一种大水矿井疏干放水结构制造技术

技术编号:40398193 阅读:15 留言:0更新日期:2024-02-20 22:25
一种大水矿井疏干放水结构,属于矿井防治水设施技术领域,用于对大水矿井进行疏干放水。其技术方案是:泄水井垂直于各巷道布置,泄水井分别与各水平巷道连通,泄水井下端与井下永久水仓相连,各水平巷道一侧分别有水沟与泄水井相连接,在各水平巷道内分别布置3‑4个放水硐室,每个放水硐室内布置3‑4个放水孔,放水孔呈扇形布置,放水孔集水端布置在巷道施工探水注浆时出水量较大地段及构造发育地带或灰岩含水层内,放水孔出水端布置在放水硐室内,放水孔结构采用带孔口管装置的钻孔结构,在孔口装设闸阀、压力表、流量表。本技术可实现对运输中段以上矿体进行疏干放水,将帷幕内矿体水位降至开采水平以下,为井下安全高效开采提供保障。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种大水矿井疏干放水结构,属于矿井防治水设施。


技术介绍

1、矿井水害是矿山建设生产过程中的主要安全灾害之一。随着对矿产资源需求量的增加和生产技术的进步,矿井的开采深度不断提高,矿井的深度增大造成的问题是:一方面矿井深部的矿压增大,承压水的水头压力也越来越大;另一方面随着开采范围扩大,矿井水文地质条件中的不确定因素也随着开采面积扩大而增多,潜在危险性也随之加大。目前,安全采矿要求条件越来越高,矿井疏干排水到安全水位(矿井水位低于开采中段)后开采更利于安全管控,而带压开采则使井下水害发生的可能性增大。尤其是大水金属矿山,存在矿岩破碎稳固性差,遇水强度降低易泥化等特征,开采过程中更易存在突水、塌陷喷浆等安全风险,对矿山安全生产造成较大威胁。

2、大水矿井防治水策略的制定一直是制约地下大水矿山安全高效开采的首要难题,疏干排水是目前国内外应用广泛的一种防治地下水危害的方法。因此,为保障安全开采,矿井疏干放水结构及疏干排水技术至关重要,直接关系到矿体内疏干排水效果,关系到是否能降低矿体内地下突然涌水的可能性,进而关系到是否能安全开采。

3、近年来,国内外地下矿山疏干排水工程中,广泛采用平行疏干排水。即在采掘过程中,利用已经掘砌的巷道将井巷淋水通过巷道水沟排至井下水仓,通过水泵排至地表。但现有的这种疏干放水结构疏干效果差,往往需要长达几年的时间才能将矿体的水位疏干放水至开采中段以下,对于大水矿山而言,难以实现无水压开采。因此,如何能够在现有疏干放水技术的基础上对矿井进行快速疏干排水是亟待解决的问题。


技术实现思路

1、本技术要解决的技术问题是提供一种大水矿井疏干放水结构,这种疏干放水结构可以采用现有的泄水井进行集中疏干放水,可有效疏干矿体内裂隙水和各种涌水,缩短疏干周期,为井下开采创造良好环境,保障井下开采安全、高效。

2、解决上述技术问题的技术方案是:

3、一种大水矿井疏干放水结构,它包括泄水井、水沟、放水硐室、放水孔,泄水井垂直于各巷道布置,泄水井分别与各水平巷道连通,泄水井下端与井下永久水仓相连,各水平巷道一侧分别有水沟与泄水井相连接,在凿岩巷道、出矿巷道、运输巷道内分别布置3-4个放水硐室,每个放水硐室内布置3-4个放水孔,放水孔呈扇形布置,放水孔的集水端布置在巷道施工探水注浆时出水量较大地段及构造发育地带或灰岩含水层内,放水孔的出水端布置在放水硐室内,放水孔的结构采用带孔口管装置的钻孔结构,在孔口装设闸阀、压力表、流量表。

4、上述大水矿井疏干放水结构,所述泄水井各中段交叉处通过泄水井联巷与各水平巷道连通,泄水井下端通过水仓联巷与井下永久水仓相连,泄水井联巷和水仓联巷的一侧有水沟与各水平巷道的水沟相连接,水沟上设有水沟盖板。

5、上述大水矿井疏干放水结构,所述每个巷道内布置巷道探水注浆施工时出水量较大的探水孔均可作为放水孔。

6、上述大水矿井疏干放水结构,所述放水硐室设置在完整的岩层中,放水硐室的前方和顶部距离破碎带或强含水层15-30m,放水硐室在设计地点不满足上述要求情况时应采取注浆治水或钢筋混凝土支护措施。

7、上述大水矿井疏干放水结构,所述放水孔的呈扇形布置是以破碎带或已知出水点位置为目标层位,放水孔的方位、倾角及长度根据破碎带或出水点位置确定,放水孔长度以钻入破碎带或出水点涌水为止,布置在灰岩含水层中的放水孔,钻孔方向斜上方30-45度,穿入导水构造或进入灰岩含水层有效长度不小于50m,根据实际出水量可适当延长或缩短钻孔长度。

8、上述大水矿井疏干放水结构,所述放水孔结构的开口直径为120-140mm,终孔直径70-80mm,孔口钻进15-20m后安装φ100-110mm的套管,用水泥注浆加固,通过耐压试验达到预定稳固指标后,在孔口装设闸阀、压力表、流量表。

9、本技术的有益效果是:

10、本技术在各个水平巷道内增加了放水硐室,放水孔与放水硐室相连接,可以将岩层内的水集中到放水硐室排出;放水孔集水端布置在巷道施工探水注浆时出水量较大地段及构造发育地带或灰岩含水层内,可有效疏干矿体内裂隙水和各种涌水;巷道探水注浆施工时出水量较大的探水孔均可作为放水孔,结构布置较为灵活;放水孔采用带孔口管装置的钻孔结构,出水端布置在放水硐室内,在孔口装设闸阀、压力表、流量表,可准确判断各放水孔涌水流量和压力情况,对井下总疏干放水情况进行统计;矿体内的水通过放水孔、放水硐室、水沟、泄水井汇集至井下永久水仓,由排水设施统一排出,无需增加额外的排水设施。

11、本技术结构合理,结合矿井水文地质条件及施工现状,采用泄水井+泄水硐室+多点放水孔的组合结构对矿坑进行疏干放水,可实现对运输中段以上矿体进行疏干放水,将矿体内水位降至开采水平以下,为井下开采创造良好环境,保障井下开采安全、高效。

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【技术保护点】

1.一种大水矿井疏干放水结构,其特征在于:它包括泄水井(1)、水沟(3)、放水硐室(7)、放水孔(6),泄水井(1)垂直于各巷道布置,泄水井(1)分别与各水平巷道连通,泄水井下端与井下永久水仓(11)相连,各水平巷道一侧分别有水沟(3)与泄水井(1)相连接,在凿岩巷道(5)、出矿巷道(8)、运输巷道(9)内分别布置3-4个放水硐室(7),每个放水硐室(7)内布置3-4个放水孔(6),放水孔(6)呈扇形布置,放水孔(6)的集水端布置在巷道施工探水注浆时出水量较大地段及构造发育地带或灰岩含水层内,放水孔(6)的出水端布置在放水硐室(7)内,放水孔(6)的结构采用带孔口管(12)装置的钻孔结构,在孔口管(12)装设闸阀(13)、压力表(14)、流量表(15)。

2.根据权利要求1所述的大水矿井疏干放水结构,其特征在于:所述泄水井(1)各中段交叉处通过泄水井联巷(2)与各水平巷道连通,泄水井(1)的下端通过水仓联巷(10)与井下永久水仓(11)相连,泄水井联巷(2)和水仓联巷(10)的一侧有水沟(3)与各水平巷道的水沟(3)相连接,水沟(3)上设有水沟盖板(4)。

>3.根据权利要求1所述的大水矿井疏干放水结构,其特征在于:所述每个巷道内布置巷道探水注浆施工时出水量较大的探水孔均可作为放水孔(6)。

4.根据权利要求1所述的大水矿井疏干放水结构,其特征在于:所述放水硐室(7)设置在完整的岩层中,放水硐室(7)的前方和顶部距离破碎带或强含水层15-30m,放水硐室(7)在设计地点不满足上述要求情况时应采取注浆治水或钢筋混凝土支护措施。

5.根据权利要求1所述的大水矿井疏干放水结构,其特征在于:所述放水孔(6)的呈扇形布置是以破碎带或已知出水点位置为目标层位,放水孔(6)的方位、倾角及长度根据破碎带或出水点位置确定,放水孔(6)的长度以钻入破碎带或出水点涌水为止,布置在灰岩含水层中的放水孔(6),钻孔方向斜上方30-45度,穿入导水构造或进入灰岩含水层有效长度不小于50m,根据实际出水量可适当延长或缩短钻孔长度。

6.根据权利要求1所述的大水矿井疏干放水结构,其特征在于:所述放水孔(6)结构的开口直径为120-140mm,终孔直径70-80mm,孔口钻进15-20m后安装φ100-110mm的套管,用水泥注浆加固,通过耐压试验达到预定稳固指标后,在孔口装设闸阀(13)、压力表(14)、流量表(15)。

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【技术特征摘要】

1.一种大水矿井疏干放水结构,其特征在于:它包括泄水井(1)、水沟(3)、放水硐室(7)、放水孔(6),泄水井(1)垂直于各巷道布置,泄水井(1)分别与各水平巷道连通,泄水井下端与井下永久水仓(11)相连,各水平巷道一侧分别有水沟(3)与泄水井(1)相连接,在凿岩巷道(5)、出矿巷道(8)、运输巷道(9)内分别布置3-4个放水硐室(7),每个放水硐室(7)内布置3-4个放水孔(6),放水孔(6)呈扇形布置,放水孔(6)的集水端布置在巷道施工探水注浆时出水量较大地段及构造发育地带或灰岩含水层内,放水孔(6)的出水端布置在放水硐室(7)内,放水孔(6)的结构采用带孔口管(12)装置的钻孔结构,在孔口管(12)装设闸阀(13)、压力表(14)、流量表(15)。

2.根据权利要求1所述的大水矿井疏干放水结构,其特征在于:所述泄水井(1)各中段交叉处通过泄水井联巷(2)与各水平巷道连通,泄水井(1)的下端通过水仓联巷(10)与井下永久水仓(11)相连,泄水井联巷(2)和水仓联巷(10)的一侧有水沟(3)与各水平巷道的水沟(3)相连接,水沟(3)上设有水沟盖板(4)。

3.根据权利要求1所述的大水矿井疏干放水结构,...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨志强路燕泽王社光杨坤尧王庆刚连欢超周涛尹爱民耿帅何伟杨航吕波高光宇
申请(专利权)人:河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司
类型:新型
国别省市:

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