是一种水硬性防水材料，具有良好的抗裂防渗性能，是一种非带水作业的防水材料，带水作业时与快速堵漏剂配合使用。
5、注浆效果分析
注浆结束后经过现场实测，井筒总淋水量减少至1.6m³/h，达到了《煤矿井巷工程质量验收规范》的要求，取得了良好的效果。
结束语
总之，为了预防安全事故的发生及淋水区域人员作业环境的改善，各竖井淋水矿井都采取了不同防治水的方法和措施，比如采用聚乙烯防水材料对井壁进行全面覆盖，把井筒渗水挡在防水材料和井壁之间，再将水引走的方法，但投入资金和人力都比较大。该方案将每层接水槽通过自制引水装置引入该管道内，使井筒壁渗出水不能在井筒内扩散，从而达到井筒淋水治理的目的。
参考文献：
[1]魏明.潘三矿副井井筒淋水治理技术[J].价值工程，2013，27:115-116.
[2]王蒲胜，许伟.立井淋水的治理[J].内蒙古煤炭经济，2013，08:126+134.
[3]袁华，黄磊，李作升.超千米立井井筒淋水治理技术与研究[A].山东煤炭学会.山东煤炭学会第六次会员代表大会暨煤矿地热防治学术论坛论文集[C].山东煤炭学会:，2013:4.