羅河鐵礦復(fù)雜富水地層立井延深關(guān)鍵技術(shù)

董亞寧，葛洪亮，肖松麗，夏 儼

（安徽馬鋼羅河礦業(yè)有限責(zé)任公司 安徽合肥 231500）

羅河鐵礦措施井井口標高+44 m，井筒凈直徑5 m，井深615.2 m，井頸段采用鋼筋混凝土支護，井筒基巖段采用350 mm厚C30素混凝土支護。井筒在-508 m、-530 m、-560 m分別由馬頭門與分層平巷連接，其中-508 m、-530 m水平為單向馬頭門。該井筒2006年9月開工，2008年5月竣工，因羅河鐵礦一期500萬t/a擴能工程需要，現(xiàn)將井筒延深62 m，開拓至-620 m水平，延深段井壁采用350 mm厚C30素混凝土支護。

1 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)

羅河鐵礦措施井地質(zhì)及水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜。措施井位于礦區(qū)中偏東部位的礦床12勘探線剖面和IV縱剖面，所揭露巖體的穩(wěn)固性為中等穩(wěn)固，局部破碎。在-154 m處通過F205斷裂，切割距離近22 m左右。該斷層屬于礦區(qū)北西向斷裂組，斷層走向為NW310°-320°，傾向NE，傾角60°-80°。

結(jié)合距離措施井最近的ZK1312、ZK132-1、ZK910抽水實驗孔資料分析：

措施井所處的地下水等水位線標高為+26 m左右。

措施井所揭穿含水層的頂板標高為-300 m，底板標高為-450 m左右。

ZK1312鉆孔涌水量為484 m3/晝夜；ZK132-1鉆孔涌水量為500 m3/晝夜。

地下水水質(zhì)類型SO42--Ca2+型水，pH值為6.4-7.8之間，地下水的化學(xué)性質(zhì)對鋼材及水泥有一定的腐蝕性。

2 施工方案

2.1 井筒延深段施工

采用短掘短砌混合作業(yè)方式。淺孔光面爆破，掘砌段高3.0 m。

2.1.1 鉆眼爆破

鉆眼選用YT-28式鑿巖機，中心采用楔形掏槽。采用二號巖石乳化炸藥，非電毫秒延期導(dǎo)爆管雷管，反向進行裝藥。起爆方式為塑料導(dǎo)爆管孔內(nèi)毫秒爆破網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)爆管雷管配合導(dǎo)爆管引爆，發(fā)爆器起爆，聯(lián)線方式串、并聯(lián)。基巖段炮眼布置圖見圖1，爆破參數(shù)表見表1。

圖1 基巖段炮眼布置圖

表1 基巖段爆破參數(shù)表

2.1.2 抓巖排矸

利用HZ-4型中心回轉(zhuǎn)抓巖機抓巖，為便于清底，縮短清底時間，采用光底爆破技術(shù)，爆破后工作面實底呈鍋底形狀。井上為座鉤式自動翻矸，矸石經(jīng)溜槽溜到地面，利用排矸車轉(zhuǎn)運至指定地點堆放。

2.1.3 永久支護

采用金屬組合模板砌壁。單層模板有效高度1 m，采用3層模板組合，一次砌壁高度為3 m，當(dāng)掘進段高達到5m時（兩次爆破后），即操平工作面，組裝找正模板后澆筑混凝土。

2.1.4 井筒與馬頭門連接處永久支護

當(dāng)井筒掘進至馬頭門上部2 m位置時，施工井筒與馬頭門連接處混凝土，在馬頭門內(nèi)架設(shè)兩架鋼支架，采用木板作為模板，根據(jù)井筒模板及馬頭門巷道尺寸找出連接處相關(guān)線，固定馬頭門內(nèi)木模板；然后組裝找正井筒金屬組合模板，進行澆筑混凝土；然后隨井筒下掘，按照上述方式進行施工。

2.1.5 工藝流程

安全檢查→施工準備→全斷面打眼→裝藥、連線→放炮、通風(fēng)→排矸→安全檢查→全斷面打眼→裝藥、連線→放炮、通風(fēng)→安全檢查→找平→穩(wěn)設(shè)鋼模板→澆筑混凝土→排矸。

2.2 與井筒連接工程（馬頭門）的施工

與井筒相連接的工程主要為-600 m、-620 m馬頭門。馬頭門設(shè)計為錨網(wǎng)噴支護形式。即在井筒掘進過程中，按照施工圖紙工程量，適當(dāng)選擇施工段高一并掘出相關(guān)工程全斷面，并把井筒超前掘出一茬炮的距離。當(dāng)井筒掘至馬頭門上部2 m位置時，做好上部井筒的永久支護工作，然后隨井筒下掘，采用下行分層交叉作業(yè)的施工方法，兩側(cè)交替掘進，掘進矸石排入超前井筒內(nèi)，由抓巖機裝入吊桶提升上井。

2.3 井筒防治水施工

井筒掘砌過程中，涌水來源主要包括井壁淋水、荒徑巖幫出水以及迎頭涌水。掘砌時應(yīng)采用防水、截水、排水及堵水等措施進行防水治理。

防水：井筒掘砌至含水層3 m-5 m，打探水鉆孔，進行排水。當(dāng)涌水量超過10 m3/h時，進行工作面注漿，當(dāng)注漿液強度達到要求后方可繼續(xù)掘進。

截水：針對少量井壁淋水，安裝截水槽，用塑料軟管將截水槽內(nèi)井壁鄰水導(dǎo)至井底排出。

排水：針對少量井筒涌水，用風(fēng)動隔膜泵直接排至吊桶內(nèi)提升至措施井井筒外，或排入吊盤水箱中再用排水泵排至-560 m。

堵水：對井壁出水點采用吊盤進行注漿封堵。井筒落底后，若井筒涌水量大于6 m3/h，進行一次全井筒壁后注漿（注漿長度為62 m）。

3 效果及結(jié)論

采用短掘短砌混合作業(yè)方式，掘砌段高3.0 m，淺孔光面爆破效果好，井筒延伸掘砌效率高。

防水、截水、排水及堵水等防治水措施合理，可確保井筒安全掘砌。