摘要：近些年，我国的矿井施工基本处于较为安全、可靠的生产状态，尤其是在矿井巷中的各项施工技术有了很大的进步，防治水工作有了明显的成效。但是在实际的矿井施工时，水害问题仍是施工所面临的重要问题这一，在这种情况下，急需有效的防治水技术保障矿井施工的顺利进行。本文以矿山井巷的施工为研究对象，探索有效的防治水施工技术，希望为类似的防治水工作提供可借鉴的技术措施。
关键词：矿山井巷；防治水；施工技术
在矿山井巷的施工中，应当特别注重防治水工作，防止因渗水而降低工程的稳定性等性能，严重影响了整个工程的施工质量。在施工过程中，要对每个环节进行全面的勘察、监控，根据实际情况作出科学合理的预测，对于容易出现安全隐患的关键点要提前做好防控措施，并不断的调整优化施工技术，达到有效的防治水的目的，确保工程质量不受损坏。
1当前我国矿产防治水工作的特点
1.1防治水工作的规范和制度建立有待加强
针对防治水工作，我国已经出台了相关的法规及标准，使防治水工作不断细化和规范化。虽然有些矿产企业也根据自身生产的实际情况制定了防治水的一系列制度，但是仍不够完善，导致在落实的过程中出现很多不衔接、不合理之处。因此需要进一步完善防治水工作的相关制度，使防治水工作更加规范、有效。
1.2防治水基础工作的质量增强
矿山生产的危险性较大，为了实现安全生产，大多数的负责人都特别注重井巷的防治水工作，因此还成立专门的机构，配备专业的人员实施防治水工作的监督管理。在施工过程中还不断加大对防治水环节的资金投入，确保防治水工作取得成效，推动井巷施工的顺利进行。不仅如此，还提升了设备采购的标准，最大限度的使用最先进的设备增强防治水工作的效果。
1.3防治水技术的研究进展明显
在实际施工时，还应当与设计单位加强配合，及时发现施工中的各种问题，共同研究提出相应的技术改进措施，确保防治水工作的安全实施，也保证了井巷的安全。
2矿山工程的水文地质
矿山工程井巷中的涌水主要来自于地表水、地下水、大气降水、老窑水，矿山井巷施工中主要防治的是地下水。在实际的施工过程中一旦发生涌水就容易导致坍塌、淹井等事故的发生，严重损害了整个项目的安全，因此在井巷施工中必要做好水文地质勘测工作，根据水文地质情况作出合理的防水、探水、疏排水方案以及相应的应对措施。另外，还要不断完善防治水技术，从根本上防止井巷发生涌水现象，保障施工的安全进行。
注浆法是通过一定技术将浆液注入到地下存在的各种空隙中，浆液在空隙中凝固、硬化从而防止地下水向上渗透，增强了地质的强度，也实现了岩土加固、预防渗水的目的。注浆法根据实际施工中注浆与井巷掘进工作开展顺序，分为预注浆法和后注浆法。
预注浆法是注浆工作在井巷掘进工作前进行的，这种方法根据注浆场所的不同又常分为地面预注浆和工作面预注浆两种。
后注浆法是在完成了井巷掘砌后，再开始注浆。这种方法最主要的是防止出现井筒涌水，同时防止井壁和井帮发生渗水而做出的永久性注浆支护。
3防治水施工技术
3.1注浆堵水
注浆堵水就是通过一定的设备将注浆液注入相应的地质层内，使注浆液充满地下的空隙然后凝固、硬化，阻断了地下水向上渗入井筒的通道，实现降低井筒涌水量并且防止出现渗水现象的目的。根据这种原理，注浆堵水在实际施工中有两种操作方式：一种预注浆，即在井筒掘进前为实现干井的目的向围岩的含水层进行的注浆堵水施工作业；另一种是壁后注浆，这种方式主要是为了阻断井壁渗水的通道，在井筒掘砌结束后向相关地质的井壁进行注浆操作。
3.2地面预注浆
地面预注浆也就是说注浆孔的成孔、注浆作业都在建井前完成的，而且时在地面上进行。地面预注浆大多适用于地下水层较浅的情况。在实际施工中，根据井筒及周围地层的相关地质条件进行钻孔，通常情况下，钻孔的位置应当在大于井筒直径1-3m的圆周处，有时也在井筒直径内进行钻孔。在注浆时，如果含水层较薄，则可以一次性完成作业；如果地下含水层比较厚，则应当选取分段注浆的方式，其中每个注浆高度都应当根据实际地质中裂隙情况而确定，地下裂隙越明显，每一段注浆的高度就应当越小，通常会保持在15-30m的范围内。
当采用分段注浆时也分为两种方式。一种是自上而下的分段钻孔，然后进行分段的注浆，虽然这种注浆方式能够取得较理想的凝固效果，但是所需的工程复杂且量大；第二种方式就是钻孔时就一次性的将孔钻到含水层下4米左右，然后在分段注浆时充分利用止浆塞，这种注浆方式是自下而上进行的，而且不需要重复的钻孔，只是这种注浆效果相对较差。尤其是在垂直裂隙较突出的地质层内，更不适合采用这种方式。因此，在实际施工时应当全面勘察所处的地质含水层特点，然后合理选择注浆方式，从而较好的凝固、堵水，避免涌水事故的发生。
3.3工作面预注浆
如果含水层距离地面较深，可以利用井筒工作面进行注浆作业。当井筒掘进到一定程度且符合向含水层注浆的距离时，先暂停掘进，在工作面上设置止水垫，然后继续实施钻孔、注浆作业。如果含水层上部具有高硬度、高密度的岩层，则可以直接在岩帽上进行钻孔注浆。其中岩帽、止水垫都是防止在钻孔注浆过程中出现跑浆或冒液现象而设置的。如果含水岩层的裂缝较发育，且基本相互连通，这样可以适当减少钻孔数量，防止浆液的扩散。合理判断井筒的用水量，当用水量至少要在10立方米/小时以上时，就应当采取工作面预注浆的方式进行。
3.4壁后注浆
当井筒完成了掘进与砌筑作业后，如果井壁施工出现一定程度的问题，就特别容易引发壁面渗水。加上井内部的设备如果不能起到有效的支护作用就严重威胁井内施工人员的安全。壁后注浆能够较好的消除这种隐患，采取由上到下注浆的方式，注浆高度需要根据含水层的实际情况进行确定，通常情况下注浆高度保持在15-25m的范围内。如果井筒中出现了较大的裂缝往往就是出水量较大的部位，这时可以采用预埋注水管的方式对井壁进行称砌，同时严格控制注浆的速度，确保操作的连续性。如果未进行预埋注浆管的操作，则应当在井壁背面的裂缝处做出合理的控制措施，防止漏水进一步扩大。
在地面，为了避免透水、涌砂事件的发生，在钻孔时应当绕开井壁，为了进一步加固井壁，还要对井壁中的空隙进行加固处理，封堵地下水的渗出通道。当井壁的支护结构为双层时，则将浆液注入到双层支护之间，同时应当确保注浆孔处在井壁内部，不能穿过井壁，避免对支护效果造成破坏，影响矿井的安全质量。
3.5井筒排水
井筒施工时，还要注意及时清理井筒内的积水，按照井筒涌水量的规模，排除工作面积水的方式通常有三种，即吊桶排水、吊泵排水、卧泵排水。
图1 隔膜泵示意图
3.5.1吊桶排水
吊桶排水是需要采用特定的设备将工作面的积水抽进吊桶内，然后利用提升机将吊桶提升至地面，从而将积水排出。常用的设备有隔膜泵（见图1）或风动潜水泵。吊桶排水的能力取决于吊桶容积以及提升频率，一般情况下，当工作面积水不大于8m3/h时较适于这种方式。
3.5.2吊泵排水
吊泵排水就是通过吊泵将积水排出至地面或中间泵房的方式。其中吊泵时悬吊在井筒内部的，利于操作的进行。当工作面积水40m3/h时适于该种方式，如果积水过多采用这种方式，就需要相应的增加吊泵，过多的使用井筒空间会在一定程度上增加井筒的不稳定性，因此积水过多时不适于此种方式。
采用这种方式时，还可以安装风动潜水泵共同排水，先利用潜水泵将工作面的积水排至中间水箱内，接着利用吊泵将水箱中的积水运至地面排出。
如果井筒深度大于吊泵的扬程，就应当采取多段排水的方式，通过增加中间泵房，先通过吊泵将积水逐段排至中间泵房，然后再逐渐排出至地面。
3.5.3卧泵排水
卧泵排水是通过潜水泵将工作面积水排入水箱中，经过了除沙环节后通过卧泵将水箱中的积水排出至地面。这种排水方式最大的优点就是排水设备基本不会占用井筒过多的空间，而且卧泵在安全性能方面具备明显的优势，不仅故障率低而且易于维修，另外还具有扬程高、流量大的特点，更适合多种形式的工作面积水情况。
3.6截水和泄水
为了尽可能的降低工作面的积水量，同时提高井壁的施工质量，还需要阻断工作面及井帮的淋水，并将其引入特定的泵房或者水箱中。截住井帮淋水最常采取的途径是在含水层以下安装特定的截水槽，然后进行截水并完成排水的操作。如果井筒掘进前，巷道已经预先通过井筒底部，并且在底部形成较为完善的排水结构时，可以通过钻孔泄水的途径完成截水泄水的目的，也可以为井筒的掘进作业提供可靠的基础。
4结语
综上可知，做好井巷施工中的防治水工作不仅是井巷安全的保证更是整个矿产施工的需要。防治水管理人员应当全面勘测地质水文条件，科学合理的判断可能存在的隐患，并制定有效的应对措施，同时选取适宜的注浆方式、排水方式等，最大限度的降低井巷内的积水，确保井巷的安全，促进矿产工程的安全进行。
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论文作者:姜立忠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：井筒论文; 注浆论文; 井壁论文; 积水论文; 工作面论文; 含水层论文; 方式论文; 《基层建设》2019年第15期论文;