副井井筒涌水情况分析和防治措施

首山一矿副井涌水情况分析和治理方案

一、首山一矿副井涌水情况分析：

首山一矿副井主要承担首山一矿提升升降人员、提升矸石、下放材料等任务，副井井筒直径7.0米，井筒深度700.5米。副井井筒在２２３米~３２２米位置穿过平顶山砂岩等富含水层，且裂隙比较发育，井筒涌水量较大。在井筒建设过程中虽然采用地面预注浆、工作面注浆、壁后注浆等多种方案进行数次治理，但效果仍不很理想。加之首山一矿为副井井筒进风，涌水顺井壁和罐道而下，加上风流的扩散作用，给矿井生产带来很大的不便，同时因为首山一矿处于矿井建设期，矿建任务繁重，副井提升任务量大，有时一个圆班生产天多达３５０个提升循环，特别是给机电一队副井把钩工的工作带来了很大的困难。

首山一矿副井系统经过近一年的运行，矿井井筒涌水基本保持稳定在25m3/h左右，出水点主要集中在２２３米~３２２米处，出水点位置集中在井筒１００米范围内。

在２２３米～２９８米位置，此段距离７２米，出水点共２９个，表现形式为零星出水点出水，涌水顺井壁向下流淌，出水量较小。占副井井筒实际涌水量的１／３左右。

在２９８米～３２２米位置，此段距离２4米，出水点共３３个，涌水表现形式为集中出水点出水，部分出水点涌水由井壁向外喷出，而且在同一个层位出水点多达１０个，出水量大。占副井井筒实际涌

水量的２／３左右（井筒出水点情况见后附副井井筒涌水位置表）。 二、防治措施：

按照我们勘测的首山一矿副井井筒实际涌水情况，结合首山一矿矿井基本建设生产任务繁重，不可能停止矿井生产进行专门防治井筒涌水的特点和平煤集团公司其他生产矿井防治井筒淋水的方案，在不停产的情况下矿井井筒涌水治理主要采取疏导方法。就是采用一定的方式把井筒的涌水收集起来并通过专用疏水管道把井筒涌水引至井筒以外。

主要方式有以下三种：

1、安装接水管：在井筒内敷设一条专用疏水管道，利用在井壁上钻孔的方式，在井壁内安装一定数量的引水细管，把井筒淋水集中起来，再通过专用疏水管道把水引至井筒以外或井下大巷水沟。这种方式适用于矿井井筒零星出（喷）水、出水点比较分散的井筒涌水防治。

2、加装截水槽：在井筒内按照井筒直径的大小在井筒内不同位置敷设一定数量的截水槽，把水收集在截水槽内，再通过专用管道把水引至井筒以外。这种方式适用于井筒集中出水、出水点比较集中且涌水主要沿井壁流淌的井筒涌水防治。

3、接水管、截水槽相结合的方式：根据井筒内不同区段内涌水的情况，采取安装接水管、截水槽相结合的方式治理矿井井筒涌水。结合首山一矿副井井筒既有零星出水和又有集中出水的实际出水情况，我们认为采取此方案比较可行，通过实施此方案

可以达到治理井筒涌水的效果。 三、实施方案：

从副井井筒２２３米～700.5米敷设一趟￠100mm的无缝钢管

做为疏水主管，在副井井筒258米、298米、313米、322米处位置安装四套截水槽，所有截水槽的水流出口均以软连接的方式与疏水主管连通。同时对２２３米～２９８米和２９８米～３２２米

位置的个别出水点采用安装接水管和局部安装截水槽的形式进行处理，以保证副井涌水治理的质量。 四、选型及设计：

一、疏水管道选型及敷设： 1、疏水管道选型及连接：

首山一矿副井井筒现在实际的涌水在25m3/h左右，考虑水在管道内流动情况，根据管道选型按照经济流速2m/s进行选型的一般原则计算，￠50mm钢管的流量14m3/h，￠75mm钢管的流量

32m3/h，￠100mm钢管的流量56m3/h，考虑到井筒涌水一般速度较小、流量富裕系数和便于处理涌水中杂质堵塞等问题，建议首山一矿副井疏水管道选用￠100mm的钢管，即内径￠100mm,外径￠118mm，壁厚9 mm的钢管。（注：管道直径是管道内径，如￠

100mm的钢管是指内径为100mm的管道。）

同时考虑由于副井井筒较深和管道承压问题，疏水钢管应采用无缝钢管，且随井筒深度的增加，采用不同管壁厚度的钢管。为便于连接和提高施工进度，建议管道连接采用套袖连接方式。

2、疏水管道敷设：

1、敷设方法：

首山一矿副井井筒内敷设的管、线较多，管路4趟：其中￠377mm主排水管道2趟、￠273mm压风管道1趟，￠159mm供水管道1趟；

10kv高压电缆四趟，通讯、泄露电缆6趟。

综合考虑管路固定和便于入井、敷设几个方面，建议管路敷设在供水管道一侧，即副井井筒东北角。利用现有的供水管道的托架用管道卡子每隔6米对疏水管道进行固定。为承接和分散疏水管道的重量，在井底利用供水管路直管座支撑疏水管道的部分重量，同时考虑在井筒中间每隔50~100米安设一个直管座，把疏水管道的重量分散在管道托架上，以减轻供水管路直管座的承接的重量。（见后附图纸）

2、提升设备选型及管道敷设工艺：

副井井筒深度700.5米，管道敷设从223米～700.5米，需要敷设管道477.5米，考虑管道在井筒内提升运输环节、管道的重量、提升小绞车滚筒对钢丝绳容绳量要求等因素,对提升用钢丝绳和提升设备进行选型：

（1）、提升钢丝绳的选型：

内径￠100mm，外径￠118mm的无缝钢管的单位重量为23.3kg/m,每根钢管按6米长度计算，为139.8kg，使用6*19￠15.5、1520MPa的钢丝绳完全可以满足安全要求。

6*19￠15.5、1520MPa的钢丝绳的单位重量为84.57kg/100m,钢丝绳的破断拉力为13吨，钢丝绳所承受的最大载荷

P=84.57×7+139.8=731.79kg，不足1吨的重量，提升钢丝绳的安全系数>13，提升钢丝绳是安全的。

（2）、提升设备的选型：

由于疏水管道需要从副井井底开始安装，要求提升设备的容绳量不小于720米，根据不同提升绞车的容绳量，选用JD-55提升绞车（JD-55提升绞车的容绳量为 820米）。同时考虑JD-55提升绞车的电压等级为660/1140V,需要铺设单独的供电电源，需要从实业公司机修厂引一趟660 V供电电源，供电电缆截面选用35mm或50mm的电缆,完全可以满足供电要求。

（3）、管道敷设工艺：

首先将JD-55提升绞车的提升钢丝绳从管道安装位置下放至井底，做为管道安装的钢丝绳；然后利用井口现有的JD-11.4调度绞车在上井口把管道装进罐笼（穿罐帽），施工人员站在罐笼顶上，以2米/秒的速度下放至吊装位置，再利用JD-55提升绞车把管道从罐笼内拉出，安装在管道座上，并进行找正和固定，利用管道卡子把管道固定好，按照此工序依次进行，管道安装完毕后，再对管道接头位置套袖统一进行焊接。

二、截水槽的设计及安装：

截水槽的设计及安装的原则：保证罐笼运行的安全间隙，《煤矿安全规程》规定，罐笼与井壁的最小间隙为150mm,同时考虑截水槽在井筒内的固定与疏水管道的连接方式。

根据实际测量罐笼在井筒内的运行情况，罐笼在井筒内运时，罐

2

2

笼与井壁的正面间隙为250mm，则截水槽的断面不能超过100 mm，同时考虑截水槽截面满足涌水流量的需要。 1、截水槽的设计：

考虑截水槽机械强度和截面满足涌水流量的需要，截水槽材料选用厚度为8mm的钢板，截面做成半开放的矩形（安装后利用井壁成为一个封闭的矩形），截面100mm(宽)*150mm(高)，截面积15000mm满足排水流量的需要。 2、截水槽的安装：

根据副井出水点的分布情况，在副井井筒258米、298米、313

2

,

米、322米处位置安装四套截水槽，所有截水槽的水流出口均以软连接的方式与疏水主管连通。

截水槽安装采用分段组装的方法，用焊接或螺栓连接方式固

定在井筒内托架上，针对井筒西侧托架间距较大的特点，在此位置加装槽钢做为截水槽支架，槽钢支架焊接或固定井筒内托架上，

在保证截水槽的安装稳固。同时为保证截水槽与井壁的紧密结合，截水槽与井壁间隙用水泥进行加固。

副井井筒涌水情况具体位置分布图

位 置 东 西 南 北 合计 223米 247米 254米 。 。。 。。 。。。 。。 。 。 。。。 6 4 5 258米 266米 272米 298米 301米 。。 。 。。。 。。。 。。 。。 。。。。 。 。 。。。。。 5 3 3 3 9 313米 。。。。 。。。。 8 315米 321米 322米

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