中国矿业论坛_防水闸墙说明.docx

章丘鑫岳有限责任公司六号煤矿301主下山、401副下山防水闸墙设计说明书（设计压力：2.8MPa）一、概述 1二、自然地理2三、地质特征3四、工程设计5五、技术措施 7六、技术经济指标8一、概述章丘鑫岳有限责任公司六号煤矿原为章丘市旭升乡木厂煤井，为乡镇煤矿。2004 年初章丘煤矿整合重组，整合后矿井更名为章丘鑫岳有限责任公司六号煤矿，为市 属国有煤矿。矿井设计生产能力12万t/a ,现处于技改期间。矿井采用一对立井开拓，主井 为混合提升井兼进风，副井为专用回风井，矿井可采煤层3、4、7、9层煤，现正开拓开采二水平3、4层煤。本矿井北部与鑫岳五号煤矿相邻，东部与章丘矿业集团五号煤矿相邻，西部与 淄博矿业集团埠村煤矿三井相邻。经调查，原旭升乡木厂煤井在1999年前曾有过越界行为，进入淄矿集团埠村煤 矿井田范围，三层煤巷道与埠村煤矿三井3层煤老空区连通。为确保两矿安全生产， 按照有关规定和矿井安全生产要求，需采取永久隔离措施。受鑫岳有限责任公司六号煤矿委托，编制完成了章丘鑫岳有限责任公司六号 煤矿301主下山、401副下山防水闸墙设计二、自然地理1、位置与交通章丘鑫岳有限责任公司六号煤矿（原章丘市旭升乡木厂煤矿）位于章丘旭升东 南部的木厂涧村，距离章丘市约 10km,东到弓K莱路2.5km,北距309国道4.6km、 胶济线10kmi西距09公是& 3.3km,交通便利。2、地形地貌章丘鑫岳有限公司六号煤矿地处鲁中山区，地表为山岭坡地，地表东升西降， 北开南降，区内无地表水系，山坡地带冲沟发育，地表径流通畅。地面标高在163.24 190.00m 之间。3、气候气象本区属大陆性季风气候，气候变化显著，四季分明，豆炎东寒，年内气温变化 较为明显，往年春季及夏季前期多以东南风、西南风为主，最大风速为18m/s,空气较干燥，湿度不大。气象情况：据章丘市气象局观测统计资料，年平均降雨量 610.4mm七、八月 份为最大，约占全年降雨的50%,十一月份至笠年最少。近年雨雪量较少。蒸发量：年度月平均蒸发量139mm六月份331.8mm为最大，十一月份至笠年 二月份为最小。气温：年平均气温12.1 C,六至八月气温最高，平均25c27C,十二月至笠 年二月份气温最低。冻土：冻土厚度490mrnfc右。4、地震据国家地震局和建设部颁发的中国地震烈度区划图（2001）,章丘地区的地震烈度为6度，地震动峰值加速度为0.05g。三、地质特征（一）地层本井田属于济东煤田，济东煤田整体为一北西向单斜构造，倾向北东。因受断 裂切割，形成若干个地垒地堑式段块构造。本矿处于埠村井田勘探区，主要含煤地 层为下二叠统山西组和上石炭统太原组，华北型含煤岩系。煤系上覆第四系，煤系 基底为奥陶统。井田内地层由老到新分述如下：1、奥陶系（O）:厚层青灰色石灰岩，总厚800米左右，上距徐灰8m左右。2、石炭系（C）:假整合于奥陶系之上，为海陆交互沉积。（1）本溪组（Gb）:底界为奥陶系石灰岩的顶面，总厚度19.08m41.86m ,平均28.25m。岩性由砂岩、砂砾岩、砂质页岩、页岩、灰岩、铝土岩及煤线组成。 徐灰裂隙岩溶发育。本组内可采煤层有 10-3煤层。（2）太原组（Ct）:总厚度154.25182.04m,平均170.59m。该组含煤十余 层，为主要含煤地层，本区内可采煤层有 7煤、9-3煤和10一1煤。本区含石灰岩5层， 为重要的标志层。3、二叠系（P）:（1）山西组（Rs）:总厚54.8982.26米，平均65.91米，岩性由砂岩、砂 质页岩、页岩、粘土页岩和煤组成，为重要的含煤地层。含煤 4层，分别为1煤、2 煤、3煤、4煤。（2）下石河子组（Rx）:总厚度95.24132.47米，平均118.10米。岩性由 砂岩、砂质页岩、页岩、粘土页岩组成。（3）上石河子组（P2S）:井田内只分布该组下部地层，底界为B层粘土岩的底面，其上为灰白和杂色砂岩、砂质页岩、页岩、粘土页岩组成。4、第四系（Q）:总厚6.9453.26m,平均36.56m,厚度由南向北逐渐增大， 由黄土、砂土、亚粘土和砾石组成。（二）含煤地层井田内含煤地层为二叠系下统的山西组、石炭系上统的太原组和本溪组。煤 3 和煤4赋存于山西组中，煤7、煤9和煤10-1赋存于太原组中，煤10一3赋存于本溪组 中。（三）构造本矿位于文祖断裂带附近，断裂构造较发育，整个井田中部成地垒构造，东西 两区以F21和F18断层为界。对矿井正常生产影响较大的断层有 F17、F18和F21。（四）煤层顶底板情况施工防水挡墙位置位于4层煤巷道中，4煤直接顶以砂质页岩为主，次为细砂 岩，老顶为砂质页岩。底板多为细砂岩和砂质页岩。（五）水文地质情况1、大气降水及地表水由于鑫岳六号矿井井田位于山坡地带，东高西低，东部为奥陶纪石灰岩山峰， 向西逐步被第四系所覆盖，因此地表水系对井田充水影响主要在井田的东部。大气 降水沿奥灰层补给深部，随降雨量增大，奥灰水位逐步升高，最高在+110m左右。地表水可沿第四系及老窑井筒、地表塌陷区渗入井下，导致雨季井下涌水量增加， 加大矿井排水难度，提高排水费用，对矿井造成一定危害。2、地下含水层性质及补给条件鑫岳六号矿区现开采3、4层煤，直接充水含水层为山西组砂岩，简介充水含水 层为第四系砂砾层含水层。补给水源为大气降水，补给通道为砂岩隐伏露头。3、相邻矿井对该矿的影响该矿西部为淄博矿业集团埠村煤矿三井，靠近本矿井的3、4层煤早已开采完毕， 留有大面积采空区，而本矿的前身-原章丘市旭升乡木厂煤井于 1999年曾越界开采 井田边界煤柱，导致3煤巷道与埠村煤矿三井的3煤采空区连通，故本矿井受相邻 矿井老空水威胁，必须进行隔离。这也是本次防水闸墙设计的主要目的。6、矿井涌水量据煤矿统计资料，目前正常涌水量 5n3/h ,最大涌水量10n3/ho井田边界调整及 生产能力扩大后，矿井正常涌水量 810n3/h ,最大涌水量20n3/h 0四、工程设计(一)施工地点的选择1、301主下山防水闸墙施工地点选在 301主下山中段、联络巷以上15m左右。 该处位于煤3中，顶板为砂页岩，底板为砂质页岩，围岩完整，无构造发生。岩石 致密坚硬，施工条件良好。巷道底板标高-95m左右。2、401副下山防水闸墙施工地点选在 401副下山下段、四层北平路以上15m左 右。该处位于煤4中，顶板为砂页岩，底板为砂质页岩，围岩完整，无构造发生。岩石致密坚硬，施工条件良好。巷道底板标高 -105m。(二)工程设计计算1、基础参数地面标高：+175m井下标高：301主下山-100m, 401副下山-105m净水压：取2.8MPa巷道净宽：2.4m巷道净高：2.0m碎强度等级：C30围岩：砂质页岩2、设计计算按倒截锥形公式计算Li ln 0 fdp ln ft /0.3986L Li L0S20 f d sdP fcc S/fcc(D 2B 4h3)( D 2B 4h3)2 4(4)(2Bh3 0.25 D2 2S2)2(4)式中：L一防水闸墙墙体应力衰减段计算长度， m;Y0一结构的重要性系数，取1.5;1一作用的分项系数，取1.5;丫 d结构系数，取1.5 ;P最大静水压力，2.8MPa;ft混凝土轴心抗拉强度设计值，N/m市取1.5 (C30);L一防水闸墙墙体长度，m;L。一防水闸墙墙体应力回升段计算长度，取2.0m;丫 Sd一作用不定性系数，取1.75;f cc一素混凝土轴心抗压强度设计值，f cc = 0.95 X f产11.9N/ mm (4)=0.738m根据上面计算取L=6.6m, E= 0.75mm；S闸墙墙体前、后巷道净断面积，取 4.8 m2；E一闸墙墙体嵌入围岩深度(含砌壁厚)，mB防水闸墙前、后巷道净宽，取 2.4m；D防水闸墙前、后巷道园拱部直径，取 0.0m；h3一防水闸墙前、后巷道墙高，取 2.0m；Li ln 1.5 1.5 1.5 2.8 ln 1.5 / 0.3986 4.6mL 4.6 2.0 6.6mS21.5 1.5 1.5 1.75 2.8 11.9 4.8/11.9 11.47m2E(02 2.4 4 2.0)2 (4)(02 2.4 4 2.0)2 4(4)(2 2.4 2.0 0.2502 2 11.47)五、技术措施1、防水闸墙要布置于稳定、完整的岩层中，并避开岩溶、断层、节理、裂隙发 育的破碎地带；建设单位在防水闸墙掘进施工过程中，认真观察现场地质条件的变 化，发现问题及时研究调整设计位置和支护方式。2、防水闸墙碉室及巷道浇筑碎应采用 C30级混凝土配比，施工中必须预留碎试 块，试块的强度等级不应低于 C3Q进行混凝土浇注时，应连续浇注并予埋注浆管。 防水闸墙浇灌碎完毕后710天后，必须对其壁后进行反复注浆，注浆材料用525号普通硅酸盐水泥，注浆时先用清水冲孔，浆液应先稀后浓，且不少于三次，其最 终注浆压力应大于设计水压的1.5倍，以保证围岩抗压强度不低于混凝土抗压强度。3、防水闸墙碉室采用锚网作为临时支护。4、支护施工要使用优质水泥、纯净河沙、标准石子。5、浇注用模板要一面刨光，确保混凝土表面光滑。6、要按设计参数支设模板，保证碉室尺寸符合部颁质量标准。7、两防水闸墙均处于坡度较大的下山巷道内， 施工期间必须加强斜巷提升运输 安全，杜绝跑车伤人事故发生。8、本说明未尽事宜，请按煤矿安全规程、碎施工规范、矿山井巷施工及验收规 范等有关文件执行。六、技术经济指标1、技术指标井巷总工程量（两处）扩刷16.6 X2m,浇筑墙体6.6X2mi浇注硅工程量（两处）3116.89 X2m2、经济指标:工程总概算价值（两处）5.8 X2万元