中国矿业论坛_防水闸墙说明

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）目录一、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，东到张莱路2.5km，北距309国道4.6km、胶济线10km，西距09公路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，北升南降，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，夏炎东寒，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℃，六至八月气温最高，平均25℃～27℃，十二月至笠年二月份气温最低。冻土：冻土厚度490mm左右。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（C2b）：底界为奥陶系石灰岩的顶面，总厚度19.08m～41.86m,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（C3t）：总厚度154.25～182.04m，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10-1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（P1s）：总厚54.89～82.26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（P1x）：总厚度95.24～132.47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6.94～53.26m，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10-3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5m3/h，最大涌水量10m3/h。井田边界调整及生产能力扩大后，矿井正常涌水量810m3/h，最大涌水量20m3/h。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砼强度等级：C30围岩：砂质页岩2、设计计算⑴按倒截锥形公式计算3986.0/lnln0tdfifPL0LLLiccccsddffSfPS/02)4(2)225.02)(4(4)42()42(223233SDBhhBDhBDE式中：Li—防水闸墙墙体应力衰减段计算长度，m;γ0—结构的重要性系数，取1.5；γf—作用的分项系数，取1.5；γd—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/mm2,取1.5（C30）；L—防水闸墙墙体长度，m;L0—防水闸墙墙体应力回升段计算长度，取2.0m；γsd—作用不定性系数，取1.75；fcc—素混凝土轴心抗压强度设计值，fcc＝0.95×fc≈11.9N/㎜2；S—闸墙墙体前、后巷道净断面积，取4.8㎡；E—闸墙墙体嵌入围岩深度（含砌壁厚），m；B－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—防水闸墙前、后巷道墙高，取2.0m；mLi6.43986.0/5.1ln8.25.15.15.1lnmL6.60.26.42247.119.11/8.49.118.275.15.15.15.1mS)4(2)0.244.220(E)4(2)47.112025.00.24.22)(4(4)0.244.220(22＝0.738m根据上面计算取L＝6.6m，E＝0.75mm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、防水闸墙硐室及巷道浇筑砼应采用C30级混凝土配比，施工中必须预留砼试块，试块的强度等级不应低于C30。进行混凝土浇注时，应连续浇注并予埋注浆管。防水闸墙浇灌砼完毕后7～10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、防水闸墙硐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，保证硐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、砼施工规范、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16.6×2m，浇筑墙体6.6×2m，浇注砼工程量（两处）116.89×2m32、经济指标：工程总概算价值（两处）5.8×2万元