深厚表土层井筒建设工程进度影响因素研究

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1、深厚表土层井筒建设工程进度影响因素研究　　【摘要】煤矿建设工程是煤矿企业的基础，而井筒是矿井的咽喉，是矿井建设工程的重要部分。本论文结合井筒建设的具体实践，对井筒建设工程的质量进行控制，并在保证质量的基础上提高建井速度。从而为新建矿井的建设提供参考依据，实现优质高效建井的目标。【关键词】深厚表土层；井筒建设；影响因素；控制方法引言煤矿井筒在建设过程中施工条件复杂，工程技术要求高，受地质、水文等众多因素的影响，工程质量瑕疵和建设速度缓慢是井筒建设中的常见问题。由于建井时间长，工程建设进度难以准确估计，设计依据的地质情况经常与估计的不符，因而影响井筒的掘进速度和

2、工程量。如何提高井筒工程建设速度，成为新建矿井过程中的关键问题。本文总结了设计施工方面对建井速度的影响因素，并以某矿为例，探讨了矿建设计方案的选择，并提出施工技术的改进措施。1设计施工对建井速度影响因素1.1施工技术7先进的冻结技术为快速施工奠定基础。虽然我国是采用地层冻结法凿井穿过含水层和不稳定的松散层最多的国家之一，但是由于黄淮地区表土层厚达400m～700m，采用冻结法施工建井穿过深厚土层，在冻结技术方面将面临世界性难题。同时根据以往冻结法成井穿过厚表土层的施工经验，在厚层粘土段，特别是在深部含水量低、具膨胀性的厚第三系粘土层段，由于其中的水大都为吸附

3、结合水，冻点低，冻土强度低，该段井筒施工时，常发生冻结管断裂，开挖时冻结井壁位移大。1.2冻结质量井筒的冻结质量对建井进度也有很大影响。以前冻结井开挖时间，以水文观测孔内的水位有规律上升并溢出孔口，确认冻结壁己经交圈后即可开挖。但过早开挖，会造成冻土墙未进入荒径，易发生片帮。随着冻结深度的加大，在深部厚粘土层中冻结管断管事故明显增多。断管严重危及工程安全，甚至导致工程失败，严重阻碍了井筒的建设进度。因此，如何保证井筒冻结质量，成为提高建井速度的一个重要问题。1.3设计方案7矿井设计方案直接关系施工的速度，为缩短工期，减轻企业的还贷压力，矿井建设，尤其是保障井

4、筒建设速度最为重要。立井井筒工程量一般只占整个井巷工程量的2%～3%左右，但施工期一般要占矿井建设周期的40%～50%，工程施工时间比较长，所占比例较大，建设速度较慢，这也是整个矿井建设工程速度上不去的重要原因之一，因此矿井设计方案的选取对建井速度有重大影响。2矿建设计方案优选设计方案的选择直接关系矿井建设的速度和企业效益。地质条件越复杂，在井筒建设工程中所采用的技术和施工工艺要求就越高，矿井设计方案就要越慎重。针对黄淮矿区表土层厚，矿井井筒松散层厚度大且含有大量的强膨胀性钙质粘土层等特点，容易导致施工方案变更。以该矿为例，该矿井表土深度582.7m，冻结深

5、度702m；井筒冻结表土段最大荒径为11.3m，该矿在2006年7月22日主井井筒施工至685m进行冻结段套壁施工，后来因变更施工方案，掘进单位在2006年7月22日开始探水注浆施工，为加强该井壁结构的设计管理，大致可以做出3类6个方案进行比较。（1）方案一：采用铸铁丘宾块复合井壁，内外井壁厚度均约500mm，中间加塑料薄板，铸铁丘宾块用于内层井壁下部地压大的地段，混凝土强度等级最高为C60；（2）方案二：采用钢板混凝土复合井壁，内外井壁结构尺寸与方案一基本相同，不同处是用M16n钢板代替铸铁丘宾块；（3）方案三：采用高强度混凝土等厚断面结构，内外壁之间夹l

6、00mm厚沥青缓冲层，混凝土最高强度等级为C60；7（4）方案四：断面结构同方案三，混凝土最高强度等级为C70；（5）方案五：采用高强度混凝土变断面结构形式，双层井壁中间夹有塑料薄板，外壁混凝土最高强度等级为C45，内壁馄凝土最高强度等级为C50；（6）方案六：井壁结构形式与方案五相同，但混凝土最高强度等级不同，外壁最高强度等级为C50，内壁内壁混凝土最高强度等级为C70；经过技术经济比较，一、二方案施工难度较大，投资高，三、四方案掘砌工程量大。考虑到目前的施工工艺和技术，为确保矿区矿井的井筒能安全施工，确定采用方案五。从而在建井过程中避免了冻结法施工井筒过

7、强膨胀性钙质粘土层时冻结管断裂事故的发生，在深厚表土井筒冻结法施工中创造了很好的成绩。3施工技术改进3.1技术总体思路深表土冻结井筒的施工，如果冻结段采用常规的风镐与抓岩机配套的掘进方法，将会因施工速度上不去而造成过多的冻土进入荒径，并且施工速度越慢冻土进入荒径的越多甚至冻实，形成恶性循环，因此选择有效的冻土挖掘和破碎方法是提高冻结段施工速度的有效途径。借鉴地面土石方工程中利用挖掘机挖（装）土和破碎硅的成功经验，经过论证，确定选择美国进口CX55B型挖掘机用于井下冻土的掘进施工，技术上是可行的。73.2配套掘进技术核心小型挖掘机（CX55B型）放置在井下工作

8、面，通过履带式行走机构在工作面移位，利用动臂操作挖斗