罗河铁矿复杂富水地层立井延深关键技术

董亚宁，葛洪亮，肖松丽，夏 俨

（安徽马钢罗河矿业有限责任公司 安徽合肥 231500）

罗河铁矿措施井井口标高+44 m，井筒净直径5 m，井深615.2 m，井颈段采用钢筋混凝土支护，井筒基岩段采用350 mm厚C30素混凝土支护。井筒在-508 m、-530 m、-560 m分别由马头门与分层平巷连接，其中-508 m、-530 m水平为单向马头门。该井筒2006年9月开工，2008年5月竣工，因罗河铁矿一期500万t/a扩能工程需要，现将井筒延深62 m，开拓至-620 m水平，延深段井壁采用350 mm厚C30素混凝土支护。

1 工程地质及水文地质

罗河铁矿措施井地质及水文地质条件较为复杂。措施井位于矿区中偏东部位的矿床12勘探线剖面和IV纵剖面，所揭露岩体的稳固性为中等稳固，局部破碎。在-154 m处通过F205断裂，切割距离近22 m左右。该断层属于矿区北西向断裂组，断层走向为NW310°-320°，倾向NE，倾角60°-80°。

结合距离措施井最近的ZK1312、ZK132-1、ZK910抽水实验孔资料分析：

措施井所处的地下水等水位线标高为+26 m左右。

措施井所揭穿含水层的顶板标高为-300 m，底板标高为-450 m左右。

ZK1312钻孔涌水量为484 m3/昼夜；ZK132-1钻孔涌水量为500 m3/昼夜。

地下水水质类型SO42--Ca2+型水，pH值为6.4-7.8之间，地下水的化学性质对钢材及水泥有一定的腐蚀性。

2 施工方案

2.1 井筒延深段施工

采用短掘短砌混合作业方式。浅孔光面爆破，掘砌段高3.0 m。

2.1.1 钻眼爆破

钻眼选用YT-28式凿岩机，中心采用楔形掏槽。采用二号岩石乳化炸药，非电毫秒延期导爆管雷管，反向进行装药。起爆方式为塑料导爆管孔内毫秒爆破网络，导爆管雷管配合导爆管引爆，发爆器起爆，联线方式串、并联。基岩段炮眼布置图见图1，爆破参数表见表1。

图1 基岩段炮眼布置图

表1 基岩段爆破参数表

2.1.2 抓岩排矸

利用HZ-4型中心回转抓岩机抓岩，为便于清底，缩短清底时间，采用光底爆破技术，爆破后工作面实底呈锅底形状。井上为座钩式自动翻矸，矸石经溜槽溜到地面，利用排矸车转运至指定地点堆放。

2.1.3 永久支护

采用金属组合模板砌壁。单层模板有效高度1 m，采用3层模板组合，一次砌壁高度为3 m，当掘进段高达到5m时（两次爆破后），即操平工作面，组装找正模板后浇筑混凝土。

2.1.4 井筒与马头门连接处永久支护

当井筒掘进至马头门上部2 m位置时，施工井筒与马头门连接处混凝土，在马头门内架设两架钢支架，采用木板作为模板，根据井筒模板及马头门巷道尺寸找出连接处相关线，固定马头门内木模板；然后组装找正井筒金属组合模板，进行浇筑混凝土；然后随井筒下掘，按照上述方式进行施工。

2.1.5 工艺流程

安全检查→施工准备→全断面打眼→装药、连线→放炮、通风→排矸→安全检查→全断面打眼→装药、连线→放炮、通风→安全检查→找平→稳设钢模板→浇筑混凝土→排矸。

2.2 与井筒连接工程（马头门）的施工

与井筒相连接的工程主要为-600 m、-620 m马头门。马头门设计为锚网喷支护形式。即在井筒掘进过程中，按照施工图纸工程量，适当选择施工段高一并掘出相关工程全断面，并把井筒超前掘出一茬炮的距离。当井筒掘至马头门上部2 m位置时，做好上部井筒的永久支护工作，然后随井筒下掘，采用下行分层交叉作业的施工方法，两侧交替掘进，掘进矸石排入超前井筒内，由抓岩机装入吊桶提升上井。

2.3 井筒防治水施工

井筒掘砌过程中，涌水来源主要包括井壁淋水、荒径岩帮出水以及迎头涌水。掘砌时应采用防水、截水、排水及堵水等措施进行防水治理。

防水：井筒掘砌至含水层3 m-5 m，打探水钻孔，进行排水。当涌水量超过10 m3/h时，进行工作面注浆，当注浆液强度达到要求后方可继续掘进。

截水：针对少量井壁淋水，安装截水槽，用塑料软管将截水槽内井壁邻水导至井底排出。

排水：针对少量井筒涌水，用风动隔膜泵直接排至吊桶内提升至措施井井筒外，或排入吊盘水箱中再用排水泵排至-560 m。

堵水：对井壁出水点采用吊盘进行注浆封堵。井筒落底后，若井筒涌水量大于6 m3/h，进行一次全井筒壁后注浆（注浆长度为62 m）。

3 效果及结论

采用短掘短砌混合作业方式，掘砌段高3.0 m，浅孔光面爆破效果好，井筒延伸掘砌效率高。

防水、截水、排水及堵水等防治水措施合理，可确保井筒安全掘砌。