新集矿西风井快速施工.doc

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1、新集矿西风井快速施工朱庆光　赵久良　潘怀南　王世英　　摘　要　新集矿西风井工程包括井筒和扇风机道两部分，通过采用素混凝土井壁、井筒施工机械化配套、风道冻结法施工3项措施，456.5m深的井筒和26.4m风道建井纯工期仅7个月，取得良好的技术经济效益。介绍了施工情况及主要技术措施。　　关键词　井筒　快速施工　施工机械化配套　风道冻结法施工　素混凝土井壁　　新集矿西风井是该矿的续建工程，是保证新集矿由年产0.9Mt提高到4.5Mt的重点工程。该工程包括井筒和风道两部分。井筒净径φ5.5m，全深456.5m。井筒表土段厚190.85m，基岩风化带厚37.83m；采用长短腿差异冻结法施工，冻

2、结深度为230m/246m。非冻结基岩段为片麻岩，岩石坚硬，普氏系数f=14～16。　　扇风机风道与井筒相通，从井筒中心线到风道地表第1个沉降缝的水平距离为27.361m，其立面呈倾斜状，由两段圆弧和1段直线组成。风道横断面为方形，净宽4m，净高4.2m。支护形式为双层钢筋混凝土，设计混凝土强度等级为C30，顶板混凝土厚300mm，两墙混凝土厚500mm，底板为厚200mm混凝土垫层和厚300mm钢筋混凝土。　　西风井井口绝对标高为+26.5m，风道与井筒相交的设计位置在绝对标高+26.5～+15.3m之间。根据地质柱状图，在绝对标高+22.9～+18.9m间有4m厚的流砂层，该层为

3、主要含水层，正好在风道范围之内。风道结构见图1。图1　风道结构示意1　井筒施工机械化配套1.1　掘进　　冻结表土段采用YT24型风动凿岩机改制的高效风铲掘冻土，人工装土。冻结基岩段采用炮掘，使用一字形合金钎头和中空六角合金钢钎，钎头直径42mm。使用T200型岩石水胶炸药，1～5段电磁雷管和专用高频发爆器。装岩采用0.4m3长绳悬吊抓岩机。　　非冻结基岩段掘进前，采用工作面探水注浆。打钻采用SGZ-IA型钻机配XH-IR型潜孔锤，95mm钻头和50mm地质钻杆；这套钻具在硬岩中钻进速度快，操作简单。选用HFV-C型日本产注浆机。1.2　排矸　　主钩用XKT-2×3×1.5-20型

4、提升绞车，配2.0m3吊桶；副钩用XKT-2×3×1.5B-20型绞车，配1.5m3吊桶。卸矸摇台用两台2.2kW回柱绞车通过1根通绳牵引，使得摇台起落均匀。卸矸溜槽闸门用两台风动开闭器控制。井盖门启合使用2.2kW回柱绞车通过无极绳配平衡。地面由两辆5t自卸翻斗汽车排矸。这套排矸系统方便耐用，确保了掘进排矸顺畅。1.3　筑壁　　新集矿西风井大多应用“冻结井素混凝土井壁的研究与应用”课题(1989年列为原煤炭部科学技术项目，编号：89—332)研究成果，井壁除在井颈部位、特殊粘土层段保留设计钢筋外，其余均采用素混凝土井壁。冻结段井壁为双层现浇素混凝土，内外壁厚均为450mm，中间为单

5、层油毡。基岩段为厚450mm的单层素混凝土井壁。井壁设计混凝土强度等级为C25～C35。　　采用大流态混凝土筑壁，混凝土坍落度为16～18cm。地面混凝土搅拌系统如图2所示。黄沙、石子分别由皮带输送机输送到计量站，经自动计量后卸入搅拌机上料斗中；人工向料斗中投放水泥(按袋计量)和NF减水剂(以容器计量)；水用计时继电器计量，冬天施工时采用电热管配温控器将水加热。搅拌好的混凝土由溜槽直接溜入吊挂于井筒中的φ159mm×5mm的溜灰管中，通过溜灰管输送入模。采用此机械化流水线，特别是采用溜灰管输送混凝土新技术，保证了混凝土拌制、输送、浇注的连续性及混凝土的质量，大大加快了筑壁速度。图2　

6、地面混凝土搅拌系统示意1—骨料挡墙；2—黄砂漏斗；3—石子漏斗；4—皮带机；5—计量斗；6—搅拌机上料斗；7—搅拌机上料滑道；8—卧式搅拌机(JS-350型水平双卧轴强制式)；9—混凝土溜槽；10—混凝土下料管2　风道地表以下部分的施工2.1　施工方案选择　　由于西风井风道地表以下部分穿过4m厚的含水流砂层，若采用大揭盖施工，需要设置吸水小井进行井点降水，施工工艺复杂。根据新集矿区其它几个类似风道施工的教训，这种施工法既占用建井总工期，又危及井架的安全。经反复研究，决定对风道地表以下部分采用局部冻结法施工。2.2　冻结设计　　根据风道所穿过的地层情况和风道的设计形状，确定冻结范围为距

7、井中水平距离20.3m的这段风道。其冻结深度定为15m，穿过流砂层进入稳定粘土7.4m。在累深3，5和11m三个位置，风道冻结壁厚度分别为1.5，2.5和4m。风道冻结设计参数如下：　　风道净宽/m　　　　　　　　　　4.0　　风道掘进宽度/m　　　　　　　　5.04　　风道两墙冻结管距离/m　　　　　6.0　　冻结孔深度/m　　　　　　　　　15.0　　冻结孔数/个　　　　　　　　　　42　　冻结孔开孔间距/m　　　　　　　1.2　　冻结壁温度/℃