新陽(yáng)煤礦大斷面立井快速施工

李 海 泉

(山西汾西香源煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 柳林 033313)

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新陽(yáng)煤礦大斷面立井快速施工

李 海 泉

(山西汾西香源煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 柳林 033313)

結(jié)合新陽(yáng)煤礦的工程概況，介紹了該煤礦立井井筒的施工及支護(hù)方案，闡述了立井井筒施工過(guò)程中所用的機(jī)械設(shè)備與爆破參數(shù)優(yōu)化措施，達(dá)到了降低施工成本、縮短施工工期的目標(biāo)。

煤礦，井筒，施工裝備，爆破參數(shù)

1 井筒施工工程概況

新陽(yáng)煤礦是隸屬于汾西礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司的一個(gè)礦井。原礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為120萬(wàn)t，之后經(jīng)國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)立項(xiàng)，開(kāi)始按照300萬(wàn)t改擴(kuò)建設(shè)計(jì)進(jìn)行下組煤改造。礦井改擴(kuò)建后，礦井開(kāi)拓方式為主斜井、副斜井、副立井聯(lián)合開(kāi)拓。為不影響礦井其他工程的整體施工進(jìn)展情況，提高副立井的井筒施工速度，早日實(shí)現(xiàn)副立井的通風(fēng)與材料運(yùn)輸能力，就成為礦井改擴(kuò)建施工期間的主要環(huán)節(jié)。

對(duì)于大斷面立井井筒的快速高效施工，主要的關(guān)鍵因素有井筒斷面掘進(jìn)過(guò)程中的深孔光面爆破技術(shù)和掘進(jìn)過(guò)程中機(jī)械設(shè)備使用的現(xiàn)代化程度，這兩個(gè)因素直接影響井筒施工的速度，機(jī)械化程度越高，光面爆破的效果越好，施工的速度就越快，當(dāng)然施工過(guò)程中的組織管理及部門(mén)配合等因素，也會(huì)在一定程度上影響井筒施工的速度。

新陽(yáng)煤礦地質(zhì)條件較為復(fù)雜，立井在施工過(guò)程中穿過(guò)的巖層以砂質(zhì)泥巖、泥巖、砂巖為主，圍巖極不穩(wěn)定，因此對(duì)立井施工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)快速施工影響非常大。

本文就立井井筒施工實(shí)踐中有利于快速施工的一些問(wèn)題進(jìn)行了探討，包括井筒斷面掘進(jìn)過(guò)程中的深孔光面爆破技術(shù)和掘進(jìn)過(guò)程中現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備情況，并在工程實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)了快速施工的目標(biāo)，使得礦井的改擴(kuò)建工期大大的縮短，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益得到了明顯地提高。

2 立井井筒施工方案

2.1 井筒施工方案

根據(jù)新陽(yáng)煤礦300萬(wàn)t改擴(kuò)建設(shè)計(jì)確定的立井井筒的坐標(biāo)位置，結(jié)合井筒的圍巖性質(zhì)以及礦井現(xiàn)有的技術(shù)設(shè)備情況，選擇立井施工的最終施工方案為采用機(jī)械化配套裝備、掘、砌混合作業(yè)。掘、砌混合作業(yè)的施工作業(yè)方式與傳統(tǒng)的短段單行作業(yè)的不同之處在于短段單行作業(yè)是掘、砌工序順序進(jìn)行；而混合作業(yè)掘、砌工序不是嚴(yán)格的順序進(jìn)行，施工過(guò)程中，可以利用模板澆灌混凝土達(dá)1 m高左右的時(shí)候，同時(shí)進(jìn)行裝巖出渣作業(yè)，提高時(shí)間利用率。待井壁澆筑工序結(jié)束之后，施工工序也結(jié)束混合作業(yè)即轉(zhuǎn)為單獨(dú)作業(yè)進(jìn)行施工，依次往復(fù)循環(huán)。

2.2 井筒支護(hù)

井筒施工從井口向下進(jìn)行施工作業(yè)，當(dāng)向下施工一定距離之后，進(jìn)入永久支護(hù)作業(yè)階段，井筒的永久支護(hù)要達(dá)到以防止井筒圍巖壓力作用對(duì)井筒的破壞和井筒壁裸露巖石的風(fēng)化破壞，同時(shí)可以固定井筒需要安裝的設(shè)施裝備。根據(jù)井筒穿過(guò)巖層的巖層地質(zhì)條件、井筒施工的作業(yè)方式以及施工的機(jī)械化程度，確定臨時(shí)支護(hù)在掘進(jìn)過(guò)程中根據(jù)巖幫穩(wěn)定情況及時(shí)進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，確保施工作業(yè)面人員設(shè)備的安全，在掘進(jìn)施工兩個(gè)循環(huán)后，砌筑永久井壁。臨時(shí)支護(hù)采用的是噴射混凝土臨時(shí)支護(hù)，噴射混凝土臨時(shí)支護(hù)施工簡(jiǎn)便快速，作業(yè)人員進(jìn)行操作是在爆破后沒(méi)有運(yùn)出的矸石堆上進(jìn)行的，不管是噴砂漿作業(yè)還是加錨桿和金屬網(wǎng)進(jìn)行綜合支護(hù)，施工都更簡(jiǎn)便，效率更高。

井筒的永久支護(hù)采用的是整體現(xiàn)澆混凝土井壁，施工工序?yàn)橄攘⒛０搴鬂仓?。立模板時(shí)嚴(yán)格按照井筒設(shè)計(jì)的內(nèi)徑要求執(zhí)行，然后將地面攪拌好的混凝土送至澆灌位置澆筑而成。這種采用機(jī)械化施工的永久支護(hù)井壁穩(wěn)定性好，成型規(guī)整。

3 立井井筒施工過(guò)程中的裝備綜合機(jī)械化

井筒施工裝備的綜合機(jī)械化程度，一方面要考慮井筒施工過(guò)程中各工序之間銜接與配合的需求，另一方面也要考慮施工人員操作的要求，所有人員安全的要求。此外，還需要兼顧下面的這些因素：1)井筒施工過(guò)程中鑿井、開(kāi)巷、井筒永久支護(hù)不同施工時(shí)期各設(shè)備利用的合理性，盡可能的避免重復(fù)工程冗余工程量；2)井口地面附近大型設(shè)備的安裝要 與井下其他設(shè)備的安裝布置綜合進(jìn)行考慮，相鄰井筒的施工問(wèn)題同時(shí)也要一并考慮，提高綜合施工效率；3)機(jī)械設(shè)備和施工人員之間要保持足夠的安全距離，這些距離必須滿(mǎn)足《煤炭安全規(guī)程》和《井巷工程施工驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定；4)不同機(jī)械設(shè)備的布置要保證結(jié)構(gòu)合理，臨時(shí)構(gòu)筑物的設(shè)置位置與安放不得妨礙永久構(gòu)筑物的施工。

考慮到新陽(yáng)煤礦水文地質(zhì)條件以及改擴(kuò)建設(shè)計(jì)立井工程質(zhì)量要求，同時(shí)滿(mǎn)足施工工藝、各配套機(jī)械設(shè)備合理正常的運(yùn)轉(zhuǎn)、設(shè)備使用的安全性、設(shè)備生產(chǎn)能力合理有效發(fā)揮的要求。井筒掘進(jìn)鉆眼爆破采用SJZ6.9型傘鉆打眼，中深孔光面爆破。兩套單鉤提升，主提為2JKZ-3.6/13.23型礦井提升機(jī)，副提JKZ-3.2×3/18.4型礦井提升機(jī)，吊桶分別采用5 m3，4 m3座鉤式吊桶。井架采用V形鋼管井架，HZ-6B中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)，砌壁采用金屬整體下移式模板，有效段高4 m，輸送混凝土采用3 m3底卸式吊桶。

4 爆破參數(shù)優(yōu)化

井筒施工掘進(jìn)的爆破參數(shù)主要有掏槽形式、裝藥結(jié)構(gòu)。光面爆破技術(shù)可以達(dá)到保證井筒成型規(guī)整,減少周邊圍巖破壞的效果[1]。新陽(yáng)煤礦立井井筒掘進(jìn)采用光面爆破技術(shù)，光面爆破炮眼的打眼施工鉆具采用的是SJZ6.9型6臂傘鉆。裝藥結(jié)構(gòu)在正?；鶐r段進(jìn)行爆破施工時(shí)，采用反向裝藥結(jié)構(gòu)，起爆方式采用的是電雷管起爆，炸藥選用二級(jí)水膠炸藥。如果遇到含瓦斯地質(zhì)構(gòu)造帶或煤層時(shí)，裝藥結(jié)構(gòu)就不能采用反向裝藥而改用正向裝藥結(jié)構(gòu)，起爆用雷管采用毫秒延期電雷管起爆，炸藥也改用為三級(jí)水膠炸藥。

表1 回風(fēng)立井井筒爆破參數(shù)表

表2 井筒預(yù)期爆破效果表

新陽(yáng)煤礦立井井筒爆破圖表根據(jù)f=6～8的巖石等級(jí)而編制，炮眼深度4.2 m，炮眼利用率按90%計(jì)，循環(huán)進(jìn)尺為3.8 m。采用一二階直眼掏槽方式，單位原巖炸藥消耗量小于2.3 kg/m3控制。選用水膠炸藥，規(guī)格為φ45×400 mm，每卷重0.8 kg，按照這些技術(shù)參數(shù)依據(jù)，進(jìn)行計(jì)算各炮眼的裝藥量。裝藥結(jié)構(gòu)按照正?；鶐r段的裝藥結(jié)構(gòu)考慮，為連續(xù)偶合裝藥，反向爆破，聯(lián)線方式為大并聯(lián)。當(dāng)施工工作面的巖性發(fā)生變化，出現(xiàn)了f<6的巖層時(shí)(像遇到煤層、泥巖等情況)，可以將2圈～5圈炮眼間距增加50 mm～100 mm，當(dāng)工作面巖層出現(xiàn)了f>8的巖層時(shí)，可以將2圈～5圈炮眼間距縮小50 mm～100 mm。

其中井筒爆破參數(shù)表與井筒預(yù)期爆破效果表見(jiàn)表1，表2。

5 結(jié)語(yǔ)

1)大斷面立井井筒施工過(guò)程中，大型綜合機(jī)械化設(shè)備的優(yōu)化選型不僅會(huì)大大減輕一線工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且能夠縮短立井井筒的施工工期，降低工程成本，取得了明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

2)實(shí)現(xiàn)了新陽(yáng)煤礦大斷面立井井筒施工過(guò)程中的爆破參數(shù)優(yōu)化，一方面可以提高井筒掘進(jìn)斷面的工程質(zhì)量，避免超挖欠挖現(xiàn)象的發(fā)生，大大減少了輔助作業(yè)的工程量。另一方面，也可以充分發(fā)揮大型鑿井設(shè)備的生產(chǎn)能力，縮短了施工作業(yè)時(shí)間提高了施工速度，因此它的應(yīng)用前景非常廣闊。

[1] 李智淵,陳燦亭,何振偉.立井井筒快速施工技術(shù)[J].科技信息,2008(27):26-28.

[2] 許興玉,丁養(yǎng)紅.立井井筒機(jī)械化配套優(yōu)質(zhì)快速施工[J].建井技術(shù),2004(6):51-54.

[3] 趙士兵,姜建農(nóng).新集風(fēng)井堅(jiān)硬巖石爆破技術(shù)[J].江西煤炭科技,2006(3):21-23.

Fast drilling and blasting construction technology of Xinyang mine shaft-lining with large section

Li Haiquan

(ShanxiFenxiXiangyuanCoalIndustryCo.,Ltd,Liulin033313,China)

Combining with the engineering general situation of Xinyang coal mine, this paper introduced the construction and support scheme of mine shaft, illustrated the used mechanical equipment and blasting parameters optimization measures in shaft construction process, gained the target to reduce the construction cost, shorten the construction period.

coal mine, shaft, construction equipment, blasting parameter

1009-6825(2016)27-0103-02

2016-07-19

李海泉(1970- )，男，工程師

TD263

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