會計學1奧陶系突水高壓水閘墻設計與施工的若干問題1、礦井水文地質工程地質條件

1.1地質條件：地層——井田內鉆孔揭露的地層由老到新為：奧陶系、石炭系、二疊系、侏羅—白堊系、第三系、第四系。第1頁/共89頁三河尖煤礦地層綜合柱狀圖

第2頁/共89頁地質構造——三河尖井田位于滕魚背斜向西南的延伸部分。經地震測線控制、鉆孔穿過及生產揭露的大中型斷層有30條，其中孫氏店斷層、F1/斷層和F24斷層為井田邊界斷層。

第3頁/共89頁三河尖井田構造綱要圖

第4頁/共89頁1.2水文地質條件

三河尖煤礦位于半封閉的滕縣背斜儲水構造水文地質單元的西南側。根據含水層巖性特征，空隙性質及地下水埋藏條件，可劃分為三種類型的含水層組：孔隙潛水-承壓含水層組裂隙承壓含水層組巖溶裂隙承壓含水層組

第5頁/共89頁1.3工程地質條件

主要研究21102工作面本次防治水工程21煤及其頂底板的主要工程地質類型的工程地質性質。

第6頁/共89頁1.421102工作面突水情況21102工作面概況——位于太原組西一、西二采區，該工作面為三河尖煤礦太原組首采工作面。工作面走向長1136m，傾斜長85m，采深為-770.8至-831.2m，煤層傾角16°-20°，煤厚1.1-1.8m，煤層直接頂板為十二灰，厚度5.2m，老頂為泥巖，厚15m；直接底板為泥巖，厚0.7-1.1m，老底為細砂巖，厚2.7m。21煤層底板距奧灰45.62m，距離富水的奧灰馬家溝組約為200m。21102工作面在回采過程中涌水量一直在2m3/h左右，至突水時工作面回采330m。

第7頁/共89頁21102工作面突水經過——于2002年10月26日8：40發生突水，短時間內最大涌水量達2170m3/h，后逐漸衰減。至今水量穩定在后一直穩定在1020m3/h，水溫50.5℃。

涌水量變化曲線圖第8頁/共89頁2、國內外現狀及本課題

研究內容

2.1現狀綜述突水的預測和防治——煤礦開采技術的一個重要組成部分水閘墻（防水門）——礦山巷道隔水構筑物注漿堵水——煤礦防治水中應用廣泛的工程技術第9頁/共89頁突水的預測和防治

——煤礦開采技術的一個重要組成部分由于煤礦水害而給國家和人民帶來的人身傷亡和經濟損失極為慘重。在我國煤礦重特大事故中，水害事故在死亡人數上僅次于瓦斯事故，居第2位；在發生次數上，也緊隨瓦斯和頂板事故之后，居第3位。據不完全統計，在過去的20多年里，有250多個礦井被水淹沒，死亡1700多人，經濟損失高達350多億元人民幣。上世紀80年代中期是我國煤礦水害最為嚴重的時期，當時在開灤、肥城、焦作等礦區連續發生了多期災難性突水淹井事故。隨著兩期工業性試驗研究和政府對防治工作監管力度的加大，我國煤礦水害事故呈現出逐年減少的趨勢。第10頁/共89頁突水的預測和防治

——煤礦開采技術的一個重要組成部分近年來，隨著科學技術的進步，煤礦生產與建設過程中的裝備、工藝、技術都有了極大的提高，但煤礦突水事故卻頻繁發生。特別是2000年以來，煤礦水害事故又呈現出上升的趨勢。據不完全統計，從2000年到目前為止，共發生重特大水害事故152起，死亡970人，失蹤340人。此外，礦井水害事故對煤礦正常生產的影響也非常大，特別是對一些高產高效現代化礦井影響極大。這些礦井一旦發生水害事故，即使不淹井不死人，也可能造成綜采機械設備不能正常工作，停產一天都會造成巨大的經濟損失。目前我國水害壓煤超過100億噸，隨著開采條件的復雜化，一些特殊礦井水害問題也日益嚴重。如近松散層采煤的水砂突涌問題、大型水體下采煤的安全開采上限問題、西部缺水地區的保水采煤問題等。這些問題的研究目前尚不夠深入，需要進行專門攻關。第11頁/共89頁突水的預測和防治

——煤礦開采技術的一個重要組成部分顯而易見，在加強監管同時進一步開展礦井水害綜合防治研究，有效遏制礦井水害事故的發生，已成為保障礦井安全生產的十分迫切的需要，具有重大的社會意義和經濟意義。關鍵技術加強礦井水害防治基礎理論研究研究建立礦井水害自動監測預報預警系統研究開發礦井水害救災快速反應指揮系統研究高性能注漿材料及注漿工藝解決特殊礦井水害問題第12頁/共89頁突水的預測和防治

——實例與經驗礦山防治水技術水平也得到了不斷提高，從簡單的單純排水發展到復雜的預先人工降低地下水位的疏干；從簡單的堵漏發展到現代的注漿和構筑防滲墻技術，已使許多過去因水害而不能開發的礦床得以安全開采，嚴重的水害礦山得以根治。第13頁/共89頁突水的預測和防治

——實例與經驗焦作礦區“立足礦井，預防為主，疏堵結合，分類治理”的防治水方針，采取綜合治理的防治水技術與措施。主要技術措施有：（1）加強水文地質預測、預報堅持月、季、年的水情水害預測、預報工作，對礦井生產地區進行逐頭、逐面分析。及時、準確的水文地質預報工作，一方面為生產部署提供了可行的地質依據，避免了盲目采掘，另一方面可減少突水和降低突水強度，保證安全生產。（2）堅持有疑必探，防止巷道誤揭斷層突水為防止采掘巷道誤揭落差大于5m的斷層，制定了有疑必探、超前探水的具體有疑標準。另外，根據斷層落差和水壓大小，留設足夠的防水煤柱；而巷道必須穿過斷層時，要采取加固措施，降低礦壓對圍巖的破壞，有效防止斷層滯后突水。（3）合理疏堵，減少礦井涌水量控放方法有兩種，第一種是鉆孔控放，在適當地點向灰巖含水層打放水鉆孔，孔口加截水閥，必要時可以關閉或控制流量；第二種方法是建控放站，在適當地點向灰巖含水層掘進巷道，在揭露灰巖前建立防水閘門，然后沿灰巖含水層開掘巷道放水，利用水閘門按采掘工程進度及突水規律控放，經生產驗證效果較好。對已回采結束的采區采用防水閘門

(墻

)封閉是生產礦井減少水量的另一有效途徑。第14頁/共89頁突水的預測和防治

——實例與經驗（4）改革巷道布設，減少惡性突水焦作礦區礦井水平大巷，采區上下山布置隨開采水平加深和對水文地質條件的認識程度經歷了三個階段。第一階段將巷道布置在煤層頂板巖石中，其弊端在于留設保護煤柱大，維護困難，造成煤炭回收率低，第二階段將巷道設計在底板巖石中，其優點是減少煤柱損失，有利疏水降壓。隨開采深度增加各含水層水壓相對升高，二灰、奧灰突水日趨嚴重，掘進巷道時突水次數增多，突水量增大，淹井、淹采區事故愈來愈多。在總結上述兩個階段的正反兩方面經驗和教訓，認識到焦作礦區的巷道布置要決定于水文地質條件復雜程度，在高水壓

(>2.0MPa)地區或八灰水疏放效果不好的地區，主要巷道布置在頂板巖石中，不做或少做底板巖巷，待防排水系統形成后，再行控放。在水文地質條件相對簡單，八灰接受補給不明顯的地區，將主要巷道布置在煤層底板巖石中。（5）建立、完善礦井防排水系統建立防水閘門

(墻

)主要是防止奧灰突水淹井。由于奧灰突水具有水量大、來勢猛的特點，且其涌水量難準確預計，若按突水量布置排水設施技術難度大，經濟上也不合理。所以按水文地質條件復雜程度，采取分翼、分水平或分區設置防水閘門

(墻

)進行隔離防水，可避免因一處突大水而造成礦井被淹沒的后果。各生產礦井水文地質條件復雜的地區基本實現了單獨隔離。（6）推廣使用新技術利用業已成熟的井下直流電法探測技術、瑞利波探測技術和工作面坑道透視技術對生產區進行探測。查明生產區底板巖溶含水層富水情況，確定生產過程中發生突水的機率，提出相應的防治措施；第15頁/共89頁突水的預測和防治

——實例與經驗義馬礦務局新安煤礦于1999年11月5日發生了突水量達4257m3/h的特大型奧灰突水災害，并于當月7日礦井被淹。后根據實際水文地質條件，采用了“上阻，中攔，下堵”的立體堵水方法，封堵了突水信道，解放被淹礦井，堵水效果良好。所謂上阻，即在突水巷道和破碎帶進行固料填充和注漿，設置阻水障礙，增加對地下水涌入巷道的阻力；中攔，即在中間L1-3灰巖段通過注灰砂漿攔截下部O2灰巖水的信道或通過L1-3灰巖含水層的間接涌出；下堵，即在O2灰巖含水層或斷層破碎帶地段進行充填和注漿，徹底切斷O2灰巖水對突水點的補給通道。

第16頁/共89頁突水的預測和防治

——實例與經驗徐州礦區礦井水災比較嚴重，據不完全統計，自解放以來，全區共發生水災事故66起，嚴重影響了礦井生產，造成巨大經濟損失。從水源看，水災類型主要有：地表水水災、沖積層水水災、頂板砂巖水水災、石灰巖巖溶水水災、老窯老空水水災、鉆孔水水災、斷層水水災、陷落柱水水災等。地面防水，井下防水，探放水，留設防水煤柱，設置水閘墻或水閘門，礦井排水及注漿堵水。

第17頁/共89頁突水的預測和防治

——實例與經驗自1954年以來，鄭州礦區因奧灰、寒灰突水造成淹井達

6次，隨著礦井向深部的開采，奧灰

-寒武灰巖含水層突水的危險性將越來越大，是礦區防治水工作的重點。主要防治對策與技術如下：(1)進一步查清水文地質條件，建立健全地下水長觀系統。(2)實行分區隔離，完善防排水系統,正確留設安全防隔水煤柱。對水文地質條件復雜，有突水危險的區域，采取分區隔離的開采方案，在適當的位置建立相應的水閘門，防止突大水。(3)注漿封堵奧灰、寒灰突水點。(4)預注漿加固斷層帶和底板薄弱帶。第18頁/共89頁水閘墻（防水門）

——功能礦山巷道隔水構筑物，主要指水閘墻和防水門。水閘墻在我國名稱不一，目前有隔水墻、堵水墻、水閘墻和防水墻之稱。其主要功能有以下幾點[17]：（1）堵水巷道掘進中如果出現突水，其涌水量大于本中段現有排水能力或礦井總排水能力，對礦井安全已構成威脅，在這種情況下可構筑水閘墻，以解除突水帶來的威脅。（2）控制放水為進行地下疏干建水閘墻；當向富水地區掘進巷道時，如果遇到涌出的地下水對礦井安全構成威脅，水閘墻對地下涌水進行控制放干措施，如果遇到停電或排水設備出現故障，關閉放水閘門，以確保礦井安全，有些水閘墻雖非為疏干而建，當地下水位降低，危險期過后，放水閘門打開，用于疏干，或作他用。（3）節能巷道掘進中，如果遇到從孤立通道中涌出的地下水或舊礦井水，這些新增涌水量對礦井安全雖不構成威脅，但無疏干的必要，只能增加礦井排水費用，在這種情況下，構筑水閘墻只是為了節能堵水。第19頁/共89頁水閘墻（防水門）

——功能（4）加速排水速度在恢復淹井排水過程中，當突水中段出露后，立即在該中段突水點附近構筑水閘墻給予封閉，其目的在于減少礦井總涌水量，加快排水速度，以求早日使淹井恢復生產。（5）作為地下水庫井下生產中所用的清水，如：鑿巖，噴霧、噴漿等用水，可從上部中段已有的水閘墻中引出水管降到下部中段，供生產用水。也可以從專門建造的水源隔水墻中引出水管，如果水質符合飲用標準，也可作礦區生活用水。第20頁/共89頁水閘墻（防水門）

——位置選擇水閘墻位置應選擇在巷道圍巖工程地質良好的地段；水閘墻位置原則上應盡量靠近涌水點，使水淹區控制在最小范圍內，尤其是靠近采場或采孔區地段。因為密閉巷道內水淹區越長，溝通采場或相鄰巷道的可能性也愈大。應注意水閘墻和采場之間的關系，即：隔水墻和內側的水淹巷道應在采場和采空區巖體移動或采動影響范圍之外；水閘墻外側不應該出現和墻內水淹巷道相連通的泄水點，巖溶礦區尤其要注意這個問題；由于水閘墻建成后，墻體內的封閉巷道一般不再使用，故水閘墻不宜建在主干巷道內；原則上應該選擇再巷道斷面較小處，以減少工程量。同時適當考慮施工條件

第21頁/共89頁水閘墻（防水門）

——實例直墻式水閘墻[18]，像磚石墻體一樣，與巷道的四周圍巖形成密封整體，一般不用掏槽，可節省工程量，為涌水量大的礦井或采區安全開采提供有力保障。該方法與一般防水墻設計方法不同的是:利用材料力學中的剪切強度條件原理，結合井下防水墻的具體要求，導出墻體厚度計算公式，利用公式進行承載能力驗證和墻體厚度計算。該方法設計施工簡單易懂；可以不掏槽，節省工程量，從而節省工程費用開支；施工工期短，為搶險堵水提供可靠保障；特別是頂板不掏槽，不破壞頂板，提高了擋水墻的安全性。第22頁/共89頁水閘墻（防水門）

——實例大流量碟閥防水閘墻[19]解決了涌水量達到1000m3/h以上時，巷道建起的防水閘門和防水閘墻硐室排水管排泄不及的問題。通過在巷道建碟閥防水閘墻，改善了環境條件，做到了涌水1000m3/h不影響生產，而且防水閘墻設計先進、施工簡單、造價低、操作安全可靠，是一種新型的安全隔離設施，具有較好的經濟效益和社會效益。（肥城）第23頁/共89頁水閘墻（防水門）

——實例大流量碟閥防水閘墻[19]解決了涌水量達到1000m3/h以上時，巷道建起的防水閘門和防水閘墻硐室排水管排泄不及的問題。通過在巷道建碟閥防水閘墻，改善了環境條件，做到了涌水1000m3/h不影響生產，而且防水閘墻設計先進、施工簡單、造價低、操作安全可靠，是一種新型的安全隔離設施，具有較好的經濟效益和社會效益。（肥城）第24頁/共89頁水閘墻（防水門）

——實例在工作面兩幫為煤巖硬度小、承壓能力差、裂隙發育的情況下。為增加墻體單向抗壓阻力，兩道水閘墻均選用“V”形擋水面楔形墻，錨桿基座，兩組“井”字形工字鋼骨架，跟頂、底、兩幫緊合混凝土澆灌全封閉巷道，并與圍巖體形成整體

[21]。（徐州）第25頁/共89頁水閘墻（防水門）

——實例王俊臣[20]等對高壓防水閘門硐室設計進行了研究，得出：高壓防水閘門硐室承載水壓，以壓、剪應力為主；硐室破壞的機理是壓剪應力引起的拉伸破壞；水壓并非由幾段錐形體平均承擔，而是端部第一段錐形體承擔75%的水壓；硐室場內應力呈非均勻分布，在迎水端部為高應力區，自端頭向尾部各截面上的應力逐漸衰減，硐室達一定長度，應力值漸趨于零；屬于彈性理論中半無限平面邊界上受均布荷載與楔體頂部受集中力疊加的應力解。（焦作）第26頁/共89頁2.2研究內容、目標及技術路線研究內容：在查明礦井水文地質工程地質條件基礎上，分析21102工作面突水的原因，通過查閱和調研國內外有關防治水資料和工程實踐，研究前期救災、治水方案確定、水閘墻設計、注漿防滲、水閘墻施工組織及質量保證等具體方案，綜合采用先進技術和經驗，探索突水綜合防治技術。第27頁/共89頁具體研究內容有：（1）礦井水文地質條件研究；（2）21煤頂底板工程地質條件研究；（3）水閘墻設計及穩定性分析；（4）水閘墻施工組織；（5）實際施工驗證。

第28頁/共89頁研究的總體目標：三河尖礦21102工作面突水治理工程的難度之大、施工條件之惡劣在國內外采礦界是罕見的，本次研究將為類似條件下的水害治理提供一個范例。建立惡劣環境下水害防治的綜合技術體系，從水文地質、工程地質、采礦工程、建設工程、安全工程等學科相互結合的角度，研究水害治理的方案、技術措施并實施驗證。在水害搶險、水閘墻施工、注漿防滲等各個方面取得新的認識和經驗。為類似工程提供借鑒。

第29頁/共89頁研究的技術路線：本文采用傳統的地質分析方法、工程經驗類比方法、工程設計方法和現代力學計算方法相結合，首先對對礦區地質、水文地質、工程地質條件進行分析勘測和調研，采取相關巖樣、煤樣進行物理力學性質實驗以取得巖石和煤的物理力學性質指標，密切關注國內外相同領域的研究成果和研究方向，檢索相關文獻資料，在此基礎上，采用力學分析和工程設計規范研究水閘墻的設計和施工方案、防滲注漿方案，實際工程實施和驗證。

第30頁/共89頁3、前期搶險救災工作

3.1出水原因簡要分析

21102工作面突水水源分析——突水點水源為奧陶系灰巖巖溶水；21102工作面導水通道的判別——由于回采擾動影響，破壞原底板的整體性，致使隱伏的垂直導水通道溝通奧陶系馬家溝灰巖富含水層。

第31頁/共89頁3.2搶險救災工作三河尖煤礦21102工作面10月26日發生突水，至今涌水量保持在1020m3/h，較為穩定，至2003年4月30日，水位標高為-833.18m，總出水量4491565m3。突水后礦井西二下山采區很快被淹沒，因及時擴大礦井排水能力，把水位控制在礦井主水平-700m以下，沒有造成淹井事故。

第32頁/共89頁水害治理過程分為：擴、疏、導、追、穩、砌、升七個階段。（具體）第33頁/共89頁水閘墻工程完成以后的工作——安裝引水管至-700水平。利用水閘墻管路上的閘閥及壓力表實施有控制放水。恢復并擴大-860泵房的排水能力。

第34頁/共89頁應急預案（具體）（1）穩水期間2h以上故障的應急預案；（2）當水閘墻不能達到預期效果時的預案。第35頁/共89頁4、治理方案的確定

21102工作面發生突水以后，采取了以強排水為主的搶險措施，避免了淹井，如何進一步治理水害，對以下治水方案進行了研究。

方案一：強排疏水；方案二：砌筑水閘墻堵疏結合；方案三：地面打鉆注漿堵水。第36頁/共89頁水害治理方案比較

第37頁/共89頁5、水閘墻設計

5.1水閘墻位置的選擇水閘墻位置選擇的原則（1）從整個礦井安全考慮，應將21102工作面突水封堵在盡量小的范圍，比如限定在該工作面兩道以內。（2）水閘墻盡可能設在堅硬、穩定、完整致密的巖層中。

第38頁/共89頁水閘墻有關參數的確定（1）水壓：運輸邊水閘墻的設計水壓取8.32MPa，材料邊水閘墻設計水壓取8.0MPa。

（2）防水安全煤巖柱厚度：驗算得到84.62m，小于21煤至9煤的最小間距159.56m，所以21煤與9煤之間的巖層可以承受住8.32MPa的壓力，21102的承壓水不會從9煤的底板中突出。

第39頁/共89頁水閘墻位置方案方案一：水閘墻位置選擇在21102工作面兩道開口內的全巖巷道內

方案二：水閘墻設在工作面聯絡巷以外60m的運輸巷和材料巷內選擇：兩方案相比，方案二的突出優點在后續的補救措施更靈活，同時突水封堵在較小范圍，對整個礦井更有利。因此，確定選擇方案二，。第40頁/共89頁水閘墻位置示意圖

第41頁/共89頁5.2水閘墻硐室設計設計依據：根據《煤礦礦井井底車場硐室設計規范》（MT/T5026-1999），倒截錐形結構宜用于承受的水壓為1.6MPa以上的防水閘門硐室。本水閘墻設計水壓8.32MPa，采用倒截錐形結構形式及計算公式相對較有依據。

第42頁/共89頁防水閘墻結構設計：根據倒截錐形結構計算公式的計算結果是，運輸道水閘墻墻體結構長度L=9.29m，材料道水閘墻墻體長度L=9.19m。

水閘墻主要技術參數表

第43頁/共89頁5.3水閘墻穩定性的數值模擬針對三河尖礦21102工作面突水后砌筑水閘墻的工程地質條件和力學特征，采用巖體力學彈塑性模型有限元分析和低拉力分析原理相耦合的方法，借助計算機以加載方式模擬靜水壓力條件下水閘墻的應力、應變和變形規律。

第44頁/共89頁此次研究的對象是水閘墻及其周邊的巖體，研究范圍走向長度25m，巖層高度為16m，至上而下分別為泥巖、十二灰巖、細砂巖、十三灰巖、22煤、泥巖、灰巖。

采用取一個具有代表性的垂直剖面（Y-Z），來研究水閘墻及其周邊巖體的應力應變情況。

第45頁/共89頁邊界約束條件

第46頁/共89頁本次計算將計算剖面劃分為

6個單元組，整個剖面共包括11250個節點，3523個有限單元。

原始網格剖分

第47頁/共89頁有限元計算模型

第48頁/共89頁應力應變分析水閘墻的應力矢量呈現較為明顯的分區性，煤層上方泥巖和12灰巖內應力分布相對均勻；水閘墻周邊應力集中，特別是頭尾兩道墻體內應力較大，中間墻體內部應力較小，此外在水閘墻和周邊巖體的交接處，應力集中現象比較明顯，為變形破壞的薄弱環節；水閘墻下方泥巖和灰巖局部區域內應力集中明顯。

第49頁/共89頁水閘墻及其周圍巖體應力矢量圖

第50頁/共89頁水閘墻及其周圍巖體應變矢量圖

水閘墻的應變矢量分布規律與應力矢量分布規律總體上一致。即在水閘墻體和周圍巖體交接處應變較大，但在強度較大的頂板灰巖內應變值很小，在強度較小的頂板泥巖內應變分布范圍廣，應變值大。第51頁/共89頁水閘墻周圍巖體

YY應力色譜圖

水閘墻周圍巖體YY向應力，水平方向應力值整體上分布比較小，只是在背水閘墻腳踵處，產生水平應力集中現象。第52頁/共89頁從ZZ方向的應力色譜圖可以看出，上山方向垂直應力都為壓應力，但在水閘墻頂部和腳踵部與軟弱夾層相連接的地方出現了拉應力，壓應力值通常小于18MPa。水閘墻周圍巖體ZZ應力色譜圖

第53頁/共89頁水閘墻周圍最大主應力色譜圖水閘墻內大部分都為壓應力，只是在凹形迎水面下方出現拉應力，應力值一般小于12MPa，水閘墻正上方巖層也受到拉應力，而且分布范圍較廣。

第54頁/共89頁水閘墻周圍巖體最小主應力以壓應力為主，在水閘墻下方巖層和背水巷道出現微小的拉應力區域。

水閘墻周圍巖體最小主應力色譜圖

第55頁/共89頁整個模型區域內，剪應力分布比較均勻，應力值在10～20MPa之間，少有大面積的剪應力集中現象，只是在背水閘墻腳踵處，產生剪應力集中現象。

水閘墻周圍巖體最大剪應力色譜圖

第56頁/共89頁變形分析從水平位移色譜圖，可以看出，水閘墻垂直上方巖體出現了向下山方向的水平位移，最大值達到1cm，圖中右上角，巖體產生向上山方向的水平位移，位移值為2.5mm；迎水第一道閘墻的移動趨勢是向下山方向移動，水平移動的最大值為4mm；中間閘墻的移動趨勢是上部向下山方向移動，下部向上山方向移動，水平移動的最大值為-4mm～2.5mm；背水閘墻的移動趨勢是朝著上山方向移動，水平移動的最大值為-6mm；反映了水閘墻左右兩側同時受壓的特點。

第57頁/共89頁水閘墻周圍巖體Y位移色譜圖第58頁/共89頁從水閘墻周圍巖體垂直方向位移圖，可以看出，以水閘墻凹形迎水面為中心，向左右兩側，垂直位移值增大，其中凹形迎水面垂直下沉值最小，為4mm，水閘墻背水段垂直下沉值較大，為3cm左右，水閘墻下方巖體受影響較小，下沉值趨于零。

水閘墻周圍Z位移色譜圖

第59頁/共89頁由本節數值模擬結果可以知道，水閘墻竣工以后升壓以后，在8.32MPa靜水壓力下，能夠保證整體穩定性和正常使用，但是在迎水凹面下方墻角會出現一定范圍的拉應力區，是相對薄弱的環節需要在施工中加強該部位的強度，在背水面水閘墻下方也會出現較小范圍的拉應力區，也應注意補強。

第60頁/共89頁6、水閘墻施工組織

6.1概述

由于水閘墻施工區域巷道環境溫度高、濕度大，地下水通過21102運輸道導入-835運輸石門，故此工程不僅是座鋼筋混凝土擋水墻工程，還包含施工前（中）的環境保障工程。

把水閘墻混凝土工程和其施工環境工程統稱為水閘墻工程。

第61頁/共89頁水閘墻工程的劃分

環境保障工程

運輸道導水工程

物料運輸工程

井巷工程

水閘墻體混凝土澆筑工程注漿工程

施工順序：環境保障工程運輸道導水工程物料運輸工程井巷工程水閘墻混凝土澆筑工程注漿工程第62頁/共89頁6.2水閘墻施工期間西翼主要生產系統在水閘墻施工期間，西翼生產系統在-835運輸石門擋水(風)墻處被劃分為西二運輸(軌道)下山的穩水區域和屯頭系水閘墻施工區域兩個獨立的生產系統。

第63頁/共89頁西二運輸(軌道)下山的穩水區域生產系統主要目的是抽、排21102工作面的涌水，使水穩定在-833m水位，確保水閘墻施工。

屯頭系水閘墻施工區域生產系統

運輸系統

供水系統

通風系統

壓風系統

供電系統

第64頁/共89頁6.3環境保障工程的施工組織計劃

工程項目：環境保障工程的實施將保證施工場所風、水、電、壓風、電話暢通，采取有效的措施改造施工地點的施工環境。主要工程有：水、電、壓風、通訊系統的建立；通風系統的調整和設施安裝；局部降溫措施的實施工程。第65頁/共89頁6.4運輸道導水工程施工組織計劃

本工程主要是指在-835運輸石門和21102工作面運輸道架設每節長4m的φ1000鐵皮導水筒，包扎導水筒隔熱材料，構筑21102運輸道擋水墻、水閘墻引水管架設等。第66頁/共89頁運輸道擋水墻

第67頁/共89頁6.5物料運輸工程施工組織計劃為了便于施工，保證材料及時供給和施工材料的質量，必須在井下建立專用料場、-835混凝土拌料場、拌料站及送料系統。

第68頁/共89頁攪拌站及料場示意圖第69頁/共89頁6.6井巷工程施工組織計劃井巷工程主要為21102兩道的修護和水閘墻的擴巷工程，目的是恢復施工空間，將巷道擴至水閘墻設計所要求的尺寸。

第70頁/共89頁6.7水閘墻混凝土澆筑工程施工組織計劃

該混凝土工程分為21102運輸道水閘墻混凝土工程和21102材料道水閘墻混凝土工程，均為大型防滲混凝土工程，混凝土設計強度為C25，

按C28施工。運輸道和材料道的水閘墻均長64m，縱向分為三部分：里加固段、主體墻段和外加固段。

第71頁/共89頁水閘墻示意圖

水閘墻分段分層剖、斷面示意圖

第72頁/共89頁主體墻施工順序剖面示意圖

第73頁/共89頁6.8水閘墻壁后及圍巖注漿工程施工組織

“兩道”水閘墻工程要求通過注漿對兩側煤體和圍巖進行防滲、加固處理。根據水閘墻設計，注漿主要包括：錨桿加固注漿，加固段壁后注漿，里加固段兩處帷幕注漿，主體墻的煤體加固注漿和壁后注漿。

第74頁/共89頁注漿層段地質柱狀圖

第75頁/共89頁第76頁/共89頁6.9施工質量及安全技術措施

嚴格按照工程設計、施工工藝和技術要求組織施工，加強對工程質量的檢查、監督管理和驗收，確保工程達到設計要求。

第77頁/共89頁7、工程應用初步效果及結論

7.1工程應用初步效果

三河尖礦21102工作面水閘墻施工有以下幾個特點：施工溫度高，濕度大，因突水水溫達50.5℃，在采取了一系列通風、降溫措施后，運輸道施工現場溫度仍在36℃左右，軌道巷施工現場溫度34℃左右；水閘墻承受的水壓高達8.32MPa，為國內罕見；工程量大，兩邊墻混凝土澆筑量達1700m3。

第78頁/共89頁至2003年5月31日，兩邊墻的施工處均完成了通風環境，供電、供水、排水、壓風、運輸、輸料等工程的建立工作，并且均完成水閘墻