那精煤矿副井第二绕道堵水墙设计说明书(1)

那精煤矿副井第二绕道 堵水墙设计说明书

一、概况

目前由于副井第二绕道与103回风联络巷相接处底板出水，出水量约为80～100立方米/小时，经矿领导研究决定对出水点进行堵水。2月3日完成一堵堵水墙，由于施工匆忙，关闭闸阀堵水后发现墙体不严密，达不到堵水效果，为实现突水点堵水，现在副井第二绕道砌第二道堵水墙，编号为FSQ02。施工位置在出水点往外12米处，距第一道堵水墙4米。 二、设计依据

1、静水压力：出水点出水岩层为煤层底板，与+35m截水巷出水岩层为同一岩层。矿井静水位标高为+114m，堵水墙所处标高为-32m，堵水墙所压力P=1.44MPa<1.6MPa，即14.4kg/cm2。

（P=ρgh=1.0×103×9.81×(114+32)=1432260Pa，取P=1.44MPa）

2、围岩性质：出水点为副井第二绕道煤巷段底板。为确保堵水墙质量，堵水墙位置定在出水点往外12米岩巷中，距第一道堵水墙4米。顶、底板及围岩都为石灰岩，普氏系数f>6。围岩分层明显，裂隙较发育。

3、巷道断面形状：堵水墙所处位置的巷道为矩形断面，其规格为2.4m×2.4m。巷道坡度为0°。

4、出水点出水量80～100立方米/小时；

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5、墙体采用强度等级为C25的混凝土进行浇注。C25的混凝土配合比为1立方混凝土需：水泥356 kg、水185 kg、砂613 kg、碎石1246 kg，重量比1 : 0.52 : 1.72 : 3.5。即1立方混凝土需水泥0.356t、水0.185m3、砂0.48m3、碎石0.78m3。 三、堵水墙结构形状选择

1、根据设计水压值P=1.44MPa<1.6MPa，堵水墙形状可采用圆柱形或楔形。考虑巷道情况，为便于施工，堵水墙采用矩形结构形。

2、堵水墙下部离底板10cm处设三路Φ100mm放水管，作放水之用；设2～4路Φ25镀锌管用于灌浆；设2～4路Φ25mm镀锌管用于排气; 一路Φ25mm镀锌管用于安装压力表。 四、堵水墙墙体厚度计算

参考《采矿工程设计手册》（煤炭工业出版社）第五篇第十二章第二节防水闸门硐室设计公式,堵水墙所受的水压P=1.44Mpa，分别按圆柱形公式和楔形公式进行计算：

1、按圆柱形公式计算

?B?r?2sina?r??L0?nf cc??1r0rfrdP??L?nL0?式中：

L—堵水墙墙体长度，m； L0—一段堵水墙墙体长度，m；

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r—堵水墙圆柱内侧半径，m；

B—堵水墙墙体前、后巷道净宽，取2.4m； n—堵水墙分段段数，取n=2；

α—凸缘基座支承面与硐室中心线夹角，式中取25°；

?cc—素混凝土的轴心抗压强度设计值，取

?cc=0.95×fc=0.95×12.5=11.875N/mm2； ro—结构的重要性系数，取1.1； r?—作用分项系数，取1.3；

rd—结构系数，据硐室净断面的大小取值1.5； P—堵水墙硐室设计承受的水压，P=1.44N/mm2； 代入公式计算：

???r?B2.4?2sina?2??2.84?L?rsin?225.84??0nfcc??12?11.8750.42 ?r0rfrdP1.1?1.3?1.5?1.44?1?L?nL0?2?0.42?0.842、按楔形公式计算

L?H?B??4tan?1?4???f?dHBP????B?H?2f?1?cc?? 式中：

L—堵水墙墙体长度，m；

B—堵水墙墙体前、后巷道净宽，取2.4m；

α—凸缘基座支承面与硐室中心线夹角，式中取25°；

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?cc—素混凝土的轴心抗压强度设计值，取

?cc=0.95×fc=0.95×12.5=11.875N/mm2； ro—结构的重要性系数，取1.1； r?—作用分项系数，取1.3；

rd—结构系数，据硐室净断面的大小取值1.5； P—堵水墙硐室设计承受的水压，P=1.44N/mm2； H—堵水墙前、后巷道净高，取2.4m.； 代入公式计算：

?2.4?2.4?4?1.1?1.3?1.5?2.4?2.4?1.44?1?L??1??0.32m 2?4tan25????2.4?2.4?11.875??据以上公式计算结果，考虑到要安全的承受水压及地压，以及地面注浆堵水的要求，最终确定墙体厚度值取1.3m。 五、堵水墙掏槽深度计算

pS堵水墙掏槽深度按公式E?k计算，

fcl式中：E—水闸墙刻槽深度：

K—水闸墙设计安全系统取2.5； P—最大净水压力，P=1.44Mpa； S—水闸墙迎水面净面积，m2； l—水闸墙被水面净周长，m；

fc—混凝土设计抗压强度，C25的混凝土的fc=12.5Mpa/m2 计算得：E?kpS1.44?2.4?2.4?2.5??0.17m fcl12.5?2.4?4- 4 -

据以上公式计算结果，考虑到围岩分层明显，裂隙较发育以及爆破掏槽的要求，最终确定掏槽深度值取1.0m。 六、工程量计算

1、水闸墙混凝土体积V（m3） V=kV墙=1.2×4.4×4.4×1.3=30.2m3 2、材料计算

（1）水泥：M1=30.2×0.372t/m3=11.2t （2）中沙：M2=30.2×0.48 m3/m3=14.50 m3 （3）碎石量：M3=30.2×0.78m3/m3=23.56m3 七、堵水墙加固

为保证堵水墙质量，施工堵水墙要先在施工位置处巷道四周围岩进行掏槽，掏槽后在施工堵水墙位置，四周围岩打锚杆，以便增强堵水墙墙体与围岩结合的稳定性，锚杆规格Φ20×2000mm，锚杆间距1.0米，排距0.5米，锚杆锚入围岩1.0米，外露1.0米嵌入堵水墙墙体中。墙体内横纵各设置4根18kg/m铁轨，并用10mm钢筋编织钢筋网，加强墙体强度，详见附图。 八、工程质量与要求

1、堵水墙位置必须选在围岩稳定的地方，由矿工程技术人员现场

确定后，方可施工。

2、必须按设计要求用浅眼爆破掏槽，钻眼深为50cm。掏槽后底部、两帮、顶部围岩必须清理干净，并用水冲洗水闸墙硐室，且应形成粗糙面，浇筑混凝土时四周墙帮必须刷洗干净后方可浇灌。

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