涼水井煤礦二號回風立井施工技術研究

柯發宏

（神木匯森涼水井礦業有限責任公司，陜西 神木719319）

0 概述

涼水井井田位于陜西省榆林市神木縣境內， 地處榆神礦區東部，井田面積68.9km2，地質儲量6.65 億噸，可采儲量4.07 億噸，配套建設相應規模的選煤廠， 井田范圍內可采煤層為3-1、4-2、4-3、4-4、5-2煤共五層，開采深度由標高＋1178.23m 至＋1071.84m。 設計采用斜井開拓方式，分煤層設計開采水平，長臂綜采機械化采煤法，目前井下裝備一個綜采工作面。 新開鑿的二號回風立井井底相對標高為-227.35m，井筒施工采用普通法施工。

1 工程地質概況

表土層：井筒穿越土層厚度為96.2m 左右，上部巖性為灰黃色沙土，厚度50.2m，在深度0～4.50m 和5.40～15.30 之間為細砂，干燥松散；在深度23.50～34.20m 和44.80～50.20m 之間為粉沙，松散；在深度15.30～23.50m 和34.20～43.80m 之間為黃土，結構疏松。 沙土層易被水流沖蝕而引起坍塌，浸水易失穩，屬于中等壓縮性沙土，不易濕陷性，屬不穩定圍巖。 下部巖性為紅土， 深度為50.20～96.20m， 厚度為46.00m，成分以次粘土、亞粘土為主，具可塑性。

基巖段：立井井筒穿過風化巖段的厚度20.30m，其中強風化巖厚度9.30m，弱風化層厚度11.00m，巖石屬易軟化巖類，圍巖屬不穩定巖層，井筒施工時應加強安全措施。 井筒穿越下部延安組地層主要由層狀結構及塊狀結構的巖體組成。 粉砂巖組軟化系數0.40，砂巖組軟化系數平均0.58。 巖石屬易軟化較硬巖類，總體屬中等穩定圍巖。

煤層： 本井筒共穿過5 個主要含煤地層，3-1、4-2、4-3、4-4、5-2煤煤層總厚為12.05m。

涼水井煤礦屬瓦斯礦井，揭煤施工時編制專項技術安全措施。

井筒涌水量按＜50m3/h 考慮。

2 施工方案與施工工藝

2.1 施工方案

采用“四新”加快施工速度。

新工藝：回風立井施工，表土段采用國內先進的YC35-8 挖掘機挖掘； 基巖段采用SJZ6.9 型傘鉆配YGZ-70 型導軌式鑿巖機鉆眼，實施中深孔光面爆破；HZ-6 抓巖機裝罐，一掘一砌；采用電磁雷管起爆等爆破新技術，以提高炮眼利用率和循環進尺。 使用整體活動式金屬模板砌壁，液壓自動脫模。 大型絞車提升大吊桶提矸、自卸汽車排矸、高效隔爆軸流對旋風機通風、工業電視、計算機輔助管理等配套的機械化施工新工藝。

新技術：采用鋼筋剝肋滾壓直螺紋等強連接安裝鋼筋；基巖段中深孔光爆；潛孔鉆機施工探煤孔、探水孔；新型煤礦通訊與信號裝置；計算機輔助管理、工業電視監控等新技術。

新材料、新設備：采用YC35-8 挖掘機、SJZ6.9 型傘鉆、FBDN.o5.6/2×15 高效隔爆軸流對旋風機、Φ800mm 抗靜電阻燃膠質風筒、高照度DGS175/127（B）A 礦用隔爆型投光燈、新型煤礦通訊、信號裝置、商品混凝土等新材料、新設備。

2.2 施工工藝

涼水井煤礦二號回風立井井筒凈徑7.0m，全深227.35m，井筒表土層深96.20m，基巖段深131.15m。井筒采用普通法施工。井筒0～59m采用鋼筋砼支護， 井筒59～150.17m 采用素砼支護， 井筒150.17～169.47m 采用采用鋼筋砼支護， 井筒169.47～181.47m 采用素砼支護，井筒181.47～191.17m 采用鋼筋砼支護，井筒191.47～212.3m 采用素砼支護，井筒212.3～225.6m 采用鋼筋砼支護，井壁厚度為550mm。

永久鎖口施工：回風立井采用永久鎖口方式施工，井口設計標高＋1297.10m，凈直徑7.0m。 實際施工時，按此標高控制永久鎖口上口位置。 永久鎖口上部預留好防爆門基礎鋼筋接茬并進行防銹處理。 鎖口施工采取YC35-8 挖掘機配合風鎬、風鏟人工挖掘，金屬裝配式模板澆筑砼。為保證施工順利及安全施工，砼與井壁之間加設油氈隔水，采用分片短段對稱掘進，段高控制在1m 以內。 井筒表土整體性差時，采用井圈＋背板作為臨時支護。 風硐口及安全出口在井筒鎖口施工時一并穩模施工出來，預留鋼筋接茬并進行防銹處理。 鎖口以下的永久井壁在施工其上部時，按設計要求做好與鎖口下方的鋼筋接茬。

表土段施工：表土段使用YC35-8 小型挖掘機挖掘，輔以風鎬和高效風鏟修邊，掘進時，直接按設計將荒徑以內的土層挖出。當井筒掘夠段高后，即操平工作面，同時脫模，下放刃角并找正，然后綁扎鋼筋，井壁豎筋采用鋼筋剝肋滾壓直螺紋等強連接、 環筋均采用綁扎連接，鋼筋的搭接長度為35d（d 為鋼筋直徑）。再整體下放模板至工作面，找正后澆筑砼，固定段高1.8～3.6m。 由輸料管經分灰器將砼直接送至井筒模板內。

基巖段施工：井筒基巖段垂深96.20～227.35m，厚度為131.15m，主要由中粒砂巖、粉砂巖、細粒砂巖和煤組成。 作業方式：采用短段掘砌混合作業方式。中深孔光面爆破，一掘一砌，掘砌段高3.6m。掘進方法：采用SJZ6.9 型傘鉆，YGZ-70 型導軌式鑿巖機鉆眼，眼深4.0m。 選用T100 水膠炸藥，掏槽眼、輔助眼使用Φ45×500mm 藥卷連續裝藥結構，周邊眼使用Φ35×400mm 藥卷，采用木條預留緩沖層裝藥結構，使用直眼掏槽方式掏槽，實現中深孔光面爆破。 采用電磁雷管，反向裝藥，磁環大串聯的聯線方式，由引爆電磁雷管的專用高頻發爆器起爆，全斷面一次爆破，一掘一砌。

壁座施工：按設計掘出其荒徑，綁扎好鋼筋，與上段井壁一并澆筑。

煤門施工：煤門與井筒連接處兩翼各5m 與井筒同時施工。 在下掘井筒的同時把井筒連接處兩翼掘出，并作好錨網噴臨時支護，井筒連接處和井筒整體澆筑砼。 當井筒施工至煤門位置時，做好上部井筒的永久支護工作，在向下掘進井筒的同時把煤門掘出，采用下行分層平行交叉作業的施工方法， 井筒工作面超前煤門工作面一個分層，將兩翼煤門的拱基線以上部分各掘夠5m，并做好錨網噴臨時支護后，再掘進煤門的墻體部分直至煤門的底板，及時做好墻體部分的錨網噴臨時支護，然后完成井筒掘進施工，將工作面操平，下放整體式金屬模板與兩翼煤門模板接茬后整體澆筑砼。 兩翼煤門內的穩模、扎鋼筋工作與井筒下放大模板、澆筑砼工作平行交叉作業，商品混凝土砼由輸料管經分灰器將砼直接送至煤門及井筒模板內進行澆筑，這就保證了澆筑砼工作的連續性。

3 勞動組織及質量控制

工期安排：進點準備5 天；從開始試挖到完成20m，并完成鎖口和風硐、安全出口施工、三盤二臺掛裝完畢，具備正式開挖條件，準備期40 天；表土段垂深20m～96.2m（76.2m）掘砌75.6m／月，工期31 天；井筒基巖段96.2m～227.4m（131.2m）掘砌86.4m/月，工期46 天；井筒壁座施工2 天；煤門施工20 天，工程總工期144 天（總工期不包括煤門施工、工作面預注漿、特殊法施工軟巖及探揭煤工期），純井筒掘砌工期77 天。

質量控制：①建立健全質量保證體系：建立以項目經理任組長，項目技術負責人為副組長，工程技術部、質量安全監察部等部門為領導小組。 ②強化全員質量意識：制定從項目經理到操作人員的質量崗位責任制，明確職責，嚴格追究，形成全方位、全過程的質量管理網絡。③加強技術培訓：定期或不定期的組織職工開展崗位技能培訓，學習有關規范、標準和操作規程，進行“四新”（新技術、新材料、新工藝、新設備）成果培訓和技術推廣。 加強質量培訓工作，組織全體施工人員（包括工程技術人員和管理干部）認真學習，全面掌握施工技術規范、質量標準和我處質量管理體系文件，實行標準化作業。 ④工序質量控制為核心：加強過程控制和原材料的檢驗試驗工作，確保采購質量符合要求，做到不合格的原材料不進場，試驗不合格不使用，施工過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，由技術負責人組織并邀請建設、監理單位驗收。⑤根據工程特點，認真編制項目質量計劃，明確質量控制的各項要求，規定工程質量檢驗、試驗方法和途徑。 對砼支護、破碎帶施工等重點工程制定作業指導書，對井筒掘進、中深孔光爆、等關鍵工序制定工藝標準，嚴格按作業指導書和工藝標準施工。 ⑥建立質量情報信息網絡，質量情報信息主要是反應工程施工過程中各環節的工程質量和工作情況， 這其中還包括了新技術、新材料、新工藝、新標準等。 為了搞好工程質量目標管理，保證和有效控制質量，工程施工管理人員、技術人員、質量檢查人員要經常深入施工現場，及時、正確掌握第一手有關質量情況資料，做到及時收集、及時反饋、及時分析、及時應用，以便更好的保證工程質量。

4 結論

涼水井煤礦二號回風立井普通法施工工藝的研究，為榆神礦區同類型井筒施工積累經驗和提供參考。

［1］袁亮,祝經康.張集煤礦立井施工技術研究[J].煤炭科學技術,1999,27(11):10-12.

［2］張超暉,陳弦,王明智,等.西部煤礦一些特殊地質條件下的建井技術[J].建井技術,2013,3:011.

［3］張峰飛.回風立井快速施工工藝研究[J].陜西煤炭,2012,31(6):38-39.