风井井筒过巨厚粘土层施工方案探析

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1、风井井筒过巨厚粘土层施工方案探析摘要本文以杨村煤矿为例做分析，杨村煤矿风井井筒采用冻结法施工，冻结深度达800m。因粘土存在蠕变量大、遇水易膨胀、冻土发展速度慢等特点，在井筒施工中极易发生冻结管断裂事故，冻结管一旦发生断裂，冻结管内盐水和循环盐水渗入土体，不仅会影响冻结效果，同时也会造成粘土蠕变继续增大，给风井井筒下步施工造成很大技术难题。本文简要介绍了杨村煤矿风井巨厚粘土层复杂的技术特性，并结合风井实际情况，在保证工程质量和施工安全的前提下，提出了一系列快速通过粘土层的方法和措施。关键词巨厚粘土层；冻结；蠕变；井帮中图分类号TD8

2、2文献标识码A文章编号1674-6708(2013)96-0152-021工程概况4巨厚粘土层施工方案4.1加强冻结、科学预测冻结效果的好与坏直接关系到粘土层能否顺利通过。风井按照实际情况合理调配冻结机组，本着'‘强化外排孔及内排孔冻结、维持中排孔冻结、控制防片孔冻结”的冻结理念,根据粘土层掘砌施工进度，及时调整内排孔的供冷量。风井在粘土层揭露前，冻结单位对430m关键层位进行了科学计算、分析，冻结壁有效厚度9.89m,冻结壁平均温度-22.9m,预计井帮温度-8.1°C,实测井帮温度东-9.5°C.西-9.4°C、南-8.5°C、

3、北-8.7°C,为粘土层施工提供了冻结技术指导。4.2加强冻结孔保护巨厚粘土层段井筒设计荒径12.256m,井帮距离外防冻结孔距离最小仅为0.5m,为避免在刷帮过程中因作业人员操作失误，造成冻结管被风镐击穿事故的发生，在每模井壁施工前，冻结单位参照冻结孔偏斜轨迹图对防片孔位置进行了明显标记，并与凿井单位进行了相关技术交底，杜绝了冻结管被击穿事故的发生。4.3合理控制段高4.4加强井帮温度、位移、底鼓数据监测井帮位移、底鼓数据监测是对冻结效果检验的一项重要方式，风井在巨厚粘土层施工期间，严格监测井帮位移量和底鼓量变化，加强监测频率和测

4、点保护工作，尽可能延长井帮位移和底鼓监测时间，第一时间分析位移量和底鼓量变化趋势，用实测数据为下步施工提供依据。风井在粘土层施工中，实测井帮最大位移量20mm,最大底鼓量96mm,符合相关技术要求。4.5合理设计使用泡沫板泡沫板在使用前，安排有资质的检测单位对其出厂性能进行了检测。泡沫板铺设严格按照接缝严密要求，并采用长度为150mm的铁钉固定牢固。4.6采用混合作业方式为提高掘进机械化效率，缩短粘土装罐的时间，粘土段采用了混合作业方式，使用凯斯CX75SR液压挖掘机挖掘圈内土，风镐和高效风铲刷帮、修边，凯斯CX75SR液压挖掘机和

5、HZ-4中心回转式抓岩机装罐。施工时先挖取中间罐窝,再挖四周土层，最后人工刷帮至设计尺寸，确切有效提高了掘进速度。4.7开挖超前小井巨厚粘土层揭露前，首先利用挖机在井中开挖1个深5、直径6m的超前小井，有效释放了粘土压力。待小井横向位移和底鼓量趋于相对稳定后，在四个方向分别开挖宽2m、深1.5m的测温槽，第一时间掌握了井帮温度，为粘土层施工及时提供技术分析资料。4.8改进下料方式风井井口原先下料采用卸料台配合轨道施工，为节省混凝土浇筑时间，风井改进下料方式，混凝土通过运输皮带直接进入底卸式吊桶，打灰时间节约了1/3,方便了作业人员操

6、作，同时也消除了人员在推车过程中带来的安全隐患。4.9优化劳动组织实行专业工种“滚班制”作业制，定班定量完成施工任务，每个班再进行定岗、定人、定位分工。通过明确分工和奖惩制度，充分调动了整个施工队伍的积极性，实现了精心组织、快速施工。为加强组织管理，每班安排项目副经理以上人员1名井下带班，有效提高了施工速度。5结语杨村煤矿风井在巨厚粘土层外壁施工中，釆取了加强冻结、勤观测数据、提高施工进度等方法，严格人、机、物管理，确保了井壁施工质量，杨村煤矿风井正是由于科学组织得力，未出现一起冻结管断裂事故，为我国立井井筒顺利通过巨厚粘土层提供了

7、一个成功实例。参考文献[1]李云峰•大口径瓦斯排放井施工技术[A].河南省地质调查与研究通报2007年卷（下册）[C],2007.[2]徐长磊，过曾明•封水注浆技术在某钾盐矿斜坡道中的应用[A1.2010中国矿业科技大会论文集[C],2010.[3]丁振宇，周兴旺，左永江.钻一注平行作业关键技术研究[A].第七次煤炭科学技术大会文集（上册）[C],2011.[4]刘永健.浅谈中小断面岩巷掘进机械化作业线[A].创新推动新型煤炭工业体系建设和安全健康发展——2010年湘赣皖闽苏等多省（市）煤炭学会学术交流暨湖南省煤炭科技论坛论文集[C

8、],2010.