大直径深立井井筒基岩段快速施工技术.pdf

大直径深立井井筒基岩段快速施工技术 黄跃东,徐福林 鸡西矿业集团建设工程公司,黑龙江 鸡西158100 摘 要鸡西建设工程公司在望峰岗矿主井井筒施工中,采用短段掘砌混合作业,充分发挥机械化配套设备能力, 推广应用伞钻凿眼深孔爆破,双中心回转抓岩机装岩等凿井新技术,2005年连续7个月月成井破百米,为大直径深 立井井筒快速施工积累了经验。 关键词大直径深立井;机械化配套;快速施工;深孔破爆 中图分类号TD262 文献标识码A 文章编号1008 - 8725200609 - 0107 - 02 Rapid Construction Technology of Big Diameter and Deep Vertical Well in Basic Rock Section HUANG Yue - dong , XU Fu - lin Construction Company ,Jixi Mining Group ,Jixi 158100 ,China AbstractConstruction Company of Jixi Mining Group adopting short digging and building combined work can fully make the ability of mechanization collecation equipment , extend new technology of umbellar borer holing and deep hole blasting and sinking by double center rotating grab , continuously breach 100 m in 2005 and ac2 cumulate experience in rapid construction in big diameter and deep vertical well. Key wordsbig diameter and deep vertical well ; mechanisation collecation; quickly construction; blasting in deep hole 0 引言 望峰岗矿井是淮南矿业集团在建6对矿井中唯一一个 位于老区的矿井,可采储量2.8亿t ,生产原煤80 以上为市 场紧俏的焦煤、 肥煤。其主井井筒由鸡西矿业集团建设工程 公司承建,该井筒于2005年1月18日开始施工,进入基岩段 后,2005年2月～8月连续7个月月成井突破百米,分别达成 100 m、122 m、103 m、131 m、152 m、108 m、104 m ,工程质量全 优,其中6月份完成152 m ,创出淮南矿区同类工程月井尺最 高记录,获得多方好评。 1 工程概况 主井井筒设计深度992. 5 m ,净直径7. 6 m ,井颈段为双 层混凝土复合井壁,壁厚600 mm ,井身段为素混凝土井壁,壁 厚500 mm ,混凝土强度等级为C30 ,基岩段井筒依次穿过二 迭系石千峰组、 上石盒子组、 下石盒子组以及D20、C15、C14、 C13等8组煤线与煤层,岩性以砂岩、 粉砂岩、 砂质泥岩、 泥岩 等组成,井筒自上而下共穿过21个含水层,每层涌水量为 11.5～66 m3/ h。井筒施工前已进行地面预注浆,注浆深度1 000 m。 2 施工及机械化配套方案 2.1 井筒施工方案 井筒采用短段掘砌混合作业施工方法,即在井筒工作面 把掘进和砌壁两个独立工序组合在一个成井循环中,其特点 是工序简单、 操作方便、 没有临时支护、 施工安全、 成井速度 快、 可省略一系列辅助工序和工时,施工采用FG D - 9型伞钻 凿眼,深孔光面爆破,炮眼深4.3 m ,两台HZ型中心回转抓岩 机装岩,采用一台 4. 0 m绞车和一台 2. 8 m绞车两套单钩 提升2个4 m3吊桶出矸,5. 0 m段高金属活动模板砌壁,两 套混凝土搅拌输送系统浇筑混凝土。施工中采取综合防治 水方案,当井筒涌水量超过10 m3/ h ,采用工作面预留岩短段 注浆措施,边注边掘,涌水量小于10 m3/ h ,采用截、 排、 导、 堵 的常规治水措施,井壁涌水点采用壁后注浆封水。 2.2 综合机械化配套 机械化配套与混合作业是实现井筒快速施工的最佳组 合。根据井筒深,断面大的特点,围绕凿眼、 出矸、 提升运输、 筑壁支护等环节,合理配备施工设备,采用先进的设备,最大 限度地发挥机械设备的潜力,满足深井快速施工的要求。见 表1 表1 机械化配套主要设备表 序号设备名称型号数量 1凿岩钻架FJD - 9型1台 2抓岩机HZ- 6 HZ- 4各1台 3主提绞车2JKZ- 4.0/ 15.51台 4副提绞车JKZ- 2.8/ 15.51台 凿井井架V型1台 5吊桶4 m3 3 m3各2个 JZM- 25/ 10001台 6凿井稳车JZ系列11台 JZA - 5/ 10001台 7双层吊盘1个 8砌壁模板M JY- 7.6/ 5.01套 9砼搅拌机JS- 7502台 10自动配料机PL - 10002台 11压风机 5L - 40Π8 4L - 20Π8 2台 2台 12排矸汽车8t卸式2辆 13装载机Z L50M1台 14通风机2BRJ - 302台 收稿日期2006 - 05 - 15;修订日期2006 - 07 - 07 作者简介黄跃东1968 - ,男,高级工程师,1991年毕业于黑龙矿业学院采矿工程系,现任鸡西建设工程公司工程技术部主任 工程师,已发表论文10余篇,Tel 0467 - 2724702。 第25卷第9期 2006年9月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol125 ,No109 Sep ,2006 3 快速施工 3.1 深孔光面爆破 凿岩采用FG D - 9型伞架配9台YGZ- 70导轨式独立回 转风动凿岩机,并辅以9台YT- 29型风动凿岩机打周过眼 和扩帮眼及第一圈掏槽眼,以解决因伞钻收拢直径关系不能 打第一圈掏槽眼的问题,掏槽方式是否合理是决定立井深孔 爆破成败的关键,为提高爆效率,根据井筒基岩段岩性,掏槽 眼采用三阶复式直眼掏槽方式,一阶眼深2.0 m ,二阶眼深3. 0 m ,三阶眼深4.5 m ,其余炮眼深4.3 m ,钎杆为中空立角钢, 25 mm钎杆长4.5 m ,22 mm钎杆长4. 3 m ,钎头用 50 mm 字型和 42 mm一字型两种,炸药为淮南901化工厂生产的岩 石水胶炸药,药卷规格为 45400 mm、 重740 g ,和 35500 mm、 重500 g ,雷管选用6 m长脚线毫秒延期电雷管,1～6段, 380 V动力电源起爆,反向装药结构,联线方式为全并联。工 作面采取分区,定钻,定人的打眼责任责,工作面共划分三个 区,伞钻负责从井心由里向外依次打第二圈掏槽眼和所有的 辅助眼,采用人抱钻配合灵活子母梯打周边眼,伞钻提走后, 再打第一圈掏槽眼。爆破参数见表2。 表2 爆破参数表 圈别 每圈 炮眼数 圈径 Πm 炮眼倾角 Π 炮眼深Πm 每个 炮眼 每圈 炮眼 炮眼间距Πmm 眼间距圈间距 装药量 每个炮眼 卷数Π 个药量Πkg 每圈炮眼 药量Πkg 装药 系数 雷管 段数 起爆 顺序 联线 方式 161.4902.01273231.590.75Ⅰ1 282.0903.02478530053.729.60.67Ⅰ1 3112.6904.549.574230064.4448.840.53Ⅰ1 4164.0904.368.878570053.759.20.46Ⅱ2并联 5225.6904.394.679980053.785.10.46Ⅲ3 6307.0904.312973270053.71110.46Ⅳ4 7428.4894.3180.662870031.595.460.34Ⅴ5 合计1355581543812 3.2 装岩与排矸 在双层金属盘下采取对称背靠背形式布置两台中心回 转抓岩机,HZ- 6和HZ- 4型各一台,分别布置在距井心950 mm ,两个吊桶分别布置于抓岩机中心两侧,抓岩机布置与吊 桶协调,装岩实现360 覆盖全井筒,两台抓岩机实行分区抓 岩,炮后出大堆矸石时以HZ- 6为主,HZ- 4为辅,两台中心 回转抓岩机同时抓取矸石,抓岩速度快,生产能力大,当进入 清底阶段以HZ- 4为主,清底灵活方便,清底效率高质量好。 采用两套单钩提升,井深800 m以上采用2个4 m3吊桶出 矸,井深800 m以下采用3 m3吊桶井下摘挂钩出矸。在翻矸 台、 封口盘与绞车房安设电视监控系统,绞车司机可直观、 准 确掌握井口人员工作状态,井盖门的开闭,翻矸溜槽起落,不 仅提高了劳动效率,而且对提升安全起到保障作有用。 3.3 井筒支护 地面设混凝土集中搅拌站,1台Z L50M型装载机输送砂 石,2台PL - 1000型二斗配料机通过FLCK电子计量系统按 设计重量比自动调配砂、 石;水泥由50 t储灰罐通过电子秤 计量后经水泥输送螺旋泵输入到搅拌机,3台JS - 750型搅 拌机搅拌混凝土,混凝土输送由3趟 1596 mm无缝钢管, 一趟DX- 2.5型底卸式吊桶进行,其中两趟溜灰管布置在井 筒东侧,利用东侧搅拌站从地面直接下料,一趟溜灰管布置 在井筒西侧且其上口只延到上层吊盘,利用底卸式吊桶下 料,东侧两趟溜灰管下端分别设特制缓冲器,缓冲器下接10 m长 159 mm无缝钢管,其底部分别延设一趟特制异径竹节 管,混凝土从竹节管溜出后再通过特制封闭式缓冲溜槽溜入 模板后,采用此方法很好解决了深井采用溜灰管下料易产生 离析的问题,采用MJY型液压整体模板砌壁,模板段高5. 0 m ,模板稳车集中控制,上述系统实现了混凝土上科、 计量、 搅 拌、 下料、 及浇筑连续化、 机械化作业线作业。 3.4 施工劳动组织与机电设备管理 1劳动组织 主井井筒施工实行项目法管理,掘进队采用掘进班组和 机电维修班组相结合的综合队形式,直接工 “四六” 作业制, 辅助工 “三八” 作业制,掘进队设1个专业打眼班和四个综合 作业班,实行滚班作,四个综班负责出矸、 清底、 脱模、 砌壁、 注浆等工作,打眼班专门负责打眼、 爆破工作,以保证凿岩速 度和质量。 2机电设备管理 机电设备维修实行包机保修制,包机组有伞钻组、 抓岩 机组、 绞车组、 压风和搅拌机组,包机组由维护工和司机组 成,利用工序转换的空闲时间或平作时间进行检修,做到超 前维护保养,确保设备处于正常完好状态,每循环施工完毕 都检修设备,大大减少了工序转换时间及辅助作业时间,并 制定了严格的奖罚制度。 4 结语 1实践证明,在大直径、 深立井施工中,推行机械化综 合配套,以及施工组织与管理如何与机械化配套相适应显得 特别重要,随着凿井技术的不断发展,掘砌混合作业方式日 趋成熟,形成了以大井架、 大绞车、 大吊桶、 中心回转抓机,伞 钻和大模板为主要配套设备的综合机械化作业线。 2此次井筒施工前进行了地面预注浆,注浆效果十分 显著,施工中井筒工作面的涌水量没有超过8 m3/ h ,给井筒 快速施工创造了有利条件,再辅以壁后注浆,能够使井筒成 井后涌水量满足小于4 m3/ h要求。 3通过推广应用立井快速施工技术,加快了建井速度,提 高了施工质量,并使施工技术得到了不断完善和发展,形成了先 进的配套设备和施工工艺,缩短了矿井建设总工期,使业主和施 工单位获得双赢,取得了较好的经济效益和社会效益。 4望峰岗项目部真抓实干,通过优化劳动组织,充分调 动了职工积极性,采用专业滚班制,机械设备包机制,提高了 工效,充分发挥了机械化潜力,保证了正规循作业。 108 煤 炭 技 术 第25卷