凉水井煤矿二号回风立井施工技术研究

2014-07-19柯发宏

科技视界 2014年14期

柯发宏

（神木汇森凉水井矿业有限责任公司，陕西神木719319）

0 概述

凉水井井田位于陕西省榆林市神木县境内，地处榆神矿区东部，井田面积68.9km2，地质储量6.65 亿吨，可采储量4.07 亿吨，配套建设相应规模的选煤厂，井田范围内可采煤层为3-1、4-2、4-3、4-4、5-2煤共五层，开采深度由标高＋1178.23m 至＋1071.84m。设计采用斜井开拓方式，分煤层设计开采水平，长臂综采机械化采煤法，目前井下装备一个综采工作面。新开凿的二号回风立井井底相对标高为-227.35m，井筒施工采用普通法施工。

1 工程地质概况

表土层：井筒穿越土层厚度为96.2m 左右，上部岩性为灰黄色沙土，厚度50.2m，在深度0～4.50m 和5.40～15.30 之间为细砂，干燥松散；在深度23.50～34.20m 和44.80～50.20m 之间为粉沙，松散；在深度15.30～23.50m 和34.20～43.80m 之间为黄土，结构疏松。沙土层易被水流冲蚀而引起坍塌，浸水易失稳，属于中等压缩性沙土，不易湿陷性，属不稳定围岩。下部岩性为红土，深度为50.20～96.20m，厚度为46.00m，成分以次粘土、亚粘土为主，具可塑性。

基岩段：立井井筒穿过风化岩段的厚度20.30m，其中强风化岩厚度9.30m，弱风化层厚度11.00m，岩石属易软化岩类，围岩属不稳定岩层，井筒施工时应加强安全措施。井筒穿越下部延安组地层主要由层状结构及块状结构的岩体组成。粉砂岩组软化系数0.40，砂岩组软化系数平均0.58。岩石属易软化较硬岩类，总体属中等稳定围岩。

煤层：本井筒共穿过5 个主要含煤地层，3-1、4-2、4-3、4-4、5-2煤煤层总厚为12.05m。

凉水井煤矿属瓦斯矿井，揭煤施工时编制专项技术安全措施。

井筒涌水量按＜50m3/h 考虑。

2 施工方案与施工工艺

2.1 施工方案

采用“四新”加快施工速度。

新工艺：回风立井施工，表土段采用国内先进的YC35-8 挖掘机挖掘；基岩段采用SJZ6.9 型伞钻配YGZ-70 型导轨式凿岩机钻眼，实施中深孔光面爆破；HZ-6 抓岩机装罐，一掘一砌；采用电磁雷管起爆等爆破新技术，以提高炮眼利用率和循环进尺。使用整体活动式金属模板砌壁，液压自动脱模。大型绞车提升大吊桶提矸、自卸汽车排矸、高效隔爆轴流对旋风机通风、工业电视、计算机辅助管理等配套的机械化施工新工艺。

新技术：采用钢筋剥肋滚压直螺纹等强连接安装钢筋；基岩段中深孔光爆；潜孔钻机施工探煤孔、探水孔；新型煤矿通讯与信号装置；计算机辅助管理、工业电视监控等新技术。

新材料、新设备：采用YC35-8 挖掘机、SJZ6.9 型伞钻、FBDN.o5.6/2×15 高效隔爆轴流对旋风机、Φ800mm 抗静电阻燃胶质风筒、高照度DGS175/127（B）A 矿用隔爆型投光灯、新型煤矿通讯、信号装置、商品混凝土等新材料、新设备。

2.2 施工工艺

凉水井煤矿二号回风立井井筒净径7.0m，全深227.35m，井筒表土层深96.20m，基岩段深131.15m。井筒采用普通法施工。井筒0～59m采用钢筋砼支护，井筒59～150.17m 采用素砼支护，井筒150.17～169.47m 采用采用钢筋砼支护，井筒169.47～181.47m 采用素砼支护，井筒181.47～191.17m 采用钢筋砼支护，井筒191.47～212.3m 采用素砼支护，井筒212.3～225.6m 采用钢筋砼支护，井壁厚度为550mm。

永久锁口施工：回风立井采用永久锁口方式施工，井口设计标高＋1297.10m，净直径7.0m。实际施工时，按此标高控制永久锁口上口位置。永久锁口上部预留好防爆门基础钢筋接茬并进行防锈处理。锁口施工采取YC35-8 挖掘机配合风镐、风铲人工挖掘，金属装配式模板浇筑砼。为保证施工顺利及安全施工，砼与井壁之间加设油毡隔水，采用分片短段对称掘进，段高控制在1m 以内。井筒表土整体性差时，采用井圈＋背板作为临时支护。风硐口及安全出口在井筒锁口施工时一并稳模施工出来，预留钢筋接茬并进行防锈处理。锁口以下的永久井壁在施工其上部时，按设计要求做好与锁口下方的钢筋接茬。

表土段施工：表土段使用YC35-8 小型挖掘机挖掘，辅以风镐和高效风铲修边，掘进时，直接按设计将荒径以内的土层挖出。当井筒掘够段高后，即操平工作面，同时脱模，下放刃角并找正，然后绑扎钢筋，井壁竖筋采用钢筋剥肋滚压直螺纹等强连接、环筋均采用绑扎连接，钢筋的搭接长度为35d（d 为钢筋直径）。再整体下放模板至工作面，找正后浇筑砼，固定段高1.8～3.6m。由输料管经分灰器将砼直接送至井筒模板内。

基岩段施工：井筒基岩段垂深96.20～227.35m，厚度为131.15m，主要由中粒砂岩、粉砂岩、细粒砂岩和煤组成。作业方式：采用短段掘砌混合作业方式。中深孔光面爆破，一掘一砌，掘砌段高3.6m。掘进方法：采用SJZ6.9 型伞钻，YGZ-70 型导轨式凿岩机钻眼，眼深4.0m。选用T100 水胶炸药，掏槽眼、辅助眼使用Φ45×500mm 药卷连续装药结构，周边眼使用Φ35×400mm 药卷，采用木条预留缓冲层装药结构，使用直眼掏槽方式掏槽，实现中深孔光面爆破。采用电磁雷管，反向装药，磁环大串联的联线方式，由引爆电磁雷管的专用高频发爆器起爆，全断面一次爆破，一掘一砌。

壁座施工：按设计掘出其荒径，绑扎好钢筋，与上段井壁一并浇筑。

煤门施工：煤门与井筒连接处两翼各5m 与井筒同时施工。在下掘井筒的同时把井筒连接处两翼掘出，并作好锚网喷临时支护，井筒连接处和井筒整体浇筑砼。当井筒施工至煤门位置时，做好上部井筒的永久支护工作，在向下掘进井筒的同时把煤门掘出，采用下行分层平行交叉作业的施工方法，井筒工作面超前煤门工作面一个分层，将两翼煤门的拱基线以上部分各掘够5m，并做好锚网喷临时支护后，再掘进煤门的墙体部分直至煤门的底板，及时做好墙体部分的锚网喷临时支护，然后完成井筒掘进施工，将工作面操平，下放整体式金属模板与两翼煤门模板接茬后整体浇筑砼。两翼煤门内的稳模、扎钢筋工作与井筒下放大模板、浇筑砼工作平行交叉作业，商品混凝土砼由输料管经分灰器将砼直接送至煤门及井筒模板内进行浇筑，这就保证了浇筑砼工作的连续性。

3 劳动组织及质量控制

工期安排：进点准备5 天；从开始试挖到完成20m，并完成锁口和风硐、安全出口施工、三盘二台挂装完毕，具备正式开挖条件，准备期40 天；表土段垂深20m～96.2m（76.2m）掘砌75.6m／月，工期31 天；井筒基岩段96.2m～227.4m（131.2m）掘砌86.4m/月，工期46 天；井筒壁座施工2 天；煤门施工20 天，工程总工期144 天（总工期不包括煤门施工、工作面预注浆、特殊法施工软岩及探揭煤工期），纯井筒掘砌工期77 天。

质量控制：①建立健全质量保证体系：建立以项目经理任组长，项目技术负责人为副组长，工程技术部、质量安全监察部等部门为领导小组。 ②强化全员质量意识：制定从项目经理到操作人员的质量岗位责任制，明确职责，严格追究，形成全方位、全过程的质量管理网络。③加强技术培训：定期或不定期的组织职工开展岗位技能培训，学习有关规范、标准和操作规程，进行“四新”（新技术、新材料、新工艺、新设备）成果培训和技术推广。加强质量培训工作，组织全体施工人员（包括工程技术人员和管理干部）认真学习，全面掌握施工技术规范、质量标准和我处质量管理体系文件，实行标准化作业。 ④工序质量控制为核心：加强过程控制和原材料的检验试验工作，确保采购质量符合要求，做到不合格的原材料不进场，试验不合格不使用，施工过程中凡上一道工序不合格，下一道工序不施工。重要工序完成后，由技术负责人组织并邀请建设、监理单位验收。⑤根据工程特点，认真编制项目质量计划，明确质量控制的各项要求，规定工程质量检验、试验方法和途径。对砼支护、破碎带施工等重点工程制定作业指导书，对井筒掘进、中深孔光爆、等关键工序制定工艺标准，严格按作业指导书和工艺标准施工。 ⑥建立质量情报信息网络，质量情报信息主要是反应工程施工过程中各环节的工程质量和工作情况，这其中还包括了新技术、新材料、新工艺、新标准等。为了搞好工程质量目标管理，保证和有效控制质量，工程施工管理人员、技术人员、质量检查人员要经常深入施工现场，及时、正确掌握第一手有关质量情况资料，做到及时收集、及时反馈、及时分析、及时应用，以便更好的保证工程质量。