高瓦斯矿井立井井筒永久性封井结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高瓦斯矿井立井井筒永久性封井结构，由井底封堵段、中间封堵段和井口封堵段的三个封堵段形成全井封堵结构；其中，井底封堵段和井口封堵段均采用采用混凝土浇筑填充，中间封堵段由矸石填充段和混凝土浇筑段交错分布的多个中间分段构成，并与井底封堵段和井口封堵段一起，在整个井筒内形成混凝土浇筑与矸石填充相间的封堵结构。本实用新型专利技术的有益效果是，密封性好，封堵牢固，且施工简单、封井成本低，消除了瓦斯逸出和后期次生灾害或事故发生的安全隐患。害或事故发生的安全隐患。害或事故发生的安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
高瓦斯矿井立井井筒永久性封井结构


[0001]本技术涉及高瓦斯矿井井筒封闭结构，具体涉及一种高瓦斯矿井立井井筒永久性封井结构。

技术介绍

[0002]根据行业相关安全管理规定，煤矿关闭后，必须对井筒进行永久性封堵处理，以消除安全隐患，确保后期不发生瓦斯燃烧、爆炸、窒息及次生灾害事故。现有规定是，报废的立井应当填实，或者在井口浇注1个大于井筒断面的坚实的钢筋混凝土盖板，并设置栅栏和禁入标志。由于这种封闭牢固性和密闭性都存在一定不足，其仅适用于煤层采尽或未采尽的低瓦斯中小煤矿，对于高瓦斯或未采尽的大型煤矿而言，这种封闭方式仍然存在瓦斯燃烧、爆炸或瓦斯逸出导致的次生灾害发生。为此，需进一步改进。

技术实现思路

[0003]本技术的目的就是针对现有煤矿立井井筒封闭结构存在安全隐患的不足，提供一种高瓦斯矿井立井井筒永久性封井结构，该封井结构通过矸石和混凝土密封段间隔封堵对井筒形成全井回填封闭，利用混凝土和矸石结构强度高，混凝土密封性好，矸石造价低等特点形成密封性好，封堵牢固的全井筒永久性封闭；其施工方法简单、封井成本低，安全性好，消除了瓦斯逸出和后期次生灾害或事故的发生安全隐患。
[0004]为实现前述目的，本技术采用如下技术方案。
[0005]一种高瓦斯矿井立井井筒永久性封井结构，由井底封堵段、中间封堵段和井口封堵段的三个封堵段形成全井封堵结构；其中，井底封堵段和井口封堵段均采用采用混凝土浇筑填充，中间封堵段由矸石填充段和混凝土浇筑段交错分布的多个中间分段构成，并与井底封堵段和井口封堵段一起，在整个井筒内形成混凝土浇筑与矸石填充相间的封堵结构。
[0006]采用前述方案的本技术，通过矸石和混凝土密封段间隔封堵的方式对井筒形成全井回填封闭。利用混凝土和矸石结构强度高，混凝土密封性好，矸石造价低等特点形成密封性好，封堵牢固的全井筒的永久性封闭结构。其施工方法简单、封井成本低，安全性好，消除了瓦斯逸出和后期次生灾害或事故发生的安全隐患。封闭后还可在封闭体表面覆盖粘土，种植绿植，恢复生态，形成环保型绿色矿山。并在混凝土材料消耗量大的封堵段采用强度级别相对较低的混凝土，以降低封井成本。
[0007]优选的，所述井底封堵段由副井筒部分和井筒部分组成，井筒部分长度大于等于20m；所述井口封堵段长度大于等于5m。在井底形成包括副井筒的塔形基础及20米井筒塔顶的混凝土基础段，井口形成5米以上的井盖密封段；进一步确保结构强度，延长使用寿命。
[0008]优选的，所述副井筒部分内滞留构成升井设施的罐笼和钢丝绳。以利用钢丝绳和罐笼滞在塔基部分形成部分钢筋混凝土结构，进一步增强结构强度。
[0009]优选的，所述副井筒部分的浇筑过程采用分步浇筑方式；其中，第一次由水窝子开
始浇筑至下车场空高的一半；等待24h后，第二次浇筑至完全封住马头门；再等待24h后，第三次浇筑，以在井筒部分形成长度不小于20m的封堵段。以通过分步执行方式，确保作为封闭结构的基础的结构强度；并通过在井筒部分形成长度不小于20m的封堵段确保密封性效果。
[0010]优选的，所述中间封堵段在井底封堵段形成7d～10d后再施工。以确保在井底封堵强度达到设计要求后，再进行其余各段的封堵，避免造成对井底封堵结构性损坏，确保密封效果、安全性和使用寿命。
[0011]进一步优选的，在所述中间封堵段的形成过程中，矸石填充段和混凝土浇筑段的施工间隔时间为1d。以在确保结构强度的前提下，提高封井施工效率。
[0012]进一步优选的，所述井底封堵段和所述中间封堵段的混凝土浇筑段所用混凝土的强度级别标号均为C20；所述井口封堵段所用混凝土的强度级别标号为C30。以确保混凝土封堵段的结构强度，并降低封井成本。
[0013]优选的，用于封堵填充的所述矸石填充段采用的矸石规格为1cm～2cm。以确保矸石封堵段的密实性，利用进一步增强结构强度。
[0014]优选的，所述矸石填充段的矸石之间缝隙内灌注有水泥浆。以通过对矸石段的水泥浆填充，提高矸石封堵段的致密性，进一步减少瓦斯逸出隐患；同时，还可提升矸石封堵段的结构强度。
[0015]优选的，所述矸石填充段在填充矸石的过程中采用湿式填充方式。提高矸石填充段的密实度和结构强度。
[0016]本技术的有益效果是，密封性好，封堵牢固，且施工简单、封井成本低，消除了瓦斯逸出和后期次生灾害或事故发生的安全隐患。
附图说明
[0017]图1是本技术的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本技术作进一步的说明，但并不因此将本技术限制在所述的实施例范围之中。
[0019]参见图1，一种高瓦斯矿井立井井筒永久性封井结构，由井底封堵段1、中间封堵段2和井口封堵段3的三个封堵段形成全井封堵结构；其中，井底封堵段1和井口封堵段3均采用采用混凝土浇筑填充，中间封堵段2由矸石填充段和混凝土浇筑段交错分布的多个中间分段构成，并与井底封堵段1和井口封堵段3一起，在整个井筒内形成混凝土浇筑与矸石填充相间的封堵结构。
[0020]其中，所述井底封堵段1由副井筒部分1a和井筒部分1b组成，井筒部分1b长度大于等于20m；所述井口封堵段3长度大于等于5m。副井筒部分1a内滞留构成升井设施的罐笼4和钢丝绳5；井筒内的罐道6和沿井壁布置的多个罐道托架7保留在井筒内。
[0021]副井筒部分1a的浇筑过程采用分步浇筑方式；其中，第一次由水窝子开始浇筑至下车场空高的一半；等待24h后，第二次浇筑至完全封住马头门；再等待24h后，第三次浇筑，以在井筒部分形成长度不小于20m的封堵段。中间封堵段2在井底封堵段1形成7d～10d后再
施工。其余各段封堵中，混凝土浇筑完5d～7d后再回填矸石；矸石回填完3d～5d后再浇筑混凝土。
[0022]井底封堵段1和所述中间封堵段2的混凝土浇筑段所用混凝土的强度级别标号均为C20；所述井口封堵段3所用混凝土的强度级别标号为C30。用于封堵填充的所述矸石填充段采用的矸石规格为1cm～2cm，且矸石填充段的矸石之间缝隙内灌注有水泥浆。矸石填充段在填充矸石的过程中采用湿式填充方式。
[0023]本封井结构的井底封堵段1形成过程中，混凝土依靠重力作用自然流动，并逐步堆积升高。首先对井窝1a进行填充，充满后在流动过程中将井下加压泵房1b、候车室1c，副立井下车场、主石门1d和马头门1e逐渐封堵，从而在井筒下方形成金字塔基础，之后，填充井筒，并在井筒内形成部小于20m高度的筒底混凝土封堵段1f；其中，封堵井窝1a、副立井下车场、加压泵房1b、候车室1c、主石门1d、马头门1e和井筒，总长度约51m，其中井窝1a深23m，马头门高8m，井筒20m。副立井下车场、加压泵房1b、候车室1c按混凝土自流动封堵，预估副立井下车场距井筒中心30m、加压泵房1b、候车室1c距下车场10m范围内自然封堵。
[0024]以上显示和描述了本技术的基本原理和主要特征和本技术的优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高瓦斯矿井立井井筒永久性封井结构，其特征在于，由井底封堵段（1）、中间封堵段（2）和井口封堵段（3）的三个封堵段形成全井封堵结构；其中，井底封堵段（1）和井口封堵段（3）均采用采用混凝土浇筑填充，中间封堵段（2）由矸石填充段和混凝土浇筑段交错分布的多个中间分段构成，并与井底封堵段（1）和井口封堵段（3）一起，在整个井筒内形成混凝土浇筑与矸石填充相间的封堵结构。2.根据权利要求1所述的封井结构，其特征在于，所述井底封堵段（1）由副井筒部分（1a）和井筒部分（1b）组成，井筒部分（1b）长度大于等于20m；所述井口封堵段（3）长度大于等于5m。3.根据权利要求2所述的封井结构，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永兴，蒋和财，田文，罗德华，陈跃，郭臣业，陈四川，刘朝富，程崇胜，蒋腾，金志浩，周俊杰，何华，张俐，潘红，
申请(专利权)人：重庆市能源投资集团科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：