崔木副立井富水礫石層快速施工技術(shù)

王士利 中煤礦山建設(shè)集團三十工程處，安徽 宿州 234000

崔木副立井富水礫石層快速施工技術(shù)

王士利 中煤礦山建設(shè)集團三十工程處，安徽 宿州 234000

立井施工技術(shù)復(fù)雜，且受地質(zhì)條件變化（井下涌水、地質(zhì)構(gòu)造、巖石特征）的影響大。為加快礦井建設(shè)速度，提高鑿井技術(shù)水平，應(yīng)用新工藝、新設(shè)備來加快立井施工速度，就具有特別重要的現(xiàn)實意義。本文通過中煤三建三十工程處在陜西崔木煤礦副立井快速通過白堊系巨厚富水礫石層的成功實例，總結(jié)了采用普通法通過礫石含水層的施工關(guān)鍵技術(shù)。

立井；普通法；快速施工；富水礫石層

1.工程概況

陜西永隴能源開發(fā)建設(shè)有限責(zé)任公司崔木煤礦位于陜西省麟游縣崔木鎮(zhèn)，屬永隴礦區(qū)東端的北灣—太陽寺勘查區(qū)，設(shè)計生產(chǎn)能力4.0Mt/a，采用主、副、風(fēng)三立井開拓，三個井筒位于同一工業(yè)廣場內(nèi)，均采用普通法施工。

副井井筒全深609m，凈直徑8.4m，凈斷面積55.4m2，其中：井筒表土及基巖風(fēng)化帶120m，設(shè)計為雙層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，壁厚600～750mm；井筒基巖段489m，支護方式為單層鋼筋混凝土支護，壁厚500mm；混凝土強度等級均為C35。

2.地質(zhì)及水文情況

崔木煤礦位于太峪背斜以南、遙遠背斜以北含煤凹陷區(qū)，井田內(nèi)沉積地層由老到新依次有三疊系中統(tǒng)銅川組、侏羅系、白堊系、上第三系、第四系。

井筒穿過的主要含水層為：第四系全新統(tǒng)和上更新統(tǒng)孔隙潛水含水層、上第三系砂卵礫含水層、白堊系下統(tǒng)洛河砂巖孔隙～裂隙含水層、白堊系下統(tǒng)宜君組礫巖裂隙含水層、侏羅系中統(tǒng)延安組煤層及其頂板砂巖含水層。根據(jù)礦方提供的副井井筒綜合柱狀圖：白堊系下統(tǒng)宜君～洛河組(K1y+l)富含水礫巖層為副井井筒主要含水層，層深約187m，巖性為紫雜色塊狀礫巖，礫石成分為花崗巖，變質(zhì)巖及少量石英巖，礫徑30～70mm，礫石多為渾圓狀，砂泥質(zhì)充填，鈣、鐵質(zhì)膠結(jié)。

副立井施工到垂深426.5m時迎頭最大涌水量達到86m3/h。井筒穿過礫石含水層進入泥巖層施工，施工中礫徑5～80mm，最大達300mm，呈基底式膠結(jié)無明顯裂隙。

3.富水礫石層關(guān)鍵施工技術(shù)

由于副井井筒采用普通法施工，井筒穿過該段地層絕大部分為鵝卵石形的礫石，礫徑大且呈基底式膠結(jié)，無明顯裂隙，工作面無集中出水點，井壁巖石整體向外淋水，注漿堵水效果不明顯，強行通過富水礫石層主要采取“截、導(dǎo)、排、堵”綜合治水措施，同時還得解決好礫石層鉆眼、裝藥困難、爆破效率低等難題。施工中主要采取以下關(guān)鍵技術(shù)快速通過富水礫石層。

3.1 截、導(dǎo)、排水技術(shù)

崔木副立井富水礫石層為井幫全斷面淌水，強行通過時，做好井壁的截水、導(dǎo)水，防止上部井壁的水淋入工作面很關(guān)鍵，而傳統(tǒng)的截水方式為利用井壁采用螺絲固定的截水槽，放炮時易崩毀且起落吊盤不方便，耽誤時間使迎頭積水，影響工作面掘砌工作。施工中采用嵌入式截水槽，即砌壁時兩模之間間隔200～300mm不進行混凝土澆筑，將井壁淋水引入兩模之間未澆筑部分，通過水的自然流動將水集中在未澆筑混凝土部位較低處，利用臨時井壁固定小水箱截水。小水箱底部設(shè)塑料管將水疏導(dǎo)到上層吊盤水箱。在上層吊盤布置兩臺DG85-80×6型臥泵（一用一備），通過臥泵將吊盤水箱中水排到地面。施工中井筒每隔30～50m做一個嵌入式截水槽，每次接壓風(fēng)管時順便接長塑料管。通過嵌入式截水槽，有效地控制了井壁淋水對井筒工作面的掘砌影響。

3.2 排水設(shè)備的選型及改造

井壁淋水得到了解決，但工作面涌水靠吊桶排放控制不住且浪費時間和能耗，施工中選用BQF-Ⅰ型風(fēng)泵直接把作業(yè)面的積水排到吊盤水箱中，該泵體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，便于移動，零部件少，便于維修。

由于工作面涌水渾濁且夾砂巖顆粒，布置在吊盤上的臥泵平衡環(huán)、平衡盤容易損壞，涌水中的顆粒狀礦物質(zhì)在平衡環(huán)和平衡盤之間摩擦，造成水推不開平衡環(huán)。為減少其對排水的影響，將臥泵的平衡套車掉30絲，使其串水量能準(zhǔn)許小顆粒通過且推開平衡環(huán)，同時增大了平衡盤串量，很好地解決了臥泵的上述問題。

3.3 改進鉆眼、裝藥操作方法

富水礫石層，大部分為鵝卵石形礫石，傘鉆鉆眼時容易卡釬，鉆眼后拔釬時容易堵眼使炮眼報廢，炮眼充水后，裝藥困難。

施工中鉆眼時改進操作要領(lǐng)，開鉆時慢速鉆進，炮眼鉆至300mm左右時再加快轉(zhuǎn)速，同時根據(jù)每一個炮眼情況，選擇使用十字釬花或一字釬花打眼。將鋼管一端車細加工成炮錐形，打完眼拔出釬子后及時用加工好的鋼管將炮眼塞住，防止碎矸漏入炮眼使其報廢；裝藥時由于炮眼涌水，為防止水膠藥卷上浮，采用Ф30mm圓鋼壓住藥卷后再用炮泥封堵。通過以上措施的實施，提高了爆破效果。

3.4 壁后注漿技術(shù)

副立井完成該段含水層施工，進入下部泥巖層后，采取壁后注漿堵水。

注漿采用2TGZ - 60 /210型高壓注漿泵，漿液材料采用水泥、水玻璃雙液漿及改性脲醛漿液為注漿材料。設(shè)計注漿終壓≤5Mpa，施工中根據(jù)注漿前壓水壓力確定注漿壓力，正常注漿壓力大于壓水壓力0.3～0.5Mpa，注漿終壓大于壓水壓力0. 5～1.0Mpa。漿液的有效擴散半徑為3～5m。注漿孔布置為每模一排，每排4個，上下排呈交錯布置，遇集中出水點可利用出水眼單獨布置注漿孔。

4. 實施效果

4.1 通過富水礫石層關(guān)鍵施工技術(shù)的實施，副立井從6月10日開始施工，歷時73天，由井筒垂深246.7m施工至垂深426. 5m，采用普通法成功穿過了白堊系富水礫石層，進尺179.8m，平均月進尺74m。

4.2 施工中措施得當(dāng)、施工方案切實可行，避免了工作面注漿、地面注漿或重新采用凍結(jié)法施工的浪費，節(jié)省了時間，降低了費用，受到監(jiān)理單位和建設(shè)單位的一致贊揚。

4.3 通過富水礫石層施工后所進行的及井筒施工結(jié)束后進行的兩次壁后注漿，井筒涌水量得到有效控制，由施工期間的最大涌水量86m3/h下降至驗收時的8. 3m3/h，工程質(zhì)量優(yōu)良。

5. 結(jié)束語

通過陜西崔木副立井快速通過白堊系巨厚富水礫石層的成功實踐, 探索出了一套彬長礦區(qū)礫石含水層普通法快速施工的關(guān)鍵施工技術(shù)，施工方便，截、導(dǎo)、排水快捷，投入小，也為國內(nèi)同類型立井礫石含水層施工提供了借鑒經(jīng)驗。

王士利（1965-），男，大專畢業(yè)，從事現(xiàn)場礦建施工管理工作多年，現(xiàn)任中煤礦山建設(shè)集團三十處副處級項目經(jīng)理。已發(fā)表數(shù)篇論文。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.15.023