“三同时”建井新技术在刘庄煤矿的应用.pdf

第 2 4卷第 3 期 2 0 0 3年 6月 建井 技 术 MI NE C ONS TR UC T 1 0N TE C H NOI 0GY Vo 1 ． 2 4 No ． 3 J u n ． 2 0 0 3 工程技术 “ 三同时” 建井新技术在刘庄煤矿的应用 梁 袁 赵久良 潘怀南 国投新集能源股份有限公司刘庄煤矿， 安徽 颍上， 2 3 6 2 3 4 摘 要 刘庄煤矿主、 副、 风井筒施工中应用“ 三同时” 建井新技术， 缩短了注浆占 用井口和注浆占用井筒掘砌的时1“4， 达到了缩短建井工期的目的， 取得了明显的经济 和社会效益。 关键词 三同时； 地面预注浆； S孔； 冻结孔； 建井新技术 中图分类号 T D 2 6 5 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 2 6 0 2 9 2 0 0 3 0 3 0 0 0 1 0 3 刘庄煤矿位于安徽省颍上县境内， 设计 生产能力 3 Mt ／ a ， 立井开拓。工业广场内布 置主、 副、 风 3个井筒 矿井建设过程中生产 能力改为8 Mt ／ a ， 井筒增加到 6个 ， 井口标 高均为 2 7 m， 落底水平一 7 6 2 m， 井筒冻结段 均采用双层钢筋混凝土井壁。主、 风井注浆 均采用两组钻孔施工， 第 1组孔为直孔， 第 2 组孔为定向斜孔 以下称 S孔 。副井分内、 外两圈孔施工， 内圈直孔 6个， 分两组孔 每 组孔 3个 施工； 外圈孔 4 个， 为 S孔。地面 预注浆工程施工中， 主、 风井均采用 4台 T S J 一 1 0 0 0型水井钻机钻孔， 副井采用 3台 T S J 一 1 0 0 0型水井钻机钻孔。主、 副、 风井井 筒冻结均采用主圈冻结孔和内圈辅助冻结孔 相结合的冻结方式。冻结孔施工共布置 1 1 台钻机， 其中主井布置 3台D Z J 一 5 0 0 ／ 1 0 0 0型 冻注钻机， 副井布置 3台 TK 。 型钻机、 1台 C K b 一 2 0 0 0 M 型钻机， 风井布置 3台 T S J 一 1 0 0 0型水井钻机、 1台C Kb 一 2 0 0 0 M 型钻机。 1 冻、 注、 凿“ 三同时” 施工方案 井筒基岩段治水采用地面预注浆方法， 收稿 日期 2 0 0 3 0 6 1 0 应用定向斜孔施工技术， 使注浆、 冻结、 凿井 施工在同一时间内实现立体平行交叉作业， 达到缩短建井工期的目的。 两淮地区井筒基岩段治水一般都采用工作 面预注浆方法。国内深井工作面预注浆钻注效 率平均约为 6 0 m井筒／ 月， 立井平均月成井速 度约 7 0 m。以刘庄煤矿主井 井筒全深 7 9 4 m， 注浆基岩段厚5 1 1 m 为例， 按此进度推算， 工作 面预注浆需 8 ． 5 个月， 凿井需 1 1 ． 3个月， 则主 井建井工期约为 1 9 ． 8个月。若采用“ 三同时” 方案， 地面预注浆占用井口时间约为3 个月， 凿 井 1 1 ． 3 个月， 则建井工期约为 1 4 ． 3 个月。“ 三 同时” 方案与工作面预注浆方案相比， 增加费用 较少， 3 个井筒约增加3 0 0 万元， 但可以缩短建 井工期 5 ． 5 个月， 综合效益较好。因此， 最后确 定3 个井筒均采用“ 三同时” 建井方案。 2 “ 三同时” 施工 2 ． 1 “ 三同时” 施 工方 法 井筒地面预注浆采用直孔与定向孔相结 合的方式施工， 以减少地面预注浆占用井口 的时间。直孔布置在井架范围内， 定向孔布 维普资讯 维普资讯 第 3 期 粱 袁等 “ 三同时” 建井新技术在刘庄煤矿的应用 3 浆方式采用分大段下行， 大段 内分小段高上 行的混合方式 。 2 ． 3 “ 三 同时” 施 工过 程 3个井筒“ 三同时” 施工过程类似。以主 井为例， “ 三 同时” 施工过程为2 0 0 2 - 0 4 0 1 ， 井简直孔段地面预注浆工程开工； 至6月2 4 日， 完成地面预注浆直孔段的施工， 让出井口 位置， 纯施工工期 8 o d 。由于供电影响， 井筒 冻结孔工程和定向斜孑 L 注浆工程施工均推迟 进行。2 0 0 2 0 7 2 0 ， 井筒冻结孔工程和 S孔 注浆工程同时开工； 至 9月 1 7日， 冻结孔工 程完工， 让出井口位置， 进行主井冻结沟槽开 挖和冻结施工， 以及主井凿井井架、 天轮平 台、 翻矸台的安装， 同时在井架外围进行 S孔 注浆工程的施工。2 0 0 2 1 0 0 1井筒开始冻 结， 1 1 月 1 5日冻结壁交圈，1 1 月2 6日井筒 开挖。2 0 0 2 1 2 2 6 ， S孔注浆工程完工， 即整 个主井地面预注浆工程完工。主井地面预注 浆工程总工期实际为 2 7 o d ， 比计划工期提前 2 o d ； 共施工注浆钻孔 8个， 总造孑 L 工程量 5 5 3 6 m， 注浆量 1 4 1 9 7 ． 4 6 m。 。经压水试验， 预计主井基岩段残余水量为 2 ． 9 9 m。 ／ h 。井 筒掘砌过程中， 通过采取措施， 工作面实际淋 水量降为 6 m。 ／ h ， 不影响施工。主井 8 0 4 m 包括 l O m延深水窝 井筒当年开工， 当年到 底。主井井筒冻结、 注浆、 掘砌立体平行交叉 作业图表见附表。 附表 主井注浆、 冻结 、 掘砌作业图表 工 序 时 间 ／ 月 名 称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 注 浆 冻 结 凿 井 3 “ 三同时” 施工遇到的问题及处理方法 刘庄矿主、 副、 风3 个井筒前期S 孔注浆施 工过程中， 因浆液上窜， 不同程度地影响了冻结 孑 L 施工， 造成冻结孔施工停止或下冻结管受阻。 为了解决这一问题， 采取了以下处理措施 ①S 孔套管下放深度加大， 超过注浆岩帽深度； ②岩 帽段 S 孔注浆压力适当降低； ③下冻结管时， S 孔注浆暂停； ④某个孔注浆时， 其余注浆孔的止 浆塞下到套管底口l O O m以下位置。 采取上述措施后， 注浆时浆液不再上窜， 保 证了各工序正常有序地进行， S孔注浆工程与 井筒冻结孔工程施工基本上实现了平行作业。 4 工程管理 4 ． 1 施工单位的选择 “ 三同时” 方案系井筒施工的总体方案， 能否顺利实施， 决定着矿井建设的总工期。 为了确保该方案实施时万无一失， 刘庄煤矿 采用公开招标的方式， 择优选择了井筒冻结 工程、 地面预注浆工程、 凿井工程的施工单 位， 为井筒安全顺利施工奠定了基础。 4 ． 2施工监控 由于“ 三同时” 方案实施过程中工序错综 复杂， 各工序衔接性强， 只要有 1 个工序安排 不当， 整个方案的实施就会受到影响。为此， 建设方和监理方派专业工程师对“ 三同时” 实 施过程进行 2 4 h跟班监督， 对各工序间的相 互影响进行超前控制。一旦发现工序间有可 能或已经发生相互干扰， 就立即对工序安排 进行调整和优化。 5 经济和社会效益 刘庄煤矿在 3个井筒施工中应用“ 三同 时” 建井新技术， 取得了明显的经济和社会效 益。以主井为例， 该井施工采用“ 三同时” 方 案后。 整个井筒地面预注浆工程占用井口时 间仅 2 ． 6月， 与井筒工作面预注浆方案相比， 缩短建井工期 5 ． 9 月。主、 副、 风 3 个井筒施 工均采用“ 三同时” 方案， 实际缩短矿井建设 总工期 5 ． 0月。 作 者 简 介 梁袁 1 9 6 3 一 ， 毕业于中国矿业大学采矿系。现任 国投新集能源股份有限公司副总工程师， 兼任刘庄煤矿矿 长。发表过学术论文多篇。 维普资讯