回风立井

关键词： 郑庄 马头 立井 施工

回风立井（精选四篇）

回风立井 篇1

关键词：回风立井,马头门,锚网索喷,钢筋混凝土

0 引言

郑庄矿井回风立井设计井深772.3 m, 净直径8.5m, 素混凝土井壁厚度700 mm, 钢筋混凝土井壁厚度750 mm, 强度等级C40。风井马头门开口标高+3.55m, 底板标高-3.8 m, 开口高度7.5 m, 与马头门延伸段交接处净高5.25 m。东西各长7.75 m, 墙高4.4 m/2.9 m, 拱高3.35 m, 净宽5.5 m, 为直墙半圆拱形巷道。一次支护采用锚网索喷, 二次支护采用钢筋混凝土支护, 砼强度为C40。铺底150 mm, 砼强度为C20。+3.55 m~-3.95 m段地层为泥岩及砂质泥岩互层。

1 支护设计方案

风井马头门支护采用锚网索喷+双层钢筋砼复合支护方式。一次支护为锚网索喷支护。锚杆支护, 锚杆与岩面夹角不小于75°, 锚杆规格为Φ22 mm×2 400mm螺纹钢锚杆, 锚杆间排距800 mm×800 mm, 锚杆锚固力不小于50 k N;钢筋网片Φ6.5 mm×1 000 mm×2 000 mm, 网孔为100 mm×100 mm, 规格及型号为Φ6.5 mm圆钢, 采用14#铁丝连接, 搭接长度为100mm;托盘尺寸为150 mm×150 mm×10 mm, 拱高36mm;锚索支护, Φ17.8 mm, 长度为8 300 mm, 锚索间排距1 600 mm×1 600 mm, 每根锚索采用1根MSZ2380、2根MSK2360树脂锚固剂。锚索预紧力不小于150 k N;托板采用配套金属托板, 尺寸为300 mm×300 mm×16 mm, 拱高60 mm, 喷厚100 mm。

二次支护为双层钢筋混凝土砌碹支护, 钢筋支护形式为水平筋Φ22 mm×250 mm, 钢筋搭接长度为35d (d为钢筋直径即770 mm) , 竖筋Φ22 mm×250 mm, 钩筋为Φ8 mm×500 mm, 支护厚度500 mm, 混凝土强度等级为C40。如图1所示。

2 马头门施工过程

2.1 测量放线

施工马头门前, 由设置好的井筒东西边线点下放钢绞线, 钢绞线下端悬挂20 kg重的垂球, 在马头门开口段上方约5.0 m处井壁上, 用木桩定钉, 标好井筒边线点。

根据地面高程点用水准仪配合比长钢尺, 在东西十字线点上导出马头门开口标高, 供马头门开口段施工使用。

连接处开口段掘进时, 根据井壁上标定的井筒十字线点下垂钢绞线至工作面, 定出马头门开口段巷道中线;由井壁上木桩标高点下放比长钢尺, 标出巷道施工腰线。在马头门立模前, 同法在马头门顶板及两帮上, 标定马头门中腰线供立模用。拆模后再重新在支护好的硐室顶部及两帮标好中腰线供验收用。

说明:图中尺寸均以mm为单位。

2.2 爆破

掘进采用钻爆法施工, 打眼采用YT-29型风动凿岩机进行湿式凿眼, Φ42 mm“一”字形钎头, Φ28mm中空六角钢钎钻进。炸药选用三级煤矿许用乳化炸药, 炸药规格为Φ35 mm×190 mm, 装药结构采用正向装药, 掏槽方式选用斜眼掏槽, 为达到光爆效果, 周边眼采用多打眼, 少装药。大串联连线, 采用1段~5段矿用毫秒延期电雷管引爆[1]。

2.3 装岩排矸

每次放炮后根据现场情况, 采用人工和防爆电挖机将矸石耙入井筒, 再由HZ-4型中心回转抓岩机装入吊桶, 提升至地面。每次出矸, 根据工作面矸石堆积情况适量出矸。

2.4 掘进与支护

为保证马头门与井筒支护的整体性, 风井马头门采用自上而下与风井井筒同时施工的方案, 下行分层掘进, 先掘进拱部, 再掘进墙部。如图2所示。

每次爆破后, 首先对裸露的岩石进行初喷, 喷厚20 mm, 然后进行锚网支护, 锚网支护结束后将混凝土复喷至设计厚度100 mm, 而后锚索支护。一次支护紧跟工作面, 一次支护结束后, 采用加工后的20#槽钢架设碹骨, 然后绑钢筋、立模板, 最后, 由下而上与井筒整体连续分层浇筑进行二次支护, 输送混凝土采用底卸式吊桶[2]。

当井筒掘砌至连接处毛拱顶上口适当位置处停止砌壁施工, 正常向下掘进并只进行锚网喷临时支护;当掘进到马头门上口位置, 按照放线位置, 马头门两翼均按段高3.5 m开口掘进支护至设计深度, 然后再向下掘进支护至设计标高;当井筒与马头门两翼掘进至-3.8 m标高时, 把巷道找平、找齐, 绑扎井筒及墙部钢筋, 支模采用20#槽钢加工碹骨配合建筑钢模板;相贯线部位处采用现场加工的木模板, 下放井筒金属整体大模板, 马头门与井筒自下而上分层连续进行浇筑砼[3]。

3 质量控制

a) 支护材料必须按照设计要求采购、使用, 不得以任何借口偷工减料;

b) 锚杆托板必须紧贴岩面, 尾部螺母必须拧紧, 且螺纹部分必须有外露, 外露长度:托盘往外不超过50 mm, 锚固力要达到50 k N, 预紧力距要达到120

c) 每次放炮后, 必须及时进行一次支护。每次支护完毕后, 施工单位通知监理工程师和技术人员下井验收锚杆和锚索, 对支护施工不合格的锚杆和锚索用红漆进行标注, 补打合格后才可继续进行掘进;

d) 提高轮廓线、钻眼精度, 特别是周边眼的精度, 严格按设计轮廓钻眼, 以减少超挖量, 保证钢筋绑扎及保护层厚度达到设计要求;

e) 马头门钢筋自下而上分次绑扎, 每次绑扎完毕, 施工单位通知监理工程师和技术人员下井验收钢筋, 对不符合规范的部位要求进行整改, 整改合格后才可支设模板;

f) 喷射前必须清洗岩帮, 清理浮矸, 喷射均匀, 无裂隙, 无“穿裙, 赤脚”;

g) 浇筑混凝土时要对称入模, 加强振捣, 保证不使模板受挤变形, 不得出现蜂窝、麻面、露筋等质量问题, 封顶要充填密实。

4 安全保证措施

a) 严禁空顶作业, 工作面最大空顶距离不超过2 m;

b) 井筒掘砌至马头门开口以上适当位置时停止砌壁, 再继续向下掘进直至马头门底板标高 (-3.8 m) 期间, 为防止井筒空帮面积大, 活矸活块掉落, 要及时进行锚网索临时支护;

c) 马头门两侧放炮必须分开进行, 严禁两侧同时放炮, 降低残爆拒爆现象的发生;

d) 在拱部绑扎钢筋前, 必须利用碹骨架和踏板搭建操作平台, 踏板之间要用铁丝绑扎连接好, 确保牢靠, 才可作业;

e) 喷浆时施工人员必须配戴防护口罩, 喷头严禁对住人员。

5 施工效果

监理工程师和工程技术人员对锚杆布置的角度、间距、排距、钢筋网的挂设质量、喷射混凝土的厚度严格把关和认真查验, 全部达到设计标准。成形后的断面几何尺寸全部符合要求, 混凝土观感质量良好。整个工程质量优良, 所含分部分项工程全部为优良品。由于安全保证措施到位, 整个施工过程中未出现一起安全事故。安全得到了保证。

6 结语

郑庄矿风井马头门采用锚网索喷钢筋混凝土复合支护方式, 结构性能好, 支护效果显著, 保证了井筒与马头门连接处的整体性, 延长了马头门使用年限, 减少了马头门的维修成本, 为郑庄矿主、副立井及分区风井支护及施工方案提供了宝贵的施工经验。

参考文献

[1]祁明峰, 周泉, 姬敏.改进爆破工艺提高爆破效果[J].能源技术与管理, 2008 (3) :71-72.

[2]龙志阳, 桂良玉.千米深井凿井技术研究[J].建井技术, 2011, 32 (1/2) :15-20.

回风立井 篇2

梅河煤矿二井, 通过提升系统和采煤方法等的技术改造, 矿井生产能力大幅度地提高, 为了满足技术改造后生产能力的需要, 矿井通风系统也必须进行改造, 需要在二井井田的东翼布置一个回风井筒。而梅河煤田的第四纪地层中含有流砂层, 为了克服井筒过流砂层带来的困难, 决定采用沉井穿过流砂层的施工方法, 因而提出了沉井过流砂层的设计课题。

二、沉井设计

(一) 沉井型选择

根据沉井井筒的受力状态、通风阻力、施工难易程度、施工经验、施工方法、设计选择沉井型式为铅直立井、圆形断面、钢筋混凝土井壁、河卵石护壁减阻。

(二) 沉井参数的确定

1) 内径。根据矿井改造后所需要的风量和沉井的风速、沉井施工所需要的空间大小、沉井的装备, 来确定沉井的内径, 不考虑偏斜的影响。

矿井改造后需要的最大风量为7000m3/min, 根据《煤矿安全规程》选取沉井的风速为10m/s。这样, 经过计算沉井内径为3.8m。

2) 深度。根据沉井所在处的岩土层柱状图, 确定沉井深度。考虑到流砂层下部是泥岩, 沉井刃脚沉入泥岩5m就可以满足安全的要求。所以, 设计沉井深度为35.717m。

3) 刃脚尺寸。根据所过流砂层的厚度及其涌水量的大小, 设计刃脚尺寸参数。设计的刃脚尺寸参数为:高取H3=1.732m, 刃脚夹角取β=30°, 台阶宽度取δ=0.30m。

4) 井壁厚度。沉井主要是靠井壁的自重来克服正面阻力和侧面阻力而下沉的, 沉井井壁就是井筒的永久井壁。因此, 要求沉井井壁不仅要有足够的强度, 能够承受永久荷载与施工荷载, 而且还要有一定的重量, 以便满足其下沉的需要。

根据依重液公式计算的地压力和厚壁筒强度计算公式, 经计算沉井井壁厚度为800mm。

该厚度井壁, 按重率验算, 重率为2.0t/m2;按下沉条件验算, 下沉系数K=1.15。两者都满足要求。

(三) 沉井井壁配筋

1) 环筋。沉井井壁采用C25砼施工。粘土内摩擦角取为28°, 于是不均匀侧压力系数为0.27。

根据受不均匀侧压力圆环内力公式计算 (取α=0时的情形) , 轴向力N=129.429t, 弯矩M=9.815t·m。安全系数K取1.3, 砼抗弯抗压设计强度Rw=1800t/㎡。经计算受压区高度小于0.55倍的沉井井壁厚度, 按大偏心受压对称配筋公式计算配筋。经计算, 按构造配筋就可以满足要求。于是, 环筋选用φ18Ⅰ级钢筋, 间距@a为300mm。

2) 竖筋。沉井最大拉力部位到刃脚台阶的距离, 经计算为10.963m, 此部位的最大拉力为261.097t。所以, 竖向钢筋选取φ16Ⅰ级钢筋, 间距○a为300mm。

3) 联系钢筋。井壁联系钢筋选用φ12Ⅰ级钢筋, 竖向间距为500mm, 水平间距为1000mm。

(四) 沉井的刃脚结构

1) 环筋。刃脚采用C30砼施工。沉井下沉过程中刃脚插入土层中的深度取为1m, 砼与土层间磨擦角φ取为30°。经受力分析计算, 应按薄壁筒公式计算环向拉力。经计算环向拉力为45.752t。因此, 环向钢筋选用φ22Ⅱ级钢筋, 间距○a为300mm。

2) 竖筋。由竖向反力、水平推力、侧向力计算产生的弯距M。经计算最大弯矩Mmax=61.845 (t·m) 。所以, 竖筋选用φ22Ⅱ级钢筋, 间距○a为222mm。

3) 钢靴钢板。选用3号钢板做钢靴, 根据剪应力理论计算, 厚度为4mm, 但考虑到刃尖处较薄, 为加强其抗弯性能, 取为20mm, 高度取为500mm。

沉井井壁和刃脚的配筋, 均采用双层配筋。

三、对套井问题的探讨

为了保证沉井的施工质量, 一般沉井施工都设有套井。套井是预先在沉井外围做的一段直径略大于沉井外径的井筒。它的作用在于防止沉井过程中井壁四周土层的塌陷, 并且为沉井施工的井架及井口建筑保持一个完整稳定的地基, 同时又做为沉井防偏、纠偏以及加压下沉的基础。

套井的结构形式, 一般地采用钢筋砼结构形式。套井深度, 一般为8~15m。井壁厚度:采用沉井法施工时, 一般取0.6~0.8m;采用用短段掘砌施工时, 一般取0.4~0.6m。井壁采用双层配筋, 强度较大, 与永久井壁强度相比是相当的。

沉井施工结束后, 特别是沉井做为专用的回风立井, 套井一点用途都没有了, 并且为了施工风硐, 还必须在布置风硐方向拆除部分套井。

通过梅河二井回风立井采用沉井施工方法穿过流砂层的设计和施工实践, 可以提出如下的探讨:套井的功用可以扩大, 即套井除了沉井施工期间所担负的功用外, 在沉井施工结束, 采取一定的技术措施后, 可以代替沉井井壁做为永久井壁使用。本文认为可以采取沉井刃脚至设计标高后, 让沉井上端与套井下端重叠一定的高度, 如0.3m或0.5m (沉井下端设有壁座, 套井下端也设有壁座, 稳定性有保证, 故重叠0.3m或0.5m安全可靠实用) , 在重叠段的环形空间内, 采用砼或钢筋砼充填, 使二者连接形成整体的技术措施后, 套井井壁就可以做为表土段的永久井壁使用。

这样做的优点如下:

1) 节省沉井投资。梅河二井沉井的套井设计深度为6m, 去掉0.3m或0.5m的重叠段高度, 还剩有5.5m或5.7m, 即可以节省5.5m或5.7m的沉井井筒。根据实际施工, 沉井井筒每米综合造价为2万元, 这样沉井井筒就可以节省投资11万元左右。

若沉井深, 表土层厚, 套井一般设计深度为8~15m, 去掉0.3m或0.5m后, 还剩7.5~14.5m, 即为可以节省的沉井井筒的数量。一般沉井直径都在4m以上, 沉井井筒每米综合造价可以达到每米2.5万元;这样沉井井筒就可以节省投资18.75~36万元左右。

2) 缩短沉井工期。梅河二井沉井井筒节省5.5~5.7m, 可以节省6次接高沉井井筒;每次接高沉井井筒时, 上一次接高的井筒的砼强度应达到其最大强度的75%, 为此需要养护7天以上;这样计算就可以缩短工期42天以上。

摘要：本文全面介绍了采用沉井方法穿过流砂层的设计实践, 为采用沉井法过流砂的设计, 提供了可借鉴的实例, 并探讨了扩大套井的使用功能, 因而节省沉井投资、缩短沉井工期问题。

回风立井 篇3

在煤矿生产与建设中, 暗立井、井下煤仓矸石仓在矿山井巷建设中是必不可少的重要部分, 安全、经济、快速的施工, 对实现矿山均衡生产具有重要意义。目前, 立井井筒施工中机械化配套水平普遍较高, 但在暗立井、煤仓矸石仓施工中, 机械化水平普遍较低, 成为制约矿山建设的一个关键环节。我国煤矿的暗立井施工, 除用普通法、吊罐法之外, 有很多矿采用反井钻进法, 爬罐法、深孔爆破法也有少量使用。如何实现煤矿反井掘进安全, 经济, 并实现机械化和自动化, 是煤矿迫切需要解决的问题之一。2003年中平能化建工集团建井一处引进全液压反井钻机, 在煤仓、矸石仓施工中成功应用, 在暗立井施工方面也积累许多经验。实现了快速施工, 真正体现“以科技为依托, 靠科技来发展”的企业发展理念。

1 工程概况

平顶山天安煤业股份公司八矿二水平己一暗立井 (戊己段) 中心坐标X=3 737 185.550, Y=38 447 172.790, 上口标高为-533 m, 下口底板标高为-713 m, 工程量180 m。设计净直径4.5 m, 采用素砼支护, 支护厚度400 mm, 砼标号为C25;暗立井上口位于从戊一采区轨道上山开口的戊组联络巷内, 下口在己一采区总回风尽头位置。

垂深180 m的暗立井工程对于建井一处来说, 是有史以来第一次。

2 暗立井快速施工工艺

2.1 施工工艺

使用反井钻机施工溜矸井, 首先将钻机安装在暗立井上口的硐室内, 用来向下口硐室内钻导孔, 钻杆在导孔钻进中不断接长, 一直钻到下口硐室内。然后在下口硐室内卸去导孔钻头, 安装上扩孔刀盘, 再由下向上扩孔。扩孔刀盘上的滚刀在钻机的拉力作用下, 向岩石施压, 在钻机扭矩和钻压的联合作用下, 沿岩面作滚刀及微量滑动, 从而对岩石产生冲击挤压和剪切破碎。扩孔时, 不断拆下钻杆直到扩孔刀盘至上口硐室。在导孔钻进时, 破碎的岩屑沿钻杆外径和孔壁环形空间由冲洗液 (清水或泥浆) 冲洗到上口硐室内, 再通过临时水沟排至大巷水沟内。扩孔时破碎的岩屑靠自重落到下口硐室内。

采用反井法施工暗立井最大优点是不在辅助水平出岩, 而是从1.4 m钻孔进入下口硐室内, 在下口硐室内装车排出, 井筒内的涌水也可通过钻孔排出。解决了暗立井施工中的出岩、排水、通风等难题。由于不需井筒出岩、排水, 对施工影响小, 大大简化了凿井设备布置和施工流程, 与传统的施工方式相比可进一步加快井筒延伸速度。

暗立井施工采用普通施工方法人工手抱钻打眼, 采用中深孔爆破技术, 打眼深度2.4 m, 66个炮眼, 工作面至少需要上5台YT-28型风钻打眼, 在中硬岩石段平均打眼时间4.5～5 h, 放炮躲炮通风时间为1 h, 最后时间为清砟时间。因此在暗立井施工中提高施工速度, 应以反井施工为技术依托, 主要解决提高爆破效率、缩短出砟时间等问题。

在平顶山天安煤业股份公司八矿己一回风暗立井快速施工中, 依靠中深孔爆破技术和反井施工技术, 采用手抱钻打眼, 炮眼深度不低于2.4 m, 每炮循环进尺2.2 m, 炮眼利用率不低于92%, 提高了炮进进尺。采用溜矸井溜矸缩短了工作面出砟时间, 降低了工人劳动强度, 下口使用P60 (B) 耙斗机作为装砟机械, 耙斗机前可临时存砟, 实现了上下口平行作业。加快装岩速度, 简化运输环节, 优化施工工艺流程, 增加平行作业时间, 使快速施工前后能力匹配, 工艺更合理、更先进, 正规循环率达到91%, 最高月进尺55 m。反井钻机施工程序如图1所示。

2.2 优化支护手段

己一暗立井 (戊己段) 设计采用圆形断面, 设计净直径4.5 m。井筒需穿过戊9.10煤层, 煤层厚度3.5 m, 煤层顶底板为砂质泥岩。针对这一情况制定不同支护方案: (1) 坚硬岩石段采用素砼支护, 支护厚度400 mm, 砼标号为C25; (2) 穿煤段改用锚网一次支护, 锚杆采用φ31×1 800 mm管缝锚杆, 间排距800 mm×800 mm, 金属网采用直径6 mm, 80 mm×80 mm焊接网, 搭接100 mm; (3) 过软岩段先采用锚网喷临时支护, 临时支护的锚杆采用φ20×2 200 mm等强树脂锚杆, 间排距700 mm×700 mm, 网为φ6 mm钢筋焊接网, 搭接长度100 mm, 喷射砼厚度70 mm;临时支护完毕后, 先绑扎钢筋笼, 再进行二次喷射砼, 钢筋笼横筋、竖筋均采用φ20 mm螺纹钢筋, 间距300 mm, 搭接长度700 mm, 钢筋砼保护层厚度50 mm, 喷射砼强度不小于C25。针对性的支护方案, 既保证了暗立井设计断面, 又简化了支护工艺。

2.3 优化运输系统

在暗立井快速施工中装岩出砟能力与掘进施工相匹配, 保证掘进岩量能够及时排出工作面, 不影响掘进施工或尽量少占用循环时间, 是实现暗立井快速掘进正规循环的必要条件。因此, 在暗立井快速施工中, 除采取措施提高掘进速度外, 优化提升运输, 简化运输环节, 提高运输能力, 减少出砟对循环时间的占用, 提高循环作业率, 是实现正规循环达到快速施工所必需的。

2.4 保障性组织措施

对工程项目实行项目负责制, 项目经理是工程项目的第一负责人, 对工程质量与进度全面负责。

暗立井快速施工的组织重点是抓正规循环, 提高正规循环率, 紧扣施工工序, 从作业程序及作业时间上紧扣工艺流程, 使作业当班带班人员熟悉作业流程和关键路线、关键工序, 施工组织必须紧扣关键路线, 作业当班所有作业人员熟知作业流程, 严格按流程施工。

3 实施效果

暗立井快速施工技术从2003年在中平能化建工集团建井一处开始研究应用以来, 分别在平顶山天安煤业股份公司八矿二水平戊一采区回风暗立井、戊一采区煤仓、己一采区回风暗立井、十矿-140 m水平回风暗立井、十一矿己24采区煤仓等工程施工中得以应用, 施工速度有较大提高, 已竣工工程均比计划、合同工期提前, 得到了建设方和集团公司的认可, 具有较高的推广及应用价值。与普通法和吊罐法施工相比, 反井钻井法安全高效。通过溜矸井溜矸, 减少了井筒提升次数, 降低了井筒提升的不安全因素, 遏制的井筒坠物事故的发生。通过使用双吊盘施工, 增加了安全防护设施, 在提升人员上下时, 采用三级传点的方式进行传点提升, 下人时吊桶行至上层吊盘后, 吊盘信号向井口发出停车信号, 由吊盘信号向工作面发出下人信号, 当工作面信号回复至吊盘后, 吊盘信号再向井口发出下车信号, 吊桶开始下落, 避免了在吊桶落至工作面时发生的吊桶挤人事故和井筒坠物事故。

回风立井 篇4

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

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[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.

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