立井井筒快速施工

2024-05-08

立井井筒快速施工（精选八篇）

立井井筒快速施工篇1

1.1井筒特征大海则矿井隶属中煤陕西榆林能化有限责任公司, 矿井建设规模为25Mt/a, 预留30Mt/a。矿井设计服务年限88.8年, 采用斜井、立井混合式开拓, 工业广场内布置有主立井、主斜井、一号副立井、二号副立井、回风立井五个井筒。井筒工程采用冻结法施工。

主立井井筒净直径为9.6m, 净断面积72.38m2, 井筒深度703.96m。井筒采用全井冻结。一号副井井筒净直径10.0m, 净断面积78.54m2, 井筒深度677.4m。井筒采用全深冻结。二号副井井筒净直径10.0m, 净断面积78.5m2, 井筒深度659.7m。基岩段全程冻结。三井筒均采用三提升布置。

1.2井筒特征地质资料大海则项目部井筒都采用双层井壁设计, 外层井壁为单层钢筋混凝土井壁, 内壁为双层钢筋混凝土井壁, 外层井壁井壁设计有500mm、600mm两种规格, 内层井壁设计有600mm、1000mm、1450mm、1700mm四种规格, 混凝土强度设计有C30、C40、C50、C60、C70五种规格。一号、二号壁基井壁厚度2300mm。

2机械化作业线配置方式及内容

机械化作业采用国内先进的机械配备作业施工技术;采用新技术、新设备、新材料、新思路。以下为主立井井筒净直径为9.6m施工设计为主设计布置。

①凿岩和装岩:冻结表土段采用两台HZ-6型中心回转抓岩机、两台电动挖掘机配合进行挖土、装土工作;冻结基岩段采用XFJD-8.12型伞钻凿岩, 高威力抗冻水胶炸药, 长脚线毫秒延期电雷管, 中深孔光面爆破。两台HZ-6型中心回转抓岩机装岩, 一台MWY6/0.3电动挖掘机配合清底。

②支护:外壁采用两套4m段高YJM型液压整体金属模板浇筑井筒外壁, 内壁采用装配式组合金属模板套壁。

③砼搅拌与运输井口设砼集中搅拌站拌制砼, 站内配两台带自动计量装置的JS—1500型搅拌机, PL-2400配料机, 提升采用3m3底卸式吊桶下放砼。

④通风选用四台FBD№7.5/2×45型对旋式局部通风机, 配用两趟Φ1000mm双抗阻燃风筒, 压入式通风。

⑤压风、供水采用6台GA110-7.5型压风机集中供风。用Φ57×5mm供水管向井下供水。

⑥排水:井筒为冻全深, 备用应急排水设备及管路。采用二级排水方式排水, 即在吊盘下层盘上安装一台DC50-80×9型水泵, 井筒内安装一趟Φ108×6mm管路, 吊盘上层盘上安装5m3水箱一个, 工作面涌水由风泵排至吊盘水箱再由吊盘水泵排至地面。地面备用同型号水泵一台。

3井筒施工设备优化平面布置图

采用Ⅵ型凿井井架, 其翻矸平台高度可满足伞钻起吊凿井吊盘, 立井施工平面布置图 (见图1) 及凿井机械化作业线配套设施一览表 (见表1) 。所有管线均由地面凿井绞车悬吊。

3.1吊盘:采用钢结构二层吊盘, 吊盘直径9.3m, 盘间距为5m, 通过6根立柱连接。上层盘为保护盘, 并放置分灰器、排水水箱及水泵;下层盘为工作盘, 盘下悬吊2台中心回转抓岩机。为保证吊盘的稳定性, 在上下各层盘设四套稳盘装置。

3.2提升:采用三套独立的单钩提升系统。一号提升选用一台JKZ-3.2/18型提升机配5m3矸石吊桶, 二、三号提升各选用一台JKZ-3.0/15.5型提升机配5m3矸石吊桶。地面装载机配合自卸汽车排矸。吊盘由四台JZ-25/1300型稳车4条46NAT18×7+FC1870型钢丝绳悬吊。吊盘另设四条稳绳30NAT18×7+FC1870稳绳, 由四台JZ-16/800稳车悬吊。

3.3天轮平台高度27.078m, 天轮平台为9.05×9.05米, 底跨为17.55×17.55m。

3.4管线布置:布置压风管路一趟, Φ159×6mm无缝钢管, 布置供水管路一趟, Φ57×7mm无缝钢管。用2JZ-16/800稳车悬吊布置;布置排水管一趟, Φ108×6mm无缝钢管, 用2JZ-16/800稳车悬吊;布置动力电缆, 放炮电缆各一趟, 用两台JK-10/800稳车悬吊;布置信号电缆两趟;照明电缆一趟;布置两趟风筒采用井壁固定悬挂。

井筒考虑二期临时改绞地面提绞布置, 主提升机其位置和能力均可满足改绞建井专用箕斗或罐笼提升。

提升机中心线与井筒中心线重合布置, 以利于井筒转入平巷开拓时改装建井专用罐笼。凿井绞车之间的距离和凿井绞车与提升机之间的距离, 均按所需的最小距离而定的, 以便同侧绞车集中布置, 便于管理和文明生产。

4井筒的平面布置图的工程使用

近年来, 井筒大直径、井深、现将以下三个井筒平面布置方案简要介绍如下:

各种管路在满足安全距离要求的前提下, 尽量靠近井壁布置, 以利提高吊盘有限面积。

主提升吊桶的喇叭口在标准设计的基础, 将其设计成方形宽为2600mm, 以便电动挖掘机下放及提升, 也克服了提升中井盖门妨碍滑架通过。

套壁吊盘是在原吊盘直径Φ9300的基础上, 加圈钢梁及折页。

5结语

在布置井筒凿井设备时, 平面上安全间隙都符合《煤矿安全规程》的规定, 上下之间应不互相影响, 布置提绞设备时, 应力求使井架受力均衡合理, 尽量减少施工荷载。井筒平面布置图的关键能使矿井基本建设时期提升能力大幅度提高, 还能满足全矿井二、三期临时改绞的设计, 特别是深井, 大直径, 造价相对较少, 提升能力大、工程投产较快, 因此, 主要在我国山西、蒙陕地区大型煤矿较大较深井筒中应用。实践证明, 推行机械化综合配套以及井筒施工平面布置方式, 均取得了较好的技术经济效果。

摘要：较大直径的井筒, 在施工设备选型及布置是比较容易;但在快速施工中井筒平面布置的优化尤为重要, 例如大提升机、大吊桶, 大整体液压模板等立井施工机械化作业线。大海则项目部月平均成井110m, 最高月成井120m.工程质量优良。井筒平面布置的优化, 为安全快速施工创造了良好的条件。

关键词：大直径立井井筒,平面布置,快速施工

参考文献

[1]梁祖军.平煤四矿三水平风井井筒工作面预注浆施工技术[J].中州煤炭, 2007 (4) .

[2]刘风坤, 舒非凡.立井井筒壁后注浆施工[J].建井技术, 2008 (2) .

立井井筒快速施工篇2

关键词：井筒；预注浆；含水层；浆液浓度

中图分类号：TD262 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）27－0071－02

1 工程与水文地质概况

平煤六矿北二进风井井口自然标高＋141.0 m，井筒净直径7.5 m，井深约1 000 m。素混凝土支护，壁厚500 mm，混凝土强度C25。当施工到井深378 m位置，施工班在工作面上打两个22 m探孔，在孔深8 m的位置均出现涌水，涌水量约7 m3/h，之后水量慢慢有所增大，终孔时单孔涌水量15 m3/h。根据井检孔地质及水文地质资料显示，井深385.17～507.90 m位置为平顶山砂岩及甲组砂岩含水层，该段地层主要由肉红色中～粗粒长石、石英砂岩组成，裂隙较发育，水位埋深3.39 m，标高＋137.018 m。该含水层段的水力补给主要是南部山区砂岩露头接受大气降水补给，含水层动储量受大气降水影响。

现工作面在井深378 m位置，工作面为砂质泥岩，根据地质柱状图分析，工作面向下7.1 m为砂质泥岩，7.1 m以下为平顶山砂岩。根据探水孔涌水情况分析，平顶山砂岩有较大的涌水量，必须进行工作面注浆堵水。

2 工作面预注浆方案

本次工作面注浆方案为了提高注浆针对性，保证注浆效果，采用在工作面以下形成注浆帷幕封堵水的施工方案。首先在井筒荒断面周围均匀布置8个注浆孔，孔深22 m，角度为81 °，距帮700 mm，直径为Φ95 mm。打一个注一个，直到8个注浆孔全部注完后，在距井筒中心1.7 m均匀布置4个内圈孔，内圈孔注完后在注浆孔每两个中间打一个检查孔以及在井筒中心打一个中心检查孔，以检验注浆效果，检查孔的参数与各圈注浆孔相同。若检查孔仍然有水，则将检查孔作为注浆孔继续注浆，以此类推，直到综合涌水量控制在2 m3/h以下。本次注浆对有水检查孔注浆，打一个注一个，无水检查孔不再进行注浆，直接封孔。

在穿过平顶山砂岩段的施工过程中，每次注浆以孔深22 m为一个注浆循环，每个注浆循环完毕后，向下掘进时允许进尺16 m，预留5.7 m的超前距，然后再按上述方案继续注浆……依次类推，直至平顶山砂岩含水层施工完毕。

注浆完毕后，向下掘进时，每炮施工前进眼前，必须先用伞钻施工探水眼，眼深7 m，共布置四个，沿井筒荒断面周边眼位置均匀布置。无水则掘进，有水则重新采取注浆措施。

3 预注浆施工具体方案

3.1 注浆设备布置

设备：选用2TGZ－60/210型双液调速高压注浆泵。

设备布置：在井口利用JL200型搅拌机拌制浆液，在井底工作面搭设一个高1.5 m左右的工作台，工作台放注浆泵及一台操作开关。工作面另需要存放3个0.5 m3的铁桶，一个存放水泥、一个存放清水、一个存放水玻璃。工作面的供风、信号、照明电缆利用原有的设施，注浆机电源使用放炮电缆经控制开关后供给。供水和水泥浆利用溜灰管供给。

3.2 注浆孔布置及要求

将工作面的虚渣清理后，先利用潜孔钻机沿井筒工作面四周均匀布置8个角度为81 °、孔深22 m、孔径Φ95 mm的钻孔作为注浆孔，然后采用高压注浆封水，当这8个孔注浆完毕后距井筒中心1.7 m布置4个内圈孔，角度85 °，孔深22 m，孔径Φ95 mm，然后高压注浆封水。注完后在注浆孔每两个中间打一个检查孔以及打一个中心检查孔，以检验注浆效果，检查孔参数与各圈注浆孔参数同，中心检查孔以垂直为宜。若检查孔仍有水，则将检查孔作为注浆孔继续注浆。无水封孔。

3.3 钻孔设备的规格

采用潜孔锤钻机，Φ50 mm×1 m钻杆，Φ95 mm的钻头打眼。

3.4 注浆孔口管口选择及规格

注浆管由Φ25.4 mm×5 500 mm的插管以及外套4个直径为50.8 mm，长度为600 mm左右的套管构成，套管两端焊上厚为10 mm的环形铁垫。插管底端向上150 mm焊上10 mm厚的环形铁垫，间隔四组，每组2个Φ90 mm×60 mm的止浆胶垫组成。插管顶端加工成500 mm的丝扣，再加工一个厚30 mm的螺丝帽，以使上紧套管挤压止浆垫使其膨胀贴紧孔壁。装上Φ25.4 mm的球阀以控制进浆量。使用多组止浆胶垫以增加止浆胶垫与孔壁的磨擦力，不至于注浆压力过大时将注浆管顶出。

3.5 注浆材料选择

采用水泥——水玻璃双液浆液。水泥采用P.O42.5级新鲜普通硅酸盐水泥。模数2.4～3.2，波美度40Be′的中性水玻璃。

3.6 注浆参数选择

采用单水泥浆液为主，封口时采用水泥～水玻璃双液注浆法。液配比：开注水泥浆液水灰比：1∶0.8；封孔水泥浆液的水灰比：1∶1；封口水泥浆与水玻璃比：1∶0.6。

4 预注浆施工工序

4.1 造孔

在工作面周边位置按设计孔深、孔径、孔位打眼。

4.2 埋管

将制作好的注浆管打入钻孔。

4.3 球阀及注浆管路安全

注浆管埋好后，先安装球阀，再连接高压进浆管、高压注浆管、注浆泵出浆阀。

4.4 压水试验

每个孔注浆前做压水试验，检查压力及压水情况。

4.5 注浆

先进行注浆配比，根据进浆情况决定注浆量，依具体情况随时调整注浆泵注浆量压力，浆液浓度。注浆量随变化而变化直至达到设计终压。

5 总结

通过工作面预注浆与预注浆效果评价后，井筒恢复开挖，在井深378～507 m段涌水量小于2 m3/h，井筒过平顶山砂岩含水层段工作面预注浆取得预期效果，保证了井筒安全掘进。通过预注浆前后多种物探探测对比及注浆前后涌水量对比分析，为评价工作面预注浆效果及井筒过含水层施工技术提供了行之有效的方法。

On the Shaft When the Face Over Water Segment

of the Construction Method of Pre－grouting

Yang Zhenhua, Fu Jiandang

Abstract: Pingdingshan six mine north Shaft position heading into the 378 m, the face began gushing water, the maximum water inflow to 100 m3/h, the construction can not be boring. Based on the gushing water and geological conditions of the analysis of the situation, decided to adopt a pre－grouting technology governance face gushing water. The face pre－grouting, borehole water inflow dropped to 2 m3/h or less, and achieved good results.

立井井筒快速掘进技术篇3

1地质及水文地质条件分析

1.1地质条件

根据勘测地质资料及井检孔地质资料分析,超化煤矿31风井井筒自上而下揭露地层系统依次为第四系、二叠系上统上石盒子组、二叠系下统下石盒子组、山西组、石炭系上统太原组。在此基础上,进行了各岩组工程地质稳定性评价:31风井井筒所穿过的岩层中,基岩风化带岩组岩石稳定性差,受风化和水影响,裂隙发育,岩石易膨胀变形,这对井筒的掘进和支护提出了较高要求;基岩岩组中,岩石性质不一,差异较大,其中泥岩、砂质泥岩、粉砂岩等围岩稳定性差。根据钻孔取心资料分析,山西组地层滑面、节理等小构造较发育,且在孔深362.13～366.44 m见一落差约20 m的正断层,断层带为由泥岩、砂质泥岩和砂岩角砾组成的断层角砾,结构松散,固结程度差,岩心采取率较低,断层带上下地层倾角比较大,最小2°,最大达35°,裂隙、节理、高角度滑面等构造面特别发育。因此施工时,要对不同的岩石进行区别,注意防水和软弱夹层问题。井筒通过断层带时要防止井壁坍塌,应采用预注浆、短段掘砌等方法安全施工,减小对井筒掘进带来的不利影响和不安全因素。

1.2水文地质条件

井筒自上而下穿过的含水层(段)主要有:①第四系卵石层孔隙含水层;②基岩风化带裂隙含水段;③上、下石盒子组砂岩裂隙含水段;④二1煤顶板砂岩裂隙含水段;⑤L7-8灰岩岩溶裂隙含水层。在参考相似条件井筒出水量,各层岩石裂隙发育情况,钻进时的泥浆消耗量及含水层水位,井筒施工时因放炮、卸荷对井筒围岩的破坏等因素的基础上,利用解析法井筒涌水量预计公式、承压转无压井筒涌水量预计公式、Q—S曲线外推法等进行综合分析预测,对各主要含水层均提供1个建议值。主要含水层井筒涌水量预计建议值:第四系卵石层,0.00～8.40 m段涌水量为30 m3/h;基岩风化带,8.40～36.66 m段涌水量为5 m3/h;田家沟砂岩,36.66～93.61 m段涌水量为30 m3/h;砂锅窑砂岩,223.25～347.94 m段涌水量为35 m3/h;二1煤顶板砂岩,323.59～396.00 m段涌水量为40 m3/h;L7-8灰岩,423.77～446.21 m段涌水量为60 m3/h。

由此可以看出,井筒施工过程中井壁涌水量较大,预计最大涌水量达到200 m3/h,给井筒施工带来很大困难;并且由于31风井位于麻河岸边,开孔即是卵石层,含水层水位与河水水位基本持平,因此可以肯定卵石层将接受河流的直接补给,补给能力较强,应采用特殊法施工井筒,避免淹井。

2施工方法

2.1井壁涌水联合治理技术

根据现有资料分析,该井筒水文地质条件复杂,预计最大涌水量约200 m3/h,且含水层位比较分散,所以单一的井筒注浆堵水或使用水泵排水已无法满足施工要求。经过技术研究论证,决定采取疏水孔、壁后注浆与井壁混凝土自防水等相结合的综合治理方案来治理井筒涌水。

2.1.1疏水孔泄水方案

31风井为超化煤矿新增风井,在31风井落底位置附近有超化煤矿中央进风行人下山等巷道(图1)。根据31风井井筒涌水量大且不易封堵的实际情况,结合31风井与井下现有巷道位置关系,经过技术方案论证,决定采用疏水孔泄水方案:①在井筒中心1.5 m范围内施工Ø194 mm的钻孔,直至31风井落底位置;②钻孔终孔后下入Ø139.7 mm×7.72 mm通天套管,在套管经过含水层部位时全部使用筛管,将含水层涌水直接排泄至井底;③在31风井井底与中央进风行人下山之间施工1条流水联巷(图1中虚线部分),揭露套管,将井筒涌水经套管、流水联巷引入-300 m水平排水系统。

2.1.2壁后注浆堵水方案

(1)设备及注浆材料选择。

选用2TGZ-60/210型双液调速注浆泵及相配套的TL-500型立式搅拌机;凿孔用YT-28型风动凿岩机,钻头选用Ø42 mm的一字型钻头;注浆材料选用袋装P.O42.5普通硅酸盐水泥,水玻璃浓度25～40°Bé,选用UEA-H-V高性能膨胀剂;注浆管选用Ø40 mm×5 mm无缝钢管,并加工成0.8～1.2 m长马牙扣式;注浆软管选用Ø25 mm钢网橡皮管;球阀选用Ø25 mm高压不锈钢球阀;用Z2850型高性能树脂锚固剂加固注浆管及井壁。

(2)浆液配比及用量。

①浆液配制。水泥浆的水灰比为0.8∶1～1∶1;水泥浆∶水玻璃为1∶1;膨胀剂掺量为水泥量的7%。②注浆量。注浆量根据岩体空隙率、浆液凝固的时间、壁后空隙的大小及连通性确定。壁后注浆主要目的是在井筒周边2～3 m范围形成无空隙的帷幕,以堵截向井筒渗水,因此,只有充分把空隙充填,才能提高治水效果。计算公式:注浆量Q = Vha。其中,V 为需充填体积;h 为空隙率,平均取9%;a 为浆液损失,取1.4。经计算得,每米注浆量为 7.42 m3(根据施工经验损失在80%以上),以实际发生的用量为准。

(3)注浆扩散半径。

注浆扩散半径的确定对节约材料、缩短工期有决定作用,但由于各土层间的土质结构、间隙、井壁与土层间的结合等因素影响,浆液扩散性相差较大,注浆目的主要为堵水,因此确定注浆扩散半径以1.5～2.5 m为宜。

(4)注浆压力。

注浆压力决定扩散充填能力,压力的大小取决于净水压力及井壁承受能力。根据表土层的特性及过去注浆经验,开始时浅孔压力取0.3～1.0 MPa,向下继续注浆时,每下降10 m,压力增加0.1～0.2 MPa。

(5)设备布置。

风化基岩段注浆设备布置在地面,后期基岩段壁后注浆施工注浆泵及拌料布置在吊盘上,吊盘上设有压风管及供水管供施工使用。

(6)施工工艺流程。

①造孔:在需注浆层位用YT-28型钻孔机,Ø42 mm钻孔按间排距2.5 m×3.0 m(每层需7个孔)垂直井壁打孔0.8～1.2 m深。②埋管:每打完1个孔,首先用清水洗孔,根据孔深用打管器把加工好的Ø40 mm无缝钢管打入孔内,外露60～80 mm长。注浆管用棉线缠在马牙扣上,并用锚固剂固定。

2.1.3井壁混凝土自防水方案

井壁浇筑的混凝土严格按照实验室提供的配合比计量,并加入5%的水泥基渗透结晶型材料。该材料可自动充填0.2 mm的裂缝,保证井壁不漏水,同时8.4 m表土段钢筋混凝土井壁自下而上混凝土浇筑一次完成不留接茬,保证井壁的整体性,达到混凝土自防水的效果。

采取以上多种技术措施联合治理井筒出水,达到了理想效果。井筒掘进过程中,涌水量保持在15～25 m3/h,且全部经套管流入井下排水阵地,保证了井底无积水,为井筒快速掘进奠定了基础。

2.2整体下移金属模板砌壁、短段掘砌支护方案

根据风井现有地质资料,31风井井筒所穿过岩层中,基岩风化带岩组岩石稳定性差,受风化和水影响,裂隙发育,岩石易膨胀变形;基岩岩组中,岩石性质不一,差异较大,其中泥岩、砂质泥岩、粉砂岩等围岩稳定性差。经技术分析论证,采用整体下移金属模板砌壁、短段掘砌混合作业的井壁支护方案。砌壁采用整体下移金属模板,有效成井段高4.0 m,在地面集中搅拌站进行混凝土配制,采用TDX-1.6型底卸式吊桶输送混凝土,在吊盘上设集中分料槽,底卸式吊桶运送混凝土通过溜灰管对称、均匀地进入模板内。

2.2.1一次临时支护

根据《煤矿安全规程》第二十七条规定,采用井圈或其他临时支护时,临时支护必须安全可靠,紧靠工作面,并及时进行永久支护。当围岩条件较差时,防止片帮主要措施为:在出渣的同时对岩帮进行敲找,岩帮采用锚网(喷)随机支护,锚杆采用Ø18 mm×2 000 mm树脂锚杆,间排距均为800 mm,铺设金属网,网压茬100 mm;当岩层稳定时,将岩帮的活矸危石打掉,不再进行临时支护。

2.2.2二次永久支护

放炮后,矸石不全部出完,留一部分找平作为座底矸石。绑焊钢筋(有钢筋段),稳立模板,分层对称浇筑混凝土。使用MJY型整体下移金属模板,模板外径4.05 m,全高4.3 m,全液压脱模和稳模。上循环模板脱模后,下放至工作面,根据测量找平、对中,撑开模板,使井壁的垂直度及支护厚度满足要求后,稳立好模板,浇筑混凝土。

整体下移金属模板砌壁、短段掘砌的技术施工方案不但保证了不稳定岩层的支护效果,而且大大缩短了支护周期,提高了井筒掘进效率。

2.3井筒施工工艺流程

采用“两掘一砌”的混合滚班作业方式,即打眼放炮2次,砌壁1次。井筒施工工艺流程:①下钻打眼2.5 m→装药放炮→通风扫盘→出渣→清底;②下钻打眼→装药放炮→通风扫盘→出渣至4.3 m→立模衬砌4.0 m→出渣清底。

2.4施工组织方案

根据以往的施工经验及工程实际情况,为适应施工管理的需要,设置施工班组5个,即打眼班、出矸班、清底班、打灰班、机电班组。在施工期间4个班组采用滚班作业方式,担负工作面的打眼、装药、出渣、清底、立模、打灰及小班机电的维修和排水工作。机电班组“三八制”作业方式,负责地面设备的维护、检修、吊盘起落、接风水管路及有关岗位工种,实行定岗、定员、包机负责制。

根据劳动组织形式,实行专业化的施工方法,严格分工,专班负责,专人操作,以便提高操作技术水平,充分发挥机械化施工的优势,提高工时利用率,确保正规循环,实现了快速施工。

3结语

(1)针对超化煤矿31风井特殊的地质和水文地质条件,充分利用井下现有巷道和排水阵地,通过井筒中心疏水孔泄水,并结合先进的壁后注浆技术和混凝土防水技术,有效解决了井筒涌水的难题,确保了打干井,创造了快速施工条件。

(2)井壁支护既是立井井筒施工的重点,也是难点,整体下移金属模板砌壁、短段掘砌的井壁支护技术方案在井筒围岩状况较差的立井施工中,将合理的技术方案与机械化的施工工艺有机结合,形成了一套先进的机械化作业线,大大提高了立井井筒掘进效率。

(3)采用项目法管理,优化劳动组织,充分调动了员工的积极性。采用专业化滚班制、机械设备包机制等,提高了工效,发挥了机械化配套设备的潜力。

摘要：超化煤矿31风井井筒地质构造及水文地质条件复杂,井筒施工困难。根据矿井采掘计划,31风井施工工期紧张,通过运用井筒综合防治水、综合机械化掘进和整体模板支护等先进技术,提高了井筒掘进效率,有效降低了井筒涌水量,为超化煤矿31风井的安全快速施工提供了技术保障。

立井井筒快速施工篇4

关键词：立井井筒,井壁结构,冻结法,混凝土强度

0 引言

目前, 我国立井穿过不稳定冲积地层一般采用特殊凿井法施工, 主要方法为冻结法、钻井法、帷幕法、沉井法等。其中, 冻结法和钻井法是目前我国煤矿立井井筒采用较多、更为成熟有效的两种特殊凿井施工方法。鉴于冻结法施工的优点, 目前冲击地层采用冻结法施工的井筒占大部分。

井筒含水基岩的治理方法一般采用注浆法和地层冻结法。冻结法治水效果可靠;井筒施工对环境无污染, 噪声小。一般情况, 基岩段采用注浆法施工较多。但是近期, 内蒙等地的含水基岩段均采用了冻结法施工, 主要鉴于内蒙等地的基岩地层与其他地区地层的不同及特殊性。随着煤炭浅部资源逐渐枯竭, 准备建设的新矿井大多开采深部资源, 井筒深度也逐渐加大。

根据目前井壁的计算方法, 随着井筒深度的加深井壁厚度将越来越大, 形成了“大体积混凝土”, 而大体积混凝土在固化过程中释放的水化热使井壁本身产生较大的温度变化和收缩作用, 收缩应力可能导致混凝土出现裂缝, 对井壁本身造成致命的影响。因此对于冻结深度较深的井筒, 怎么减薄井壁厚度往往成为设计人员头疼的问题。

1 冻结法施工井筒井壁结构形式

目前我国采用冻结法施工的井筒井壁结构形式主要包括钢筋混凝土双层井壁与钢筋混凝土单层井壁;其中双层井壁根据温度应力的大小, 结构形式可分为含塑料夹层的钢筋混凝土复合井壁与不含塑料夹层的钢筋混凝土双层井壁。因冻结井筒单层井壁应用较少, 本次主要研究钢筋混凝土双层井壁计算方法。

2 冻结法施工井筒双层井壁厚度的确定

1) 钢筋混凝土井壁结构计算主要参考的规范、规程。

主要参考的规范、规程有:《××矿井井筒检查钻孔地质报告》, GB 50384—2007煤矿立井井筒及硐室设计规范, GB 50511—2010煤矿井巷工程施工规范, GB 50213—2010煤矿井巷工程质量验收规范, GB 50010—2010混凝土结构设计规范, 《采矿工程设计手册》, MT/T 1124—2011煤矿冻结法开凿立井工程技术规范等。

2) 内、外层井壁整体所受径向荷载标准值计算。

a.均匀荷载标准值应按GB 50384—2007煤矿立井井筒及硐室设计规范6.1.3-1式计算。

b.不均匀荷载标准值。

其中, βt为冲积地层不均匀荷载系数。冻结法凿井时, βt=0.2~0.3。

3) 内、外层井壁分别承受的径向荷载标准值计算。

a.内层井壁荷载标准值。

其中, Pn, k为内层井壁所承受的荷载标准值, MPa;kz为荷载折减系数, 一般取0.81~1.00;0.01为水的似重力密度, MN/m3。

b.外层井壁荷载。

外层井壁承受的冻结压力Pd, k可按表1选取。

4) 冻结法凿井井筒的井壁厚度应按下列公式计算初步拟定。

a.薄壁圆筒 (t<rw/10) 井壁:

b.厚壁圆筒 (t≥rw/10) 井壁:

式中:t———井壁厚度, m;

rn———计算处井壁内半径, m;

fs———井壁材料强度设计值, MN/m2;

fc———混凝土轴心抗压强度设计值, MN/m2;

fy'———普通钢筋抗压强度设计值, MN/m2;

P———计算处作用在井壁上的设计荷载计算值, MPa。根据不同受力状况, 采用冻土压力、均匀水土压力、静水压力等相应的荷载计算值;

ρmin———井壁圆环截面的最小配筋率, 取ρmin=0.4%;

γ0———结构重要性系数。

3 以内蒙地区某井筒为例, 考虑混凝土强度提高系数前、后计算结果

以内蒙地区某矿井副井为例, 该井筒净直径为10.5 m, 混凝土强度等级为C75, 冻结计算控制深度为724.0 m, 分别按照考虑混凝土强度系数与不考虑强度系数情况下计算井筒控制截面处的井壁厚度。

1) 不考虑混凝土提高系数, 控制截面处为-724.0 m处, 冻结段内层井壁厚度。

内壁水压:Pn, k=0.01×0.81×724=5.864 MPa。内层井壁厚度计算:选用C75混凝土, 抗压强度设计值33.8 MPa。

同时, 根据工程类比法取内壁厚度t内=2 200 mm。

2) 按照混凝土强度提高系数1.3计算控制截面处冻结段内层井壁厚度。内壁水压:Pn, k=0.01×0.95×724=6.878 MPa, 内层井壁厚度计算:选用C75混凝土, 抗压强度设计值33.8 MPa。

取内壁厚度t内=1 750 mm。

计算结果对比如表2所示。

4 结语

立井井筒快速施工篇5

大海则煤矿位于陕西省榆林市榆阳区西部。矿井隶属中煤陕西榆林能源化工有限公司, 矿井建设规模为25 Mt/a, 矿井设计服务年限88.8 a。大海则煤矿2#副立井井筒净直径10 m, 井深677.4 m。井筒采用全深冻结法施工, 冻结深度690 m。井壁为双层钢筋混凝土支护, 混凝土强度等级为C30/C40/C50/C70, 外壁壁厚500~600 mm。井筒外壁经过三次变径, 冻结段外壁掘砌最大荒径14.7 m, 掘进断面达169.63 m2。

大海则煤矿2#副立井井筒的主要技术特征如表1 所示。

2 施工工艺及设备配套情况

2.1 施工工艺

凿岩:采用SYZ6×2- 15 型双联伞形钻架配用12 台YGZ- 70 型独立回转凿岩机凿岩, 钻孔深度为5.2~5.5 m。

装岩:采用3 台HZ- 6 型中心回转抓岩机、小挖掘机配合人工清底、装岩。

提升:配备3 套独立的提升机配以5 m3矸石吊桶, 进行井筒排矸及物料、设备运输。

砌壁:采用吊盘固定式分灰器配合MJY4.2 型整体金属下移钢模板砌壁[1]。

施工工艺流程包括凿岩、爆破、通风安检、出矸找平、立模浇筑、出矸清底。

2.2 设备配套情况

2#副立井井筒主要施工机械设备如表2 所示。

3 施工效果分析

3.1 凿井施工设备能力分析

Ⅵ型亭式金属凿井井架可满足深度1 500 m、净直径10.0 m的立井井筒凿井的施工需要[2]。

大海则2#副立井井深677.4 m, 最大荒径为14.7 m, 模板段高为4.2 m, 采用3 套型号分别为2JK- 4 ×2.65/18、2JKZ- 3.6/13.23、JKZ- 2.8/15.5 型提升机的单钩提升系统, 其中2 台双滚筒提升机用作单绳提升。

按最大荒径、最深井深, 3 套提升系统均采用5 m3矸石吊桶、休止时间180 s计算, 3 套提升系统的提升能力分别如表3 所示。

3 套提升系统合计提升能力168.5 t/h, 模板段高为4.2 m, 凿岩一模段高矸石总量为1 283 m3, 提升一模段高矸石总量所占用的总时间为7.6 h。

3.2双联伞钻应用效果分析

以2#副立井井筒每循环伞钻凿眼个数296 个眼位、眼深4.5 m为基础计算, SYZ6×2- 15 型双联伞钻凿眼速度为9 min/ 眼, SYZ6×2- 15 型双联伞钻每个循环凿眼时间需3.7 h, 凿眼时间较以前使用的FJD- 8 型伞钻缩短了1.85 h, 提高了凿眼速度。对于井筒掘砌施工 (30~677 m, 计647 m) 来说, 施工时间可缩短12 d。经计算使用双联伞钻节约人工费54 万元、材料费11.1 万元、机械费12.1 万元、辅助费24.5 万元, 共计节约费用101.17万元。

3.3 挖掘清底效果分析

通过对基岩段人工清底和挖掘机清底的费用进行比较, 发现挖机清底用时4 h, 较人工风镐清底用时缩短3 h, 该井筒基岩段共计施工124 个循环, 共计节约用时372 h, 约为15.5 d, 基岩段人工和挖掘机清底费用比较如表4 所示。

由表4 中可以看出, 在基岩段施工中, 使用挖掘机清底比人工清底节省费用846 514 元。

3.4 吊盘固定式分灰器应用效果分析

施工过程中改进了井壁混凝土浇筑工艺, 商品混凝土通过底卸式吊桶下放至上吊盘固定式分灰器上方, 通过打开固定式分灰器折页式接灰盘, 溜至分灰器经铠装耐磨胶管对称入模。分灰器安装在吊盘正中, 平时接灰溜槽为收起状态, 打灰时接灰槽为打开状态, 每次打灰不需要再进行分灰器的下放和提升, 在确保施工安全、工程质量的前提下, 杜绝了分灰器上下提升运输的安全隐患, 每个循环, 减少了因分灰器上下的辅助时间约为1.5 h, 在加快施工速度的同时, 也节省了人员的投入[3]。

吊盘固定式分灰器示意如图1 所示。

3.5 凿井施工工序时间分析

根据施工组织设计工期安排, 30~610 m段井筒外壁掘砌 (第二个整体浇筑位置) 计划工期为177 d, 平均的成井速度为3.28 m/d, 每月成井98.3 m/ 月。2#副立井井筒在该段井筒施工中, 平均月成井为105 m/ 月, 平均每天的成井速度为3.5 m/d, 实际施工工期166 d, 比计划工期提前11 d。基岩段部分循环时间统计如表5 所示。

从表5 可看出, 每循环的打眼、出矸找平、砌壁、清底的平均时间分别为6.5 h、6.1 h、4.6 h、6.4 h, 一个循环时间为23.6 h。每月可完成循环30个, 实现成井126 m;如考虑有5 d影响的话, 也可完成循环25 个, 实现成井105 m, 与上述统计的30~610 m段井筒外壁掘砌速度是一致的。

在井筒基岩段施工中, 分别于2013 年10 月、11 月、12 月实现成井110 m、112 m、105 m, 受到了上级部门和业主的嘉奖。

4 结语

针对超大直径立井井筒施工中凿井施工设备能力、双联伞钻应用效果、挖掘机清底效果、吊盘固定式分灰器应用效果、凿井施工工序时间等进行了分析, 总结了各个施工环节成功的做法, 节约了大量的人力、物力和财力, 提高了施工速度, 缩短了施工工期, 提高了经济效益和社会效益, 获得了较为科学、详细的第一手数据, 为类似工程施工积累了经验。

参考文献

[1]印东林, 闫振斌, 张绪刚.孔庄煤矿混合井井筒基岩段快速施工技术[J].能源技术与管理, 2010 (5) :77-79.

[2]闫振斌.印东林千米立井关键装备配套快速施工技术[J].建井技术, 2013 (4) :4-7.

立井井筒快速施工篇6

(1) 冬季温度较低影响树脂锚固剂的质量。井筒在安装的过程中需要采用树脂锚固剂, 而一般来说树脂锚固剂所存放的温度在20到25摄氏度的时候可以存放三个月左右, 而想要树脂锚固剂各项性能都发挥到最好检测温度为22摄氏度。而在冬天温度较低, 这样就造成了树脂锚固剂存放的温度也较低, 而树脂锚固剂的使用有效期会缩短。且井筒的温度过低的时候, 树脂锚固剂的凝固时间将会延长, 还会影响树脂锚固剂的抗拉强度。树脂锚固剂的总体使用效果降低, 会造成施工时间的延长, 甚至会影响总体的施工质量, 给施工带来一定的经济损失。

(2) 冬季温度降低造成风镐、风钻液压部分结冰。施工过程中由于外界的温度较低就造成开凿井壁所需的风镐以及风钻液压部分出现冻结的现象, 这样风镐和风钻不能正常的工作十分的影响井筒施工的进度, 而工期的延长也意味着经济的损失。

(3) 低温下施工会造成混凝土的断裂或者达不到施工的强度。在对井筒进行安装的过程中需要使用混凝土对井壁开凿的梁窝进行回填。而冬季十分的寒冷所以在施工的过程中一定要做好保温的措施, 而没有做好保温措施的工程就容易造成混凝土被冻裂或者是混凝土达不到工程要求的强度。

(4) 冬季低温造成测量工具内部液体冻结而不可以正常进行测量。当施工时外界的温度低于0摄氏度的时候, 用来测量水平所使用的水平管内的内部的液体会因为低温而产生冻结的现象, 这样就造成一些需要进行测量的工程不可以正常的进行, 同样也会影响施工的质量。

(5) 冬季施工施工设备受影响。在寒冷的冬季井筒装备所采用的临时设施例如提升机的液压站、凿井绞车的制动抱闸液压油出现冻结、油脂变稠等现象, 影响机器的制动安全。

(6) 冬季施工施工人员容易发生冻伤。冬季施工的另一坏处就是施工人员长期在低温下工作会造成冻伤等疾病, 这样会影响施工的进度, 造成施工进度越来越缓慢。

(7) 雨雪天气天轮平台冰块融化造成施工人员落冰伤害。寒冷的冬季容易出现一些较为极端的天气且温度也较低, 而这样的天气容易使平台结冰, 而施工人员在进行操做的时候会打滑, 造成落冰事故, 而人员一旦受伤就会影响施工的进度, 不仅如此还会造成一定的经济损失, 总之会给工程带来很多麻烦。

2 解决方案

井筒在冬季施工的时候, 在井口没有空气加热室和其他供暖设备的情况下, 一定要采取临时的供暖或者是保温的措施, 这样才能保证井筒冬季施工的顺利进行。

(1) 在地面安装临时的供暖设备。可以在地面安装临时的供暖设备, 利用临时的供暖设备向井筒供暖, 以保证井筒不结冰, 且还要保证施工人员的人身安全。

(2) 保证地面的临时设施有供暖保温措施。施工中还需要注意的一点就是要做好地面临时设施的保温以及供暖的措施, 可以保证施工人员不受严寒的伤害, 让他们以更好的工作状态进行施工。还有就是保证施工中的器材的正常使用, 其实做好保温和供暖的措施就是为了保证工程的顺利进行。

(3) 对施工人员有一定的防寒保护措施。为了保证施工人员因为寒冷的天气而引发一些疾病, 施工队伍必须要对每一个施工人员做好防寒保护的措施, 例如给一些在严寒中作业的工作人员派发厚的御寒棉衣和手套、在值班室内准备一些热开水、对施工人员的身体情况进行检查。

(4) 入井前要对井表面的污物和冰霜进行清除。在入井安装各种材料和施工之前一定要对井表面的污物和冰霜进行清除, 这样可以防止这些东西影响施工人员的施工进度和避免施工人员因为这些东西而坠落。

(5) 井筒开挖梁窝进行二次灌浆的时候采取有效的养护措施。在井筒进行开挖梁窝二次灌浆的时候一定要采取有效的养护措施, 保证混凝土的强度。

3 施工的工艺

(1) 基建矿井在井筒装备的过程中, 热风炉里的热风必须在井筒内和冷风进行冷热汇合, 但是, 管炉末端的温度一般在150到200摄氏度之间。为了避免热风炉里的热风对井里的施工人员造成伤害, 热风管的管路必须从井筒向下延伸数十米, 且一定要远离提升的容器。管路在井壁的一侧开挖出风孔, 风孔的目的是将热风从管路中导出, 让热风与冷风在井筒中汇合。

(2) 在井口进行封闭的时候, 要依据热风炉內的实际情况进行计算, 且要注意在炉內预留两个通风口并在通风口处加装防护网。

(3) 热风炉的安装位置一定要位于井筒20M以外的位置

(4) 井筒装备进行施工的过程中, 提升吊盘和线坠下放可以采用集中控制的方法, 可以让工人结合井下整体的实际情况进行统一的操做, 这样不仅可以节省时间和人力, 且更加的安全。

(5) 在井筒下安放托管梁、操车设备等一些外形和尺寸较大的设备的时候, 一定要提前做好相应的防旋转措施。对于那些升降物品所用的索具和卡具在使用之前一定要进行仔细的排查, 当发现出现问题的时候一定要及时的修理或者更换。

(6) 吊盘升降后, 要先固定好吊盘再作业。对于吊盘上所固定的一些设备, 也要进行严格细致的检查, 以防止疏忽、遗漏而造成高空坠物砸伤施工人员, 造成经济损失。

(7) 冬季较容易出现一些极端恶劣的天气 (大雨、大风5级大风的天气、雨雪) , 一般来说在这种天气中最好不要进行起吊施工, 因为在极端天气进行起吊施工会容易出现一些意外事故。

(8) 施工中机械搬运的时候要提前对吊具、索具、等搬运设备进行提前检查了之后才能起吊。在搬运一些较为大型的设备的时候, 因该要安装溜绳防止这些大型设备之间出现碰撞。在被吊的物品离开地面以后, 要及时清除被吊范围以内的人员, 防止因为意外而砸伤人员。对于吊一些零星的物件可以使用吊篮、吊斗等等。

4 结语

本文简要的分析了基建矿井立井井筒装备冬季施工技术, 希望在以后的施工中可以注意本文所介绍的几点, 保证施工的质量。

参考文献

[1]刘环宇, 李晓, 曾钱帮, 黄福昌, 陈祥军.兖州矿区立井井筒非采动破裂的非线性预测与判别方法[J].工程地质学报, 2005 (02) .

[2]贾希林, 孙清华, 侯胜龙, 李银旗, 于晓虎.立井井筒凿井设备布置优化设计[J].建井技术, 2005 (06) .

立井井筒快速施工篇7

文家坡回风井井筒设计深度752.2m。井筒在施工过程中的矿井实际涌水量与矿方提供的井检孔预测井筒涌水量有较大差异, 表土段井检孔预测水量0.39m3/h, 实际涌水量18.3m3/h。井筒施工进入洛河组砂岩含水层以来, 实际施工过程中采取边掘边注的方式施工, 洛河组三方测井筒涌水量最高达到115.44m3/h。由于是壁后注浆, 井壁设计厚度550mm, 基岩段洛河组为单层素混凝土井壁, 注浆压力小, 封水效果差, 特别是由于洛河组没有明显的隔水层, 注浆难以形成有效的足够的注浆帷幕。阶段性结束注浆时, 井筒涌水量从壁后随井筒延伸而迅速增大, 阶段性壁后注浆效果维持时间短。在井筒掘砌到底后采取综合治水方案对井筒涌水进行全面处理, 取得了预期效果。

2 地质概况

本井筒施工共通过10个含水层, 表土段5个, 基岩段5个。施工期间实测表土层最大涌水量为18.3m3/h, 基岩段最大涌水量为115.44m3/h。其中实际掘砌过程中对施工影响最大、含水层涌水量集中部分主要在洛河组砂砾岩含水层、宜君组砾岩弱含水层中。井筒施工到底时, 井筒涌水量为50.79m3/h。具体地质情况如下:

表土层, 共计分8层, 厚度279.74m, 主要穿过第四系中更新统离石黄土和上更新统马兰黄土, 表土层底部有10.11m厚的卵石层, 成份以花岗岩、石英岩砾为主。

白垩系: (1) 下白垩统洛河组岩性为紫红色、棕红色-粗粒长石砂岩, 厚度239.5m。 (2) 下白垩统宜君组岩性为杂色巨厚层状粗粒岩, 厚度32.4m。

侏罗系: (1) 中侏罗统安定组为棕红色, 紫红色砂质泥岩, 夹数层薄层紫灰色、灰绿色细~中粒砂岩, 厚度45.58m。 (2) 中侏罗统直罗组以灰绿色、灰白色、深灰色各粒径砂岩为主, 夹绿杂色泥岩, 厚度21.94m。 (3) 中侏罗统延安组以灰色、灰白色中粗粒砂岩为主, 灰色、深灰色泥岩及砂质泥岩次之, 井筒揭露厚度120.28m。

3 综合防治水方案

由于该井筒涌水的特点是无大的出水点, 大部分涌水为井壁渗水汇集而成, 针对这一特点, 采取了以壁后注水泥为主要手段, 辅助水玻璃和化学药剂, 同时对部分出水量较大, 反复注浆无效的井壁进行上行赶水, 对井壁质量差的地方破壁重新浇筑, 再辅以短、长注浆孔结合, 疏堵结合的一整套治水方案, 将井筒涌水从成井时的50m3/h注至9.5m3/h以下。下面就将具体情况简述如下:

壁后注浆期间利用掘进期间的排水系统, 压风、供水、供电系统, 照明、信号系统, 通风、提升系统的设施。分阶段进行了注浆。注浆先期采用以水泥水玻璃双液浆。将大的出水点封堵完成, 后采用脲醛树脂与草酸的化学浆液对裂隙发育不明显的区域进行加强注浆。通过每个阶段的上行, 下行注浆。由于井筒掘砌时, 井筒最大涌水量达115.44m3/h, 部分井壁在浇筑时混凝土被水稀释, 导致井筒多处质量较差, 在壁后注浆过程中出现压力加不上去、井壁开裂等问题, 为了确保井壁质量, 在进行井筒全面调查的基础上, 果断将12处质量较差的井壁挖掉重新浇筑, 在浇筑前在岩壁中打5m的深孔对岩壁后进行封水, 确保井壁修补质量和封水效果。针对井筒大面积涌水, 且无明显出水点这一特点, 采取下行注浆法, 从卵石层开始注浆, 一模一模将水往下赶, 对裂隙发育的地方采取中深孔结合的方法进行强行封水, 同时在注浆时, 先打一个5m的深孔进行放水泄压, 确保注浆质量和效果。

4 壁后注浆施工工艺

注浆造孔:采用YT-28型风钻配Φ22mm中空六角型钎杆, Φ42mm“一字”型合金钢钻头进行施工。造孔深度3m。

井深210~731段孔深3m, 造孔间距1.5~2.2m, 孔口管长度为0.6m, 外露长度为50mm。层间距3.7m, 在出水点附近进行补孔, 实施重点堵水注浆。

注浆施工:

壁后注浆在井上安装注浆泵, 由注浆管导入井下工作台进行注浆。

注浆泵选用XPB-90F和ZBY-3/20型的双液注浆泵。

先期注浆浆液以单液水泥浆和水泥-水玻璃双液浆, 水泥浆液采用P.O42.5R水泥拌制, 水玻璃选用模数2.8~3.4、婆美度40~45的水玻璃。注浆浆液地面拌制, 由注浆管导入井下工作台进行注浆, 当注浆吃浆量较小而封水效果不好时使用化学浆液注浆。化学浆液配制根据井下施工所需要的一般凝固时间采用地面做实验的方法确定草酸的溶液浓度, 再采用井下调整改性脲醛树脂溶液和草酸溶液体积比进一步控制浆液扩散范围及凝固时间, 使其满足工程施工需要。脲醛树脂属于化学浆液, 能够充填小裂隙, 小空间, 脲醛树脂粘结强度1~4Mpa, 结石强度3~10Mpa, 抗渗性10~6cm/s以下, 凝固时间1min至数小时浆液配制。改性脲醛树脂 (甲液) 及草酸溶液 (乙液) 配制, 甲液与乙液配比比例为1:0.2~0.4.其中乙液为3:1左右的草酸与水溶液。若需缩短凝固时间, 可增大乙液浓度, 相反, 则减少乙液浓度

注浆压力终压取静水压的1.5倍, 表土层注浆压力一般为1.5~3MPa之间, 基岩段表土层注浆压力为4~6MPa之间。

注浆工艺流程:地面搅拌桶-工作面吸浆管-注浆泵-输浆管-孔口管-壁后岩层。

结束标准:单孔注浆结束标准:为防止周围钻孔大量跑浆, 要将其它注浆孔阀门打开一半, 待出现浓浆时, 将其阀门拧紧封死, 注浆孔达到终压, 欲堵的出水点不再漏水, 10分钟后打开注浆孔口放浆阀不漏水, 可结束本孔注浆最终以堵水效果作为结束注浆标准。注浆结束后, 注浆孔口管的外露部分应不大于50mm。

5 壁后注浆工程量汇总

凿孔1802个凿孔深度累计5406m;注浆主要消耗材料袋装硅酸盐水泥 (P.O42.5R) 1938.8吨, 水玻璃405.5吨。脲醛树脂131.75吨。

6 综合治水取得的效果

文家坡回风立井井筒采取了以壁后注水泥为主要手段, 辅助水玻璃和化学药剂, 同时对部分出水量较大, 反复注浆无效的井壁进行上行赶水, 对井壁质量差的地方破壁重新浇筑, 再辅以短、长注浆孔结合, 疏堵结合的一整套治水方案, 将井筒涌水从成井时的50m3/h注至9.5m3/h以下。成功解决了井筒采取普通法施工穿越复杂水文地层的难题, 丰富了普通法建井的适用范围形成了具有广泛适用性的施工技术保障体系。

综合防治水在回风井应用取得的效果不仅为彬长矿区后续建井及生产中有效解决此类工程问题建立了技术储备, 对于西部侏罗系聚煤区类似条件的建井工艺也提供了重要的技术借鉴。

摘要：文家坡煤矿回风井在井筒掘砌过程中最大涌水量达115.44m3/h, 为了确保井筒正常使用, 采取了以壁后注水泥为主要手段, 辅助水玻璃和化学药剂, 同时对部分出水量较大, 反复注浆无效的井壁进行上行赶水, 对井壁质量差的地方破壁重新浇筑, 再辅以短、长注浆孔结合, 疏堵结合的一整套治水方案, 将井筒涌水从成井时的50m3/h注至9.5m3/h以下。

关键词：煤矿,井筒,治水,壁后注浆

参考文献

[1]矿井溃砂灾害化学灌浆治理技术现状及关键问题研究途径探讨[C].第八届全国工程地质大会论文集.2008.[1]矿井溃砂灾害化学灌浆治理技术现状及关键问题研究途径探讨[C].第八届全国工程地质大会论文集.2008.

[2]郭密文.高压封闭环境孔隙介质中化学浆液扩散机制试验研究[D].江苏徐州:中国矿业大学.2010.[2]郭密文.高压封闭环境孔隙介质中化学浆液扩散机制试验研究[D].江苏徐州:中国矿业大学.2010.

[3]刘沛林, 王蓬.富水弱渗地层立井施工注浆加固技术[J].西安科技大学学报, 2011, (02) :163-166, 171.[3]刘沛林, 王蓬.富水弱渗地层立井施工注浆加固技术[J].西安科技大学学报, 2011, (02) :163-166, 171.

[4]王海宝, 董海顺, 曹文华.表土层普通法掘砌施工[C].全国矿山建设学术会议论文选集.2002.[4]王海宝, 董海顺, 曹文华.表土层普通法掘砌施工[C].全国矿山建设学术会议论文选集.2002.

[5]张文学.平禹一矿立井深厚表土层普通法施工技术研究[J].科技致富向导, 2010, (11) :234-236, 240.[5]张文学.平禹一矿立井深厚表土层普通法施工技术研究[J].科技致富向导, 2010, (11) :234-236, 240.

立井井筒快速施工篇8

文家坡矿区洛河组主要由巨砾岩、含砾砂岩、粗粒砂岩、细粒砂岩组成。其主要含水层为砂岩, 成分以石英和长石含量高、岩屑含量低为特征, 钙质、铁泥质胶结, 但胶结一般较弱、结构疏松, 遇水易砂化。且含水丰富, 岩体结构疏松, 具有孔隙-微裂隙特征, 有较好的径流补给来源。

2 井筒涌水量测定情况

井筒施工实际涌水量与矿方提供的检测孔预计涌水量有较大差异, 井筒过洛河组施工期间最大涌水量达到113.2m3/h。

3 施工方案

3.1 壁后注浆

5月30日, 排矸立井实测涌水量已达113.2m3/h, 不具备继续施工条件, 为进一步减少井筒涌水量, 保证工程进度及质量, 经过研究决定, 停止掘进, 采用壁后注浆的方式对井筒涌水进行封堵。

3.1.1 壁后注浆方案

采用水泥浆为主, UF20脲醛树脂、工业草酸为辅, 以加强井壁质量、堵水为主。按上行式的注浆方式施工。对集中出水点重点处理。考虑到井壁模板接茬是渗漏相对集中的部位, 因此, 注浆孔开孔位置一般在模段接茬上下0.1m-0.5m距离, 正常情况下按均匀间距布孔, 孔间距控制在1.5m左右。注浆孔的布设间距及数量可根据井壁渗漏情况、壁后岩性、井壁质量及窜浆情况做适当调整。在渗漏严重井段或井壁薄弱部位, 为取得封水和加固的双重效果, 可适当加密布孔。

注浆孔深设计为2.5m, 利用Φ42钢钎成孔。为减小井壁受力强度和防止壁外窜浆, 孔口管长度适当加长, 采用“孔口管 (Φ32×1500mm无缝钢管, 孔口管采用Φ32mm×4mm无缝钢管加工, 外端为50mm长的丝头, 内段加工成鱼鳞扣, 增加注浆管与井壁及壁后围岩间的摩阻力) ”, 以使壁后岩层辅助受力, 以孔口管与壁后岩层接触段长度不低于500mm为基本要求。注浆完成后注浆段壁后的空隙空间得到密实充填, 壁后渗漏水量得到有效封堵。在注浆段壁后形成1m~2m厚的封水帷幕, 在实现注浆段壁后防渗效果的同时, 兼顾对井壁的加固效果。

3.1.2 注浆时间及效果

注浆日期为6月8日-6月30日, 共计23天。使用水泥 (PO42.5R) :487.35T、水玻璃:25.77T, 脲醛树脂25T, 草酸3.5T。

本次注浆段高为-287m~-406m, 共计119m, 从6月8日至6月23日, 共用时23天。注浆完成后, 井筒实测涌水量为32m3/h, 比注浆前减少81.2m3/h。

3.2 安设截水槽和水箱

采取壁后注浆封水后井筒涌水量减少至32m3/h, 如何使剩余的水量对正常施工的影响降到最低, 保证施工进度和井壁质量, 经过研究决定根据实际情况分段安设接水槽, 并在上吊盘安装一水箱, 使截水槽的水直接进入水箱在排至地面。

3.2.1 安装截水槽

位顺利通过洛河组含水层, 施工期间共在井壁上安装了7道截水槽, 同时根据普通截水槽的特点, 对部分截水槽进行改造, 即在2个浇筑段高之间预留120mm的空槽, 使用钢板加工制作挡水板在用胶皮进行密封, 以这样的方式安设截水槽, 可以将90%的井壁淋水截住直接注入上吊盘水箱, 有效的减少工作面水量。

3.2.2 安设水箱

工作面的积水对施工的进度和井壁的浇筑质量都会造成较大影响, 针对这一情况, 在上吊盘安装一个5m3的铁制水箱, 用以存放工作面风泵抽上来的水和截水槽的水, 这样有效控制了工作面的水量, 优化了施工环境, 大大的提高了施工的效率, 有效避免了浇筑时跑浆、漏浆现象, 提高了井筒的质量。

4 施工采取的主要措施

文家坡排矸立井在施工过洛河组时采取了以下措施

4.1 坚持“安全第一, 预防为主”的生产方针, 不安全绝对不生产。提高员工遇水害时的自我保护、自救能力。