截水帷幕在露天煤矿截渗减排中的应用

张雁^1,2，黄选明^1,2，朱明诚^1,2，曹海东^1,2，田增林^1,2

1. 中煤科工集团西安研究院有限公司2. 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室

摘 要：为解决扎尼河露天矿矿坑疏排水量大、生产成本高、环保风险大等问题,采用地下混凝土防渗墙、防渗膜大深度垂向隐蔽铺设、高压旋喷注浆、钻孔咬合桩等4种帷幕技术,沿煤层北部隐伏露头建造一座平面长度近6 000 m、最大深度超过50 m、有效厚度>0.6 m的弧线型沟槽灌入式+桩孔压入式落底截水帷幕。项目实施过程中攻克了低强度（8～10 MPa）抗渗（P6级）混凝土配合比技术、超长槽段开挖与护壁技术、防渗膜叠覆铺设与连接技术、高掺量粉煤灰-水泥混合浆液注浆充填技术、砾石层中高压旋喷成桩技术等5项技术难题,在帷幕墙建造过程中和结束后,采用取心验证法、抽水试验法、流场观测法和水量分析法等4种方法检验了帷幕墙的质量与截水效果。结果表明混凝土浇筑连续均匀,粉煤灰-水泥混合浆液充填密实、胶结完好,高压旋喷桩和钻孔咬合桩桩径达标、桩体完整;墙体渗透系数为8.34×10^-7 cm/s,渗透性达极微透水级;墙体内外两侧最大水位差已达10 m以上;矿坑疏排水量已减少60%,目前仍在减少中。帷幕墙截水效果明显,达到了设计要求。该项目是我国露天煤矿采用综合帷幕技术解决疏排水问题的成功示范。

关键词：截水帷幕;露天煤矿;混凝土防渗墙;防渗膜;旋喷注浆;咬合桩;