立井井筒普通施工技术

立井井筒普通施工技术（精选8篇）

立井井筒普通施工技术 篇1

1工程概况

文家坡矿井由中煤西安设计工程有限责任公司设计, 采用立井开拓, 文家坡矿回风井设计井深752.2m, 井筒净直径7.0m, 采用普通法掘进施工。表土层井颈段±0.000 (相对于+1181.600 m) ～-295m为双层钢筋砼结构, 支护厚度550mm。基岩段-295m～-752.2m为素砼支护, 壁厚550mm, 砼强度等级为C40。目前回风立井井筒已施工至-429.7m, 揭露地层位于洛河组中粒沙岩层, 岩性为棕红色、成份以石英长石为主、次棱角状、次圆状、泥质胶结、较疏松、遇水易风化。由于井筒涌水量过大 (115.44m3/h) , 现已采取工作面预注浆方式进行封水, 5月22日实测井筒壁后涌水量为44.65m3/h, 为进一步减少井筒涌水量, 保证工程进度及质量, 我单位根据文家坡矿井风井井筒设计特征及地层水赋存情况, 对井壁进行壁后注浆。

2井筒工程地质

根据地质资料显示, 本岩组以中粒砂岩及粗砂岩为主要含水层段, 风化程度较剧烈, 富水性强, 岩石松软, 易破碎、节理、裂隙较发育, 地下水对岩层的软化作用明显, 该含水层是井筒防治水工作之重点, 通过现场观察主要出水点, 本次壁后注浆拟定为井筒累深-313m～-429.7m, 注浆长度约117m。

3注浆方案

3.1根据洛河组水文地质情况该段以细粒砂岩为主要含水层段, 涌水量大, 地质条件复杂, 裂隙发育, 本次注浆采用密集布孔, 注浆孔间排距1.5m×3.7m, 注浆孔深度2.3m, 以形成封水帷幕。

3.2根据现场实际情况选用水泥-水玻璃双液浆、化学浆液 (脲醛树脂、草酸) 进行封水注浆, 在井壁出水量大、裂隙发育的部位选用水泥-水玻璃双液浆, 在裂隙不发育、出水量小的部位采用化学浆液。

3.3壁后注浆时工作面停止施工, 并已采取工作面预注浆方式进行了封水, 主要是防止水上下乱窜。本次壁后注浆采取由下往上注浆, 然后再由上往下复注一次。

4注浆作业

4.1注浆前准备。4.1.1注浆站的建立及注浆管路:注浆站布置在井口附近, 站内安装一台型号为2ZBQ-11.5/3的风动注浆泵。4.1.2工作台安装。拆除三层吊盘上的两个喇叭口, 铺设70mm厚的大板, 大板之间用8#铁丝绑扎牢固, 作为注浆工作平台。4.1.3注浆前, 先压水试验, 球阀与高压混合器接好后, 开动注浆泵, 用清水冲孔, 并作串通试验和耐压试验。将吸浆管拧紧上牢, 分别放入在储浆桶内, 按照设计好的浆液配上, 利用供液阀门调整好流量, 可进行注浆工作。注浆过程中, 视压力情况或涌水情况, 随时调整浆液配比。每个孔注浆结束后, 必须用清水冲洗净注浆管路, 吸甲液吸浆管和乙液吸浆管要做好标记, 以防混用。

4.2注浆参数。4.2.1注浆压力。根据以往注浆经验和岩石裂隙的发育情况, 决定此次注浆终压取4MPa, 正常注浆压力2～3MPa, 为防止破坏井壁, 井壁接茬注浆压力为2MPa。注浆施工时, 可视具体情况酌情调整。注浆结束标准:注浆达到终压后, 吸浆量降低到30L/min, 稳定时间为10～30min。注浆终压计算公式为:P终=2P0。 (P0为静水压力) 。4.2.2注浆孔布置。该段含水层水压低、水量大, 岩石层理、节理发育, 透水性好, 井壁模板段高大、多为井筒壁后岩石裂隙渗水和井壁接茬出水, 因此要采用密集深孔注浆, 形成封水帷幕, 注浆孔深2.3m, 根据井壁特点, 注浆孔开孔位置在模段上下0.4m～0.5m布置, 上、下模注浆孔按梅花型分布, 布孔要均匀, 注浆孔间排距1.5m×3.7m, 以形成封水垫, 防止形成壁后串水。对于井壁集中出水部位, 注浆孔要布置在出水点附近0.5m～1.0m, 注浆孔应穿透混凝土井壁进入岩石不少于1.7m, 孔口管规格Φ40mm×600mm。4.2.3浆液材料选择及现场浆液配制。本次注浆选用水泥-水玻璃双液浆、化学浆液 (脲醛树脂、草酸) , 水泥-水玻璃双液浆可以封堵较大的孔隙, 充填发育裂隙, 减小由于裂隙发育带来的井壁淋水;化学浆液 (脲醛树脂、草酸) 可以将微裂隙中的毛细水排出形成幕墙。4.2.4浆液配制:水泥-水玻璃双液浆的配置:水泥浆水灰比为W:C=1.25～1, 浆液配比C:S (水泥:水玻璃) =1:0.5～0.6。水泥为PO42.5R冀东 (盾石) 牌袋装水泥, 水玻璃选用液体硅酸钠型、浓度为38～40 Be'、模数2.8～3.3M。化学浆液配置根据现场试验进行配比 (见表1) 。

4.3注浆施工工艺。4.3.1注浆孔结构:注浆孔结构为孔口管Φ40×600mm。终孔深以穿透井壁进入岩石1.7m为准。4.3.2孔口管选用Φ40无缝钢管制作, 长度为600mm, 前部加工成500mm长的马牙扣, 后部用1.5无缝钢管50mm长加工成30mm长丝扣, 孔口管与1.5高压球阀采用长100mm的短节变头连接, 高压阀与注浆管采用变径短节连接。孔口管的马牙扣部位缠上生麻, 抹上适量的黄油后, 利用大锤或风锤推进器、将孔口管推进孔内。孔口管埋设后要进行耐压试验, 试验时逐渐加压, 壁后注浆孔耐压试验最大压力为5MPa。4.3.3施工程序:风锤开孔 (孔径42mm) 至孔深2300mm时, 安装孔口管→安设高压阀门 (10MPa) →关闭阀门并连接好注浆设施→打开阀门→开启注浆泵进行压水→注入一定浆液后封孔→关闭阀门→换孔。待浆液养护一段时间后, 再从阀门内套孔复注, 直至达到设计要求。特别注意:壁后注浆孔注浆后的封孔必须绝对可靠, 所有透到壁后的孔, 不论出水与否, 均必须进行注浆压力封孔。4.3.4注浆施工顺序。本次壁后注浆采用先上行式后下行式进行注浆。

4.4注浆量估算

利用公式粗略计算如下:

式中:Q———注入量m3;r———浆液扩散半径r=1.0m;R———封水帷幕平均半径R=5.4;H-段高H=1m;η———岩层孔隙率%η=16%;β———注浆有效充填系数β=80%;m———结石率m=0.9;λ———注液损失系数λ=1.2。

经统计本次注浆量显示为:117×11.58=1354.86 m3

4.5注浆结束标准。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, 待出现浆液时, 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。

5效果分析

实施壁后注浆后, 该井筒内的涌水量降至10 m3/h以下, 集中出水点水量不大于0.1m3/h, 且达到了注浆结束标准, 有效的将地下含水层的涌水封堵于壁后。

结束语

通过实践证明井筒壁后注浆是一种有效的防治水方法, 采用壁后注浆可以有效的将地下含水层的涌水封堵于壁后, 同时还起到加固井壁的作用。本方案的实施成功对其他新建井筒的井壁淋水处理具有较高的推广价值。

立井井筒壁后注浆 篇2

关键词：井筒涌水量；封水加固；壁后注浆

中图分类号：TD265 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）01-0080-02

1　概述

矿井建设中一般都有不同程度的涌水，它不仅影响施工速度、工程质量、劳动效率，严重的还会给人们带来灾难，因此，根据不同的条件，应采用有效的措施，妥善处理井内涌水。这已经成为快速施工的一项重要工作，长期以来在井内涌水的治理方面，注浆堵水是一种行之有效的方法。

2　需要壁后注浆区段的基本概况

郭屯煤矿生产能力240万，风立井井筒直径为Ф6m，井深876m，砼壁厚度为450mm，主要出水点出现在砼接茬之间，标高20～120m为集中出水点，现在的涌水量为31m3/h，出水点主要从20m向下，有两处已经开裂，范围延伸井筒2～3m，裂缝为4道，另外有几处接茬出水，经研究采取壁后注浆的方式进行堵水。

3　水文地质情况

根据立井井筒改扩建时的资料，该段揭露的为风化基岩，含水层主要位置共有两处，即井筒28m和90～120m处。

4　壁后注浆材料选择的科学依据

5　注浆方案

壁后注浆采用分段下行式，即在以上需要壁后注浆的特殊段，自上而下逐段进行，这样有利于改善注浆作业条件，在各分段内侧采取由上而下的注浆顺序，在各分段底部注好后再注上部，这样可以使后注浆液不致向下渗漏，以保证充填密致，提高注浆效果。

6　注浆施工方法

参考文献

[1]　董方庭，等．井巷设计与施工[M]．

[2]　钱鸣高，等．矿山压力及其控制[M]．北京：煤炭工业出版社，2001．

[3]　煤矿建井工程综合技术手册[M]．煤矿科技出版社．

作者简介：刘文学（1976-），男，河北邯郸中煤三十一处工程师，现为山西梗阳项目部项目经理，研究方向：现场技术管理；许孝建（1979-），男，供职于河北邯郸中煤三十一处，现为山西梗阳项目部技术负责人。

立井井筒快速施工技术研究 篇3

1 施工机械化配套

选择立井施工机械化配套方案时,应保证可获得良好的技术经济指标的前提下,从设备投资、折旧费、动力费、配件及维修费等几个方面进行综合经济比较,确定立井施工机械化配套方案。因此,立井施工机械化配套方案必须根据井筒直径、井筒深度、施工单位管理水平以及操作水平高低进行配套设备选择。配套设备应能满足工程及水文地质条件、作业方式和施工工艺等方面的要求,同时保证各配套设备性能稳定、可靠、易损件少、配件易补充、使用安全,配套设备布置和操作时互不干扰,生产能力相互匹配,发挥其综合效能。在施工机械化配套时应注意以下几方面的匹配:1)钻眼深度与掘进段高的匹配;2)一次爆破岩石量与装岩能力的匹配;3)提升能力与装岩能力的匹配;4)吊桶容积与抓斗容积的匹配;5)井筒砌壁与掘进速度匹配。

2 深孔光面爆破

2.1 掏槽方式及其爆破参数

立井掘进深孔爆破的掏槽形式分两大类:斜眼锥形掏槽和直眼筒形掏槽,前者由于孔底相距较近,装药相对集中,单位体积岩石获得的爆破能量大,利于克服底部岩石夹制作用,因此可以取得较好的掏槽效果,但由于破碎岩块抛掷过高,易崩坏井内凿井设备且掏槽孔的角度也不易掌握使其应用受到限制后者能克服上述缺点,掏槽效果也较为理想。在直眼筒形掏槽中,用的较多的是两阶复式筒形掏槽,即两阶槽孔同深和两阶槽孔不同深两种直眼掏槽方式。研究表明,在以掏槽深度、槽腔体积、破碎块度等作为主要衡量指标时,两阶槽孔同深掏槽爆破效果较好[2]。新集矿副井井筒施工期间采用深孔两阶同深直眼掏槽,效果良好。无论是砂岩还是泥岩,炮眼利用率基本都在90%以上,平均达95.3%,较以前提高了10.3%,降低了成井成本,加快了掘进速度[3]。

立井掘进深孔爆破另一种较为有效的掏槽方式是分段直眼掏槽,该掏槽方式适用于坚硬岩石。分段直眼掏槽意味将掏槽炮孔上下两分段,分别装药,中间炮泥相隔,顺序微差起爆,使下分段装药能充分利用上分段装药爆后形成的新自由面和岩体内纵横交错的爆生裂隙及残余爆炸应力场来增加岩石的破碎,改善岩石爆破块度,以获得较大和较深的槽腔。该掏槽方式在新集矿西井井筒的片麻岩掘进爆破时采用了分段直眼掏槽,结果表明:其炮眼利用率的平均值达91.4%[4]。

立井深孔直眼掏槽炮孔布置参数目前尚没有非常适宜的理论确定方法,我们认为:掏槽爆破(特别是深孔直眼掏槽)是在只有一个自由面的条件下实施的,它主要是利用爆破后岩石内的破碎破裂作用,即保证槽腔内岩石充分破坏。因此,第一阶槽孔应布置在爆破破裂区内。根据多年的立井施工经验,第一阶掏槽眼圈径为1.4 m～1.6 m,布置6个炮眼,装药系数为0.6～0.7,可获得较好的掏槽爆破效果[3]。

2.2 周边眼光面爆破参数

较好的光面爆破效果是保证井筒成型规整,减少周边围岩破坏的关键,井筒掘进应采取周边眼光面爆破技术。光面爆破参数主要包括眼间距、光爆层厚度及单孔装药量。在以往的立井爆破掘进中,周边眼间距取值较小,装药量较大,它不仅使钻眼时间增长,而且还严重影响光面爆破质量。根据我们在安徽、山东、河南、江苏以及华北等地的施工经验,周边眼间距可增大到600 mm～700 mm,光面爆破炮孔密集系数的取值为m=0.8～1.0,即光爆层厚度为600 mm～650 mm,炮孔装药集中度为150 g/m～350 g/m。在实施光面爆破时,周边孔应布置在井筒掘进断面轮廓线上,孔底落在轮廓线以外50 mm～100 mm,炮孔相互平行,深度一致。

2.3 周边眼装药结构

若采用普通的装药结构,周边炮孔药量少且集中在孔底,爆后常出现上部欠挖、下部超挖的坏现象,严重地影响了井筒的周边成型质量和掘进施工速度。为求好的光爆效果,应改进装药结构,较合理的光爆装药结构形式为径向间隙不耦合和轴向不耦合装药。从20世纪90年代开始,在立井掘进爆破中,普遍采用径向间隙不耦合和轴向不耦合装药,这种装药结构不仅能获得较好的爆破效果,而且操作简单。

3 砌壁

砌壁工序是井筒掘进的主要工序之一它所占循环时间仅次于出矸和钻眼时间,是井筒掘砌的第三大工序,因此砌壁速度也直接影响着井筒的施工速度。选择合理的搅拌站位置、先进的搅拌设备以及混凝土输送方式对缩短砌壁时间,加快井筒施工速度十分有利。目前井筒掘进超过100 m/月的搅拌站位置均布置在井口附近,配备机械化输料设备和自动化的称量仪器以及大型强制搅拌机,搅拌好的混凝土直接放入溜槽进入输料管到工作面,不仅使三大材料运输和混凝土运输加快,配料精度提高,操作简单,使用可靠,而且混凝土配合比根据工程要求可任意调整,使配料过程由电脑实现自动化控制,从而提高砌壁速度,缩短砌壁时间。

4 施工组织管理

矿井建设是一项复杂的系统工程,环节多、工序复杂多变,要求各工种之间密切配合,才能有效地完成各项任务。为此必须充分发挥人的主观能动性和创造性,发挥其最大潜能。

项目经理部在开始组建时就应十分注重人员的选聘,安排责任心强、技术水平高、思想作风过硬的人担任各部门领导,组成精干的管理机构;工人做到一专多能,优化工种的配备。如立井施工中,抓岩机司机、伞钻司机、水泵工等工种除做好自己的本职工作外,还要负责所使用设备的日常维修和保养。实行以岗定人,使每个员工基本满负荷,保证工作有条不紊,忙而不乱。

分配上打破工资制,实行效益工资,多劳多得,充分调动员工的积极性。

通过对劳动力资源的合理配置和动态管理,优化了劳动组织,精简了施工队伍,提高了劳动生产率,为快速优质施工创造了条件。

5 结语

1)大型机械化配套成井速度快,效率高,工人劳动强度低,立井施工中应优先采用。2)立井掘进深孔爆破技术因其能增加循环进尺、相对减少辅助作业时间,并能更大程度地发挥大型凿井设备的生产能力,故其应用前景广阔。3)在施工中采用一定的激励机制以充分调动工人的能动性、创造性,也是快速施工必不可少的环节。

通过施工机械化配套方案优化、实行中深孔光面爆破和严格的施工组织管理等措施,在正常施工条件下,立井掘进速度平均超过月

摘要：重点介绍了立井快速施工的机械化配套原则、中深爆破掏槽方式及其参数的选择、光面爆破参数的确定、混凝土搅拌方式及输料方法和加强施工组织管理等措施,通过这些关键技术在工程实践中应用获得了较快的施工速度,从而缩短建井工期,节约工程成本。

关键词：立井井筒,机械化配套,中深孔爆破,施工组织管理

参考文献

[1]马龙.提高立井井筒施工单进水平的有效途径[J].能源技术与管理,2005(5):20-22.

[2]傅菊根,宗琦.立井深孔掏槽爆破方式模拟试验.矿山建设理论与实践[M].徐州:中国矿业大学出版社,1994:7.

[3]傅菊根,宗琦,曹光保,等.立井深孔爆破参数设计[J].淮南矿业学院学报,1995(1):90-92.

立井井筒注浆堵水技术研究 篇4

1 工程概况

振兴二矿是郑煤集团技改矿井。为满足生产需要,需新建一副井,该副井净直径6.5 m,采用砼浇支护,净断面积33.16m2,井底车场标高为+34.0m,井深190.0m。副井井筒处松散层厚度113.9m。自上而下分为两个含水层组,第一含水层组为二迭系山西组砂岩含水层,该组有2~3层较厚的灰色细中粒砂岩组成,累厚15.5米,是二1煤层顶板直接含水层;第二含水层组为第三系泥灰岩含水层,距井口70m,该含水层组以灰色泥质为主,夹灰白色、紫红色钙质黎土和砾石层,厚86.5米,岩溶发育,同时该区段跟三李断层较近,岩层较破碎,出水性较强。井筒施工施工采用浅孔爆破的方式作业,采用强度为C25混凝土浇注,井壁厚400mm。井筒浇注后,随井筒向下施工,爆破作业使上下裂隙连通,导致工作面涌水逐渐增大。施工至45m处涌水量达到12.7m3/h,施工至70m处涌水量达到18.8m3/h。根据现场观测研究发现,导致井筒渗、漏水的主要原因为壁后裂隙勾通,水从井壁砌缝漏出。经研究决定采用壁后注浆的方式进行堵水。

2 注浆方案

在涌水位置,自上而下逐段进行注浆,即采用分段下行式进行壁后注浆,这种方式能够改善注浆作业条件。在各分段内,先注底部再注上部,可控制浆液不向下渗漏,保证充填密致,提高注浆效果。

3 注浆关键技术参数[1,2]

注浆技术主要参数包括井壁强度校验、注浆孔布置、注浆量、注浆压力、注浆浆液配比等内容。

3.1 井壁强度校验

P—注浆部位井壁能够承受的最大压力,MPa;

K—井壁材料的允许抗压强度,M Pa。

A—井筒壁厚,mm;

R0—井筒的净半径,m。

B—井壁材料极限抗压强度,MPa;

n—安全系数,取2。

3.2 注浆孔布置

注浆孔眼深穿过内壁和夹层,进入外壁不超过100mm,每水平均布8个眼,上、下水平孔应错开,注浆管采用φ32无缝钢管制作,长度根据壁厚加工,打入孔内,外露长度50mm。

3.3 注浆浆液配比

采用水泥—水玻璃双液浆液(42.5级普通硅酸盐水泥和模数为2.4~3.2浓度为35~45°Bé碱性水玻璃)进行注浆。前期,利用水泥浆单液注浆,水灰比前期为1:0.8,后期为1:1;封孔时为增加封孔的质量,提高封孔效果,采用水泥—水玻璃双液浆封孔,水泥浆与水玻璃比为1:0.3~1:0.5。

3.4 注浆压力

注浆压力的大小与注浆孔静水压力的大小及岩层裂隙发育程度等因素有关有关。注浆压力太大,会造成浆液浪费。因此,正确选择注浆压力及合理控制单孔注浆量,是注浆成功与否的关键。一般注浆终压取工作面静水压力的2~2.5倍。根据经验,注浆压力2MPa,为静水压力的2倍。

3.5 注浆量计算

式中:α,λ—浆液损失系数(λ取1.3);

R—浆液扩散半径(R取3m);

H—注浆孔深度(H取2m);

n,η—岩层孔隙率(η取1.8%);

β—浆液有效充填系数(β取0.8);

m—浆液结石率(m取0.8);

V—需充填的体积,m3。

浆液注入量用上式计算,其数量为1.32m3。

4 注浆施工

4.1 注浆施工工艺流程

注浆工艺流程为:打孔→制浆→注浆→扫孔→下一段注浆或复注。

4.2 注浆工艺

使注浆浆液上、下水平串通可保证注浆效果,为达到这一目可采用上水平注浆孔作检查孔的方式,上水平安装闸阀并打开,然后在下水平注浆。注浆前进行压水试验,检查间隙沟通情况,确定注浆量及浆液的浓度,逐孔压水后,记录同水平孔的流量和压力,压水量较大的孔作为同一水平第一注浆孔进行注浆。

选定注浆孔后,打开其余孔的闸阀,同一水平孔出现冒浆后,将闸阀逐一关闭,若压力和流量无显著变化且无跑浆时,可适当提高浆液量的配级,但压力应控制在终压范围内;若已达到终压,进浆量很小时(小于3L/min)说明该注浆孔达到注浆标准,注浆完成,可进行封孔。

注浆结束后,井筒涌水量降为1.34m³/h,使井筒涌水显著降低,及大的改善了施工的条件,建井施工进度和质量有了可靠的保证。

摘要：对于复杂水文地质条件下的基岩井筒,采用注浆施工不仅可大大改善作业条件,简化施工工序,加快建井速度,而且可以降低施工成本,通过进行注浆达到封水和加固井壁的良好效果。

关键词：立井,井筒涌水,壁后注浆,注浆工艺

参考文献

[1]李海燕.立井工作面预注浆止浆垫的设计与施工技术[J].煤炭科学技术,2008,36(03):48-50.

立井井筒普通施工技术 篇5

1 井筒冻结深度

立井井筒冻结深度应根据地层赋存条件、含水层位置、井筒掘砌深度及终止岩层层位确定, 在深入稳定的不透水基岩10m以上, 当基岩段涌水量较大时, 必须延长冻结深度, 井口标高+1339.5m, 落底标高为+780m, 井深588m, 冻结到直罗组, 深度为507m。

2 井壁分段选择

适当对井筒深度不同选择不同的井壁分段, 不仅可以节省经济更能加快施工进度。井壁分段处需选择在岩层力学性质相对完整或者不透水岩层的位置。这样可以减少井筒井壁应力集中的问题, 并降低井筒井壁解冻后涌水从变断面处透入井筒的问题。依据往常设计经验, 一般将井壁每150m左右分为一段, 分段处的上、下井壁总厚度之差控制在300mm为宜。本井筒冻结深度为507m, 分上下两端冻结, 上段0~-155m, 中段-155~-345m, 下段-345~-507m;冻结段以下为普通法施工, 鉴于冻结段与普通法施工段井壁相差太大, 中间增加10m (即-507~-517m) 过渡段。

3 冻结井壁结构设计

3.1 冻结段外层井壁厚计算

外层井壁主要承受冻结压力, 其主要由土层的原始应力、土层中水结冰时体积膨胀、黏土吸湿后体积膨胀以及冻土的蠕变等多种因素造成。不同矿区、同样深度的土层冻结压力会存在一定的差别。就目前我国采用冻结法施工的井筒来看, 井筒在施工过程中井壁破坏往往是由于对冻结压力估计不足而造成的。

表土段冻结压力:Pd=KtKd (1.38lg H-1.26)

式中:Pd—井筒冻结压力, MPa;Kt—温度影响系数, 取1.0;Kd—土性影响系数, 取1.15;H—计算处深度49, m。

按外壁承受冻结压力设计外壁厚度

另外层井壁满足厚壁圆筒理论 (t<r/10, t为井壁厚度, r为井筒半径) 的构造厚度。

3.2 冻结段内层井壁厚计算

双层井壁结构形式的井筒内层井壁主要承担静水压力荷载, 壁厚按承受静水压力的能力计算, 全井筒按水土压力校核并考虑负摩擦力作用。井筒冻结论证会议内容确定静水压力从地表算起, 静水压力荷载系数νk=1.4。

(1) 0~-155m段内层井壁的计算

钢筋与混凝土综合强度设计值:fcz=fc+μminfy=20.6N/mm2

式中:fcz—钢筋混凝土当量强度, N/mm2;fc—C40混凝土轴心抗压强度设计值, fc=19.1N/mm2;fd—井壁材料强度设计值, N/mm2;—最小含钢率;;fy—钢筋强度设计值, fy=300N/mm2。

此段静水压力P水=K (H1-H2)

H1—计算处深度155, m;H2—含水层地下静水水位埋深0, m (从地表算) ;K—地压系数, 在此按1.0考虑。P水=1.0×1.55=1.55MPa

取600mm;

式中:r—井筒净半径, mm;h1—内层井壁厚度, mm;νk—设计荷载系数, 此处νk=1.4P水—作用于井壁内表面的水压力, MPa;

(2) -155~-345m段内层井壁厚计算

钢筋与混凝土综合强度设计值:fcz=fc+μminfy=29.0N/mm2, 此段静水压力fd=0.9 fcz=26.1 N/mm2取1000mm;

(3) -345~-507m段内层井壁厚计算

钢筋与混凝土综合强度设计值:fcz=fc+μminfy=29.0N/mm2, 此段静水压力fd=0.9 fcz=26.1 N/mm2

4 壁基、壁座结构设计

冻结井筒壁座是一个整体, 用内外层整体浇筑内层井壁和外层井壁的收台作为壁座, 壁基分内外井壁分开施工, 其位置的选择按“壁座必须设置在坚硬稳定岩层中, 避免设置在破碎带和断层附近及尽可能设置在基岩浅部”的原则, 根据该副立井井检孔资料, 确定将壁座设置在垂深497m处。

4.1 壁基高度计算

壁基高度按下式计算:

式中Hb—壁基高度 (m) ;G—壁基以上井筒内、外壁的计算重量 (MN) ;Nf—壁基以上井筒所受到的竖向附加力计算值 (MN) , 取50;r—井筒内半径 (m) ;Rwn—外壁内半径 (m) ;Rww—外井壁 (壁基) 外半径 (m) Rjw—基岩段井壁外半径 (m) ;G1—壁基下部围岩容许压应力 (MPa) , 取2.5;σn—壁基外缘与围岩的黏结强度 (MPa) , 取1.5。

壁基高度不应小于10m, 取15m。

4.2 壁座高度计算

(1) 壁座的结构和高度应根据围岩强度、壁座所承受的荷载、井壁结构形式等经计算确定。

(2) 壁座厚度不应小于内、外层井壁厚度之和, 设计取值为井筒内、外层井壁厚度之和, 即1100mm;其高度按下式计算, 但不应小于10m。

式中:hb—内外井壁整体浇筑段高度 (m) ;Gn—整体浇筑段以上井筒内井壁的计算重量 (MN) ;rnw—内井壁外半径 (m) ;[fj]—混凝土容许抗剪强度 (MN/m2) 。

5泡沫板、塑料夹层的敷设

为保证井筒内外井壁结构完整, 在表土段地层的外层井壁与内层井壁 (冻结井壁) 间铺设聚苯乙烯泡沫塑料板, 可有效防止膨胀性土层迅速增长的初期冻结压力对井筒井壁的破坏, 起到缓卸压力的作用。设计上段表土段冻结壁外设50mm厚聚苯乙烯泡沫塑料板, 表土段深40m;在内、外层井壁之间铺设塑料夹层, 可使井筒内、外层井壁较为自由地做相对位移, 避免因温差过大而产生温度应力并拉裂井壁。设计全冻结段内外壁之间设双层1.5mm厚聚乙烯塑料板夹层。

6 井壁间、壁后注浆及配筋

应在内壁套壁结束后冻土解冻初期即进行壁内注浆, 对井筒外壁后的裂隙注浆封堵, 提高井筒外部岩层的整体强度。冻结井筒内壁套壁结束后, 内、外层井壁壁间处于正温状态, 实施塑料夹层壁间注浆, 充填井壁间隙、裂缝, 防止冻结壁解冻后含水层涌水进入塑料夹层壁间, 降低壁间静水压力, 减少内壁承载力。

钢筋混凝土井壁配筋, 全截面配筋率不应小于0.4%, 当混凝土强度等级为C60时, 配筋率不应小于0.5%, 截面单层配筋率不应小于0.2%, 内外井壁配筋强度设计值为300MPa, Ⅱ级钢筋。

7 结语

在招贤煤矿副立井井筒井壁结构设计过程中, 通过严谨的计算校核, 考虑了各种措施对冻结井筒井壁的辅助作用, 并依据传统经验验证, 科学的确定了冻结法井筒施工所需要的参数, 最终保证了冻结井筒井壁结构设计的正确性和合理性, 为井筒安全施工打下坚实的基础, 并对相同地质条件及矿区周边矿井提供较为可靠的依据。

摘要：招贤煤矿副立井井筒采用双层井壁支护形式、冻结法施工, 本文对冻结法中各参数的选择进行了详细的分析与计算, 确保冻法结法施工的各项参数定位准确, 并描述了冻结井壁其他辅助措施, 使施工单位能更好地进行井筒施工组织设计, 为招贤煤矿副立井安全按期到达底部起到了重要作用。

关键词：冻结法,多含水层,内外层井壁

参考文献

[1]张荣立, 等.采矿工程设计手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2003.

[2]崔云龙.简明建井工程手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2003.

立井井筒普通施工技术 篇6

杨柳矿井设计生产能力4 Mt/a, 立井开拓方式, 主井、副井和风井位于同一工业广场内。主井井筒净直径5.0 m, 装备一对12 t箕斗, 担负矿井煤炭提升。井筒总深度601.2 m, 其中表土段深度135.45 m, 基岩风氧化带深度173.36 m。井筒表土段及基岩段上部采用冻结法施工, 冻结深度192 m, 冻结段井筒均采用双层钢筋混凝土、HDPE塑料夹层复合井壁。基岩段采用普通钻爆法施工, 素混凝土井壁, 壁厚450 mm。根据立井井筒检查钻孔取芯资料及三维物探地质资料预测, 井筒将穿过小沈家断层及由其导致的岩层破碎带, 受断层影响的主要破碎带范围为基岩风化带底界173.36～332.30 m。破碎带厚度大、胶结较差, 施工中易发生片帮事故, 在此地质条件下建井, 在国内当时尚属首次, 给井壁结构设计和井筒施工造成很大的困难。

2 工程地质及水文地质

立井检查孔和三维物探地质资料显示, 井筒穿过新生界松散层中, 粘土所占比例较大, 对井筒冻结施工不利;基岩段以坚硬-半坚硬状碎屑岩类为主。通过对岩石的岩性特征和物理力学性质分析, 泥岩抗压强度低, 多属软岩类, 岩体质量较差;粉砂岩岩石质量中等, 砂岩、岩浆岩胶结良好, 坚硬致密, 岩石抗压强度高, 稳定性好, 岩石质量好;但局部砂岩由于受应力挤压, 岩芯破碎, 岩石质量较差;浅部基岩风氧化带岩石质量较差, 井筒工程地质条件为较复杂类型。立井检查孔揭露了小沈家断层, 初步确定断层深度为190 m左右, 井筒穿过多层含水层, 主井井筒涌水量为75.2 m3/h, 水文地质条件为复杂型。

3 过断层破碎带井筒结构形式[1,2]

根据对国内基岩段井壁结构的分析, 并结合我国立井基岩段井筒施工现状及杨柳矿井井筒地层条件, 考虑井壁与围岩的相互作用机理和施工条件, 对断层破碎带井壁形式经筛选后提出4种结构方案如表1、图1所示。

4种方案的比较如表2所示。通过分析, 综合考虑到施工安全及施工技术、施工工期等因素, 确定采用方案三, 即内层现浇素混凝土 (C40) 井壁, 外层为网、锚、喷临时支护层作为井壁结构方案, 锚杆为缝管式, 长1 800 mm, 间距为800 mm×800 mm, 插花布置;金属网采用φ6 mm钢筋焊接而成, 网格为100 mm×100 mm。

此种井壁结构形式不仅方便施工, 工期缩短, 而且节省了投资。同时, 考虑围岩破碎、胶结程度不同, 当围岩较完整、胶结较好, 外层仅进行网、锚临时支护便可保证施工安全及井壁质量时, 则可取消喷层, 将内层井壁与喷层合并为一层;而当围岩严重破碎、胶结很差时, 可考虑采用方案四作为破碎带井壁结构, 以保证井筒安全施工到底。

4 井筒井壁参数计算

4.1 混凝土井壁厚度计算

素混凝土井壁:

钢筋混凝土井壁:

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, MN/m2;

f′y—普通钢筋抗压强度, MN/m2;

P—作用在井壁的设计荷载, MPa;

vk—结构的安全系数, 取1.35。

混凝土强度等级为C40, fc=19.1MPa。

根据最大压力值可计算出立井断层破碎带井壁厚度, 如表3所示。

4.2 井壁验算

4.2.1 井壁计算方式选择验算

根据井筒的特殊情况, 井壁应按厚壁圆筒公式进行计算, 计算中应满足:

式中hn—内井壁壁厚, m;

r—内井壁内半径, m。

验算结果如表4所示。

4.2.2 井壁环向稳定性验算

保证素混凝土井壁环向稳定的基本条件为:

式中t—井壁厚度, m;

L0—井壁圆环计算长度, m;

r0—井壁中心半径, m。

井壁环向稳定按下式验算:

式中Pk—圆环失稳的临界应力, MPa;

Ec—混凝土弹性模量, 取3.25×104MPa;

vc—混凝土泊松比, 取0.2;

vk—钢筋混凝土井壁安全系数, 取1.3;

Pmax—作用于井壁的最大荷载, MPa。

4.2.3 三向应力作用下井壁承载力验算

井壁在三向应力作用下的承载力按下式验算:

式中:σ—三向应力作用下的承载力, MPa;

σt—井壁切向应力, MPa;

σr—井壁径向应力, MPa;

σz—井壁纵向应力, MPa;

σz0—井壁自重应力, MPa。

rx—井壁计算点半径, r≤rx≤Rww, m;

R—内井壁外半径, m;

rh—混凝土的重力密度, MN/m3。

根据《煤矿冻结法凿井技术规程》 (征求意见稿) 第5.6.3条, 井壁在三向应力作用下的承载力验算时, vk=1.40、σt=580 MPa、σz=685 MPa、σz0=985 MPa、rh=17 MN/m3, 代入上式中:

当验算点为井壁内沿时, r=rx, σr=0。以上各式可简化为:

验算中将破碎带视为上下连通, 岩层完全破碎, 破碎带岩层径向作用于井壁上一定的荷载, 但在竖向井壁自重完全由自身承担。

加强段井壁的起止标高及井壁厚度分别为:破碎带加强段起止标高为-240～-345 m;井壁厚度为550～600 mm;经验算, 断层破碎带井壁环向稳定性以及井壁在三向应力作用下的承载能力均满足要求。

5 结论

为保证井筒施工及井筒使用时的安全, 杨柳矿井主井井筒处于断层及受断层影响的破碎带中的井壁进行加强是必须的;基岩断层破碎带井筒加强段井壁的结构为内层井壁现浇素混凝土, 外层井壁采用金属网、锚杆和喷混凝土临时支护层结构, 施工证明该井壁结构设计合理, 较有利于施工;主井井筒破碎带加强段起止标高为-240～-345 m, 经计算确定井壁厚度为550～600 mm, 验算表明断层破碎带井壁环向稳定性以及井壁在三向应力作用下的承载能力均满足要求。2006年11月底, 各井筒 (含断层破碎带) 施工完毕, 至2009年9月, 均无异常。

参考文献

[1]张荣立, 何国纬, 等.采矿工程设计手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2003

立井井筒普通施工技术 篇7

孔庄煤矿混合立井井筒设计永久井口标高+36.5 m, 混合井井筒表土段及风化基岩带采用冻结法施工, 基岩段采用普通法施工, 井筒净直径8.1 m, 井深1 083 m。井底车场连接处地板标高为-1 015 m, 马头门为南北向布置, 巷中西偏井中750 mm, 施工总长度16.5 m, 如图1所示。自井中向南北顺序分为两种断面形式:1-1断面板底标高-1 015 m, 净高6.5 m, 净宽5.5 m, 施工长度4 m, 支护形式锚网喷一次支护。2-2断面板底标高-1 015 m, 净高4.05~6.5 m, 净宽5.5 m, 施工长度4.25 m, 支护形式锚网喷一次支护。如图2所示。

2 施工方案的选择

为保证施工质量, 马头门选择与井筒同时施工的方法。马头门所处岩层基本稳定, 故采用下行分层进行掘进和一次支护施工, 二次支护采用上行整体绑扎钢筋浇灌砼施工的施工方案。

3 施工方法

井筒与马头门连接处采用短掘短支光面爆破法施工, 段高控制≤2 m, 周边眼距控制在400 mm以内, 根据岩性控制装药量, 全断面分层掘进, 爆破深度2.0 m。当井筒掘进至马头门顶板上方约1 m时停止掘进, 将距马头门净顶板1 m以上的井壁绑扎好钢筋并砌好, 清底, 对马头门与井筒连接部位进行锚网喷一次支护, 然后继续向下掘进井筒, 边掘边支。然后用大抓配3.0/4.0 m3吊桶出矸, 当矸石出到马头门拱基线以下时, 停止出矸。利用风锤打好拱部眼, 打好的眼, 用木棍封堵炮眼。井筒继续出矸至底板下约500 mm。接着打马头门墙部眼, 打好后分两次装药放全断面炮眼。先放下部眼, 后放上部眼。进行一次支护, 继续向里掘进至马头门结束。马头门边掘边锚网喷一次支护示意图如图3所示。

4 施工工艺

4.1 掘进

井筒部分掘进同基岩段施工一样, 采用伞钻凿眼, 炮眼直径55 mm, 放完炮后进行出矸, 出矸段高为2 m, 出够段高即进行一次支护, 支护好后开始马头门掘进, 每2 m为一个段高, 掘出后随即进行一次支护。打眼采用YT-28型风钻, “一”字型钎花, 炮眼直径42 mm, 采用直眼掏槽, 掏槽眼深度2 200 mm, 其余眼深为2 000 mm;采用T220水胶炸药, 6 m脚线毫秒延期电磁雷管引爆, 药卷直径35 mm, 长300 mm, 重0.6 kg/卷;每次打眼前先找掉工作面浮矸, 找平底板, 以便架立风锤;画好轮廓线, 根据断面轮廓线布置炮眼, 点好眼位, 从掏槽眼开始向外扩散钻眼。

装药连线:采用反向装药, 大并联连接方式。装药前必须扫眼, 保证炮眼的有效深度, 用扫眼器清理炮眼内杂物后, 按照爆破参数装药连线, 用3 m木质炮竿将炮头送至炮眼底部。周边眼用炮泥封实, 其它炮眼封泥长度不得小于500mm。起落吊盘时各就各位, 分工明确, 下层盘距迎头距离不得小于40 m。放炮实行双保险, 地面布置1台5 t稳车下放放炮电缆, 放炮电缆型号为YC-2×25, 稳车集控室控制电源, 井口安置1台80开关作为放炮开关。放炮员掌握两道放炮开关钥匙, 放炮前先到集控室送电, 然后启动放炮开关。

放炮:装配起爆药卷必须符合规程有关规定。放炮时严格执行“一炮三检”, 三人连锁放炮制度, 放炮通风15 min后方可下人验炮。

4.2 出矸

掘进放炮后矸石均崩落至井筒内, 出矸仍以井筒HZ-4型抓岩机出矸为主、人工配合方式出矸。主提选用2JK-3.6/12.96型绞车配4 m3吊桶、副提选用JKZ-2.8/15.5型绞车配3 m3吊桶。

装岩工艺过程:放炮通风后, 瓦检员检查瓦斯、安检、验炮→落吊盘→稳吊盘→抓岩准备→抓岩、装岩。吊盘下落高度, 距工作面15 m以内。

矸石吊桶经提升绞车提升到地面井架翻矸台后, 采用座钩自动翻矸, 矸石经溜槽直接溜入矸石仓, 矸石仓矸石定时用装载机集中装入自卸式汽车, 经自卸式汽车运到业主指定地点。

4.3 支护

一次支护:马头门拱顶放炮后应立即进行锚网喷一次支护, 一次支护应紧跟迎头, 空帮距离不超过2 m, 严紧空顶作业, 锚网喷支护形式如下:

锚杆为直径20 mm×2 200 mm树脂锚杆, 间排距800 mm×800 mm, 树脂锚固剂型号为MKS-500, 每根锚杆用两支树脂锚固剂锚固。网片用直径直径6 mm圆钢加工, 网格150 mm×150 mm, 铺设网片时搭接100 mm。喷浆厚度100 mm, 强度C20, 锚索拱部平均布置7根, 排距2 m, 规格为直径φ18.9 mm×8 000 mm钢绞索, 每根用MK2350树脂锚因剂6支锚固, 托盘规格为250 mm×250 mm×δ10 mm。

喷浆:喷浆机选用转Ⅶ型, 喷浆料利用井口搅拌机拌料, 喷浆机放在搅拌机下料口, 搅拌机拌好料后, 直接将料溜入喷浆机, 利用排水管作输料管, 直接将料送入工作面, 下口用快速接头连接喷浆管, 水由永久供水管供给。

永久支护:在稳模前, 必须按要求挖马头门墙角和基础, 并找平底板。然后绑扎墙部钢筋, 钢筋必须按设计要求搭接和绑扎, 竖筋预留搭接长度, 便于墙部钢筋搭接, 钢筋绑扎好后架立股腿, 股腿必须用度尺找平找正, 股腿采用δ20 mm`槽钢制作, 撑子采用钢管加工, 碹板采用钢模板和50 mm厚木大板。井筒内用4.0 m段高大模板, 在施工中根据图纸中梁窝标高预留好马头门梁窝, 根据梁窝图纸提前在地面加工好梁窝模型。

每次模板稳好后, 必须再按中腰线校正一遍, 确认尺寸准确无误后方可浇注砼。砼浇注要均匀对称入模, 并加强振捣。混凝土在地面搅拌, 用底卸式灰罐下放至吊盘, 利用井筒施工时使用的灰盘挂活节溜, 硐室使用砼输送泵将混凝土对称均匀入模, 分层振捣, 防止出现蜂窝麻面和露筋现象。浇筑砼标号为C50, 水泥∶黄沙∶石子∶早强防冻剂∶防水剂=1∶1.03∶2.19∶0.03∶0.1

5 结语

立井井筒普通施工技术 篇8

虎豹湾矿井位于内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗境内。由济南设计研究院负责设计, 设计生产能力为5.0 Mt/a, 采用立井开拓, 工业场地内布置主、副、风及二副4条立井, 其中副井及二副井井筒掘砌工程均由中煤五建三处施工。副井井筒净直径7.0 m, 井深582.38 m, 采用全深冻结, 冻结深度600 m, 双层钢筋混凝土井壁结构, 并设有3个壁座。井壁主要技术参数如表1所示。

该矿井位于毛乌素沙漠的东部, 具有高原沙漠地貌的典型特征, 地表均被第四系风积砂覆盖, 无基岩出露。根据钻孔揭露地层由老至新有:侏罗系中统延安组 (J2y) 150.35 m、侏罗系中统直罗组 (J2z) 155.5 m、侏罗系中统安定组 (J2a) 97.94 m、白垩系下统志丹群洛河组 (K1zh) 117.93 m、新近系上新统保德组 (N2b) 14.55 m和第四系 (Q3+4) 69.39 m, 即表土段83.94 m。该矿为低瓦斯矿井。

因井筒穿过多层强含水层且井底无隔水层, 预计井筒涌水量510.7 m3/h, 故采用全深冻结法。

2 施工方案

2.1 井筒冻结方案

该井筒采用两圈冻结孔共同运转的施工方案。外圈冻结孔作为主冻结孔, 采用差异冻结, 其中21个深孔孔深600 m、21个浅孔孔深242 m;内圈冻结孔14个作为辅助冻结孔, 孔深93 m;并设有3个测温孔和1个水文观测孔。

特点:既能保证各控制层位的冻结壁厚度和平均温度均满足设计要求, 而且能保证井筒开挖时表土段冻结壁接近井帮, 避免出现跨帮、抽帮现象, 满足井筒安全、快速、连续施工。

2.2 井筒开挖条件

当井筒冻结具备下列条件, 方准开挖: (1) 井筒内水文观测孔的水位由开始缓升、后下降而趋于稳定, 然后逐渐稳定上升, 直到迅速上升并溢出孔口; (2) 根据测温孔和水文孔资料分析, 冻结壁已发展到设计厚度, 且能满足井筒快速连续施工; (3) 经过试挖, 证明冻结壁已实际形成, 并与分析的结果一致; (4) 凿井施工设备及设施已安装并调试完毕; (5) 已做好开挖前的施工准备。

2.3 井筒掘砌施工方案

根据设计的井壁结构图, 以壁座为分界线, 井筒分三次套内壁施工。即先掘砌施工至220 m的壁座位置, 进行第一次套内壁施工;再掘砌施工至525.5 m位置, 进行第二次套内壁施工;井筒掘砌施工到底后, 进行第三次套内壁施工, 同时预留相关硐室的开口位置;最后施工相关硐室。

井筒第四系和新近系段采用小型挖掘机直接挖掘装入吊桶, 基岩段钻爆法施工, 整体下行金属模板浇筑外壁, 其中表土段掘砌高为2.5 m, 基岩段掘砌高3.6 m, 并采用12套高度为1.2 m的装配式金属模板倒模法浇筑内壁, 并留2套模板备用。

3 机械化配套施工设备

井筒内设置双层凿井吊盘, 下层吊盘安设2台中心回转抓岩机出矸, 上层吊盘作为施工保护盘。吊盘主提喇叭口设计成方形, 便于挖掘机上下井。喇叭口一侧设扶梯, 便于人员上下吊桶。压气管、供水管、排水管及风筒等沿井壁吊挂。主要机械化配套设备如表2所示。

4 施工工艺

4.1 井筒表土段施工

井筒冻结具备开挖条件后, 即可施工6 m临时锁口。挖掘机挖土, 提升机提升, 锚网喷+井圈临时支护, 装配式金属模板自下而上砌壁。

表土段采用小型挖掘机挖土。掘进时, 先挖井筒净径以内的土体, 然后逐渐刷大至设计荒径。

工作面掘够砌壁段高找平后, 开始绑扎井壁钢筋, 最后找正整体金属模板浇筑混凝土。

4.2 井筒基岩段施工

井筒基岩段采用光面、光底、弱震、弱冲爆破技术钻爆法掘进。FJD-6G型伞钻配YGZ-70型凿岩机凿岩, B25 mm×5 m六角中空合金钢钎杆和φ55 mm十字形合金钎头。8个直眼掏槽, 眼深4.7 m, 其余炮眼深4.5 m, 周边眼间距550 mm。爆破材料选用T220型防冻水胶炸药和抗杂散电流毫秒延期电雷管, 雷管脚线长6.5 m, 地面动力电源起爆。采用CX55B型电动挖掘机配合HZ-6型中心回转式抓岩机装矸入吊桶, 提升机提至地面。找够砌壁段高后, 绑扎钢筋、校模 (段高3.6 m) 、浇筑混凝土, 之后用CX55B型电动挖掘机清底。

4.3 壁座施工

该井筒分别在220 m、525.5 m设钢筋砼筒形壁座, 井底设钢筋砼锥形壁座。壁座一次掘完后绑扎钢筋, 并采用装配式金属模板砌筑壁座及内壁施工。掘进时进行锚网喷临时支护。采用φ45×1 800 mm缝管式锚杆, 间排距900 mm×900 mm。喷射混凝土厚80 mm, 混凝土等级C20。

4.4 井筒内壁施工

井筒内壁使用12套段高1.2 m的装配式金属模板分3次自下而上倒模法完成套砌施工。利用凿井吊盘和拆模盘作为工作盘和保护盘。上层盘用于铺设塑料板和放灰, 盘上设人员躲避室;下层盘用于绑扎钢筋、组装模板、浇筑混凝土。吊盘下悬吊的刚性连接双层拆模盘用于拆模及井壁修饰、洒水养护。井筒内层井壁厚度大、强度高, 为高强度大体积混凝土工程。为了保证内壁质量, 采用水淹法养护井壁, 防止井壁因温度应力出现裂纹。

4.5 井筒相关硐室施工

相关硐室在井筒套壁结束并进行探水后, 利用吊盘下悬挂的工作盘施工。

施工顺序:管子道→马头门→井底清理硐室;施工期间做好锚网喷临时支护;采用钻爆法掘进, 气腿式凿岩机凿岩、光面爆破, 耙矸机配合中心回转抓岩机装罐。

硐室揭露冻结管后, 先放出管内盐水并割除冻结管, 再用钢板封严, 在冻结管外预埋2根注浆管 (孔内管端形成2 m高差) , 便于后期注浆充填和泄压, 之后砌筑硐室混凝土支护, 待井壁混凝土达到龄期强度后, 在注浆管内注浆充填冻结管以外的孔内空间, 封堵冻结孔的涌水通道。

4.6 综合防治水

该井筒穿过多层含水层, 且水量较大, 但因井筒采用全深冻结, 故井筒施工期间不考虑水患;但因井筒冻结段底部无隔水层, 故井筒落底前, 坚持“先探后掘”原则通过, 即采用伞钻在井筒中心打一个探孔, 探明下部含水层水量及冻结情况, 同时完善排水系统, 防突水事故。

井筒解冻前, 应进行壁间注浆充填, 保证井筒解冻后的总涌水量符合规范要求。

5 施工效果

该井筒于2009年2月1日开挖, 并于2009年9月30日井筒及马头门掘砌施工结束, 并分别在2009年3、5、6月份取得外壁掘砌单进142.6 m、151.2 m和140.4 m的施工佳绩;相关硐室在冻结壁的保护下快速施工, 避免了因解冻出现水患, 实现了安全施工并保证了工程质量;该矿井的另一个井筒的相关硐室施工期间, 因施工速度慢, 造成冻结壁解冻突水淹井;后应业主要求, 对该被淹的井筒成功地进行治水, 达到了业主的满意。

6 结论