论文封闭井筒大深度水位测量是关于本文可作为井筒方面的大学硕士与本科毕业论文预制井筒论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
【摘 要】 本文以铁法能源公司大明煤矿为实例,研究如何较为准确的掌握停产封闭后斜井矿井涌水水位变化情况,对相邻矿井安全开采,制定切实有效的防治水措施有重要意义.
【關键词】 停产封闭 水位观测 安全开采
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2017.10.008
大明煤矿斜井矿井停产封闭后,矿井涌水在井下采空区和巷道自然汇聚,逐渐形成封闭水体.不断汇聚的矿井水体将对和之相邻的晓明矿、小青矿之间隔水煤柱产生影响,对矿井安全生产造成威胁.因此,较为准确的掌握封闭后的大明矿斜井矿井涌水水位变化情况,对于相邻矿井安全开采,制定切实有效的防治水措施,保障相邻矿井的安全开采具有十分重要意义.
1 大明煤矿斜井涌水量组成
大明煤矿斜井停产封闭前为三个水平管理 （-35m、-120m、-410m）,一个水平生产（-410m）.矿井平均涌水量210m3/h.矿井涌水主要集中在-35m水平,涌水量在160～185m3/h之间,主要为第四系含水层通过岩石孔隙、采动裂隙补给.-120m水平、-410m水平由于埋藏深,涌水量小,涌水量分别为28m3/h、10m3/h左右,主要为白垩系含水层通过岩石孔隙、采动裂隙补给.
2 观测位置和观测时存在的难题
2.1 观测位置选择
大明煤矿斜井共有井筒6个,其中回风立井2个（其余为斜井）,分别为南风井和西风井.西风井井筒深度仅34m,主要为-35m水平回风.南风井井底标高为-405.8m,主要为-410m水平回风,和-410m水平井底车场连通,是矿井涌水回灌后进行水位观测的最佳地点.
2.2 存在的难题
南风井井筒深度达477.3m,井筒内大深度测量是摆在面前首要解决的技术难题；再则南风井此时已处于封闭状态,井内存在大量瓦斯、二氧化碳等有害气体,出于对瓦斯资源利用的考虑,井口用井混凝土浇注封闭,井内抽放管路和折梯并未拆除,如何避开井内障碍,实现在高瓦斯环境下的安全测量是需要解决的又一技术难题.
2.3 测量方案的对比和选择
南风井为混凝土浇注井盖方式封闭,需要一种对井口盖破坏不大,小巧、便捷的测量方法来满足相对苛刻的测量条件.本着“安全、经济、快速、准确”的测量目的,经过实地勘察,为避免井内抽放管路、折梯等障碍,决定在南风井井盖中心施工一观测孔,孔内下5m直径DN100套管,套管管口焊接法兰盘,设置挡板（封堵瓦斯）,管口附近焊接一细管,细管管口连接橡胶软管,以便瓦斯观测.在此基础上共设计了两套测量方案.
2.3.1 导线电阻测量方案
该方案是利用串联电路原理,在井筒内设置两根电线,井口设置万用表,当水流和电线接触,形成闭合回路,利用水流的导电性,测其电阻.井筒深度减去电线长度即为水位高度.虽然该方案测量精度、灵敏度较高,但需要解决的难点也较多.其难点主要有：（1）虽然万用表所用电流为弱电流,但在高瓦斯环境下能否实现安全使用.（2）南风井井筒深度达477.3m,所需电线较长,需要较大的卷线轮.（3）电线自重如何解决.
2.3.2 木砣悬垂测量方案
该方案原理为通过观测管下放承重细线做深井通尺,利用木砣悬垂和和水面接触时承重细线的拉力变化判断水面位置.该方案测量精度、灵敏度较低,但贵在安全系数较高.
通过对两种测量方案的对比,经探讨研究,认为方案一不确定因素太多,无法达到安全、快速、准确测量的目的.因此,放弃了导线电阻测量方案的设计思路,选择木砣悬垂测量方案.
3 木砣悬垂测量
通过反复试验,设计形成了以改造法兰、鱼线、木砣、皮尺为主的水位观测装置.
3.1 法兰盘改造
改造法兰是在法兰盘上焊接一小型定滑轮,用于固定悬吊承重细线和浮漂,通过滑轮的转动,达到省时省力的目的.改造法兰上呈三角形选择3个螺丝孔焊接螺丝,便于和观测管法兰对接,用以固定改造法兰,改造法兰如图1所示.
图1 改造法兰示意图
3.2 水位观测
（1）卸开挡板,安装改造法兰,将已经连接承重细线的木砣放入观测管内.
（2）在井口地面沿改造法兰小滑轮转动方向10m、30m、50m位置各设置一测点标记.
（3）将承重细线置于改造法兰小滑轮卡槽内,利用木砣自重逐渐下放鱼线,每隔30m用胶带粘贴一标记,用于计算下放长度.
（4）使木砣和水面接触,此时承重细线的拉力将发生明显的变化,停止下放鱼线.
（5）测量观测管外鱼线长度,可计算出井内实时水位标高.
[H等于L总-L1-H1],式中,[H]为水位标高,[L总]鱼线总长度,[L1]观测管外鱼线长度,[H1]为观测管管口标高.
4 木砣悬垂测量的不足
在井筒封闭后对井下水位14次观测过程中发现该方法存在一些问题.（1）鱼线的拉伸长度.鱼线主要由弹性较大的尼龙线和碳素线制成,在木砣重力的作用下,鱼线的拉伸长度仅凭经验估计.（2）易断.由于井内抽放管路、折梯等障碍以及水面漂浮杂物的缠绕等原因,鱼线在从井筒内拉出的过程中易断.（3）放线过程中的安全问题.鱼线较细,放线过程中,由于滑轮和浮漂重力等原因,放线速度较快,容易拉伤手指.
综上所述,木砣悬垂测量解决了井筒内大深度测量的难题,实现了在高瓦斯环境下安全测量的目的,及时为相邻矿井提供了大明斜井涌水水位变化情况,对相邻矿井的安全生产具有重要意义,对集团公司以后封闭筒井水位观测具有极大的参考和借鉴作用.
作者简介
潘旭,大学本科学历,地质工程师,现任铁煤集团矿建公司地测科科长,从事矿井地质、设计工作.
张新成,大学本科学历,地质工程师,现任铁煤集团矿建公司地测科科员,从事矿井地质工作.
刘敬陶,大学本科学历,测量工程师,现任铁煤集团矿建公司地测科副科长,从事矿井地质、测量工作.
总结:本文关于井筒论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
参考文献：
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