大直徑深立井快速施工工藝

摘要：潘一礦東區回風立井井筒累深872.3m，井筒凈徑?準8.0m，為大直徑深立井。施工中采用了大型傘鉆打眼，深孔光面鍋底爆破，2臺中心回轉式抓巖機裝巖，大提升機、大吊桶提升，整體金屬大模板砌筑混凝土，掘砌“滾班制”作業等立井施工機械化作業線。創造了10個月井筒安全到底，工程質量優良，安全無事故的好成績。

關鍵詞：大直徑深井 機械化作業線 快速施工

立井井筒施工技術復雜、環境惡劣、作業場所狹小，雖然其工程量只占全礦井井巷工程量的3%~5%，但施工工期卻占到全礦井建設總工期的35%~40%[1]。故大直徑深立井施工技術和機械化配套工藝，已成為迫切需求。

1 工程概況

潘一礦東區設計規模3.0Mt/a，由主井、副井、第二副井、風井組成。其中風井立井井筒直徑8.0m，凍結深度269m，井筒全深872.3m。風井井筒穿過新生界第四系地層和煤系地層的上、中部，F32大斷層從井筒區穿過，井筒水文地質條件復雜。風井井筒于2008年7月1日開工，施工時合理組織，科學管理，精心施工，創造了10個月井筒安全到底的好成績。

2 凍結段機械化配套工藝

凍結法是我國施工深厚表土層井筒的主要方法[2]。井筒凍結的施工工藝，取決于先進施工機械的應用，而合理的機械化配套是發揮先進施工機械的保證[3]。

2.1 凍土掘砌

凍土掘砌筑段，井筒中布置2臺HZ-6型抓巖機裝罐、2臺CX-55B挖掘機破土，配以風鏟、氣動破碎機刷幫。采用人工掛鉤翻矸，ZL-50裝載機、10T自卸汽車排土。采用JKZ-3.6/15.5絞車掛5.0m3吊桶作為井筒主提升，JKZ-3.2/15.5絞車掛5.4m3吊桶作為副提升。砌壁采用高度為4.0m的MJY液壓金屬整體下行刃角模板澆筑混凝土外壁。砼下放采用DX-3.0m3吊桶，經過分灰器澆入模板，分層振搗，實現掘砌平行作業。

2.2 內壁澆筑

采用液壓滑模砌壁，砼由DX-3.0m3吊桶經過分灰器澆筑入模，由下向上連續澆筑，分層澆筑、振搗。滑模盤高度1.4m，均勻布置12～24組千斤頂，每次滑升速度控制在10~30分鐘以內，以強度滿足滑升、混凝土不粘模板為標準。

2.3 凍結基巖段施工

在凍結基巖段，風鎬、風鏟挖掘困難，采取鉆爆法掘進。FJD-6型傘鉆打眼，防凍巖石乳化炸藥裝藥，地面起爆。堅持光面、光底、弱沖、減震爆破技術。

3 井筒基巖段機械化配套施工工藝

在基巖段施工中，仍采用短段掘砌作業方式，施工時，除繼續采用表土段的機械化配套設施外，重點對爆破進行了研究，真正實現了深孔爆破，確保了快速施工。

3.1 鉆眼爆破

施工中采用了表土段“四大一挖”施工工藝，采用1臺改造的FJD-6型傘鉆，釬桿長度為5700mm，掏槽方式為直眼分段擠壓式，炮眼深度為5500~5700，與高度為4m的模板配套，循環進尺不低于5m。在施工過程中根據工作面巖石軟硬程度，及時調整爆破參數，提高爆破效率。創造了風井基巖段平均月進尺110m的良好成績。井筒基巖段爆破參數見表1。

3.2 出矸系統

在吊桶下方，布置2臺HZ-6型抓巖機，配合小型挖掘機清底，提升設備不變。該機械化系統，包括清底時間，循環出矸時間可以控制在8h左右。

3.3 井筒砌壁

井筒砌壁采用MJY型整體模板砌壁，模板高度4m。集中攪拌站攪拌砼，輸送車將砼運至井口，采用DX-3.0m3吊桶下放至模板。為了提高澆筑質量，加快澆筑速度，采用對稱澆筑。在冬季施工，用熱水攪拌砼，確保砼澆筑時溫度不低于15℃。過含水層時，添加防水劑，以提高井壁防水性能。

4 立井井筒臨時改絞配套施工工藝

立井井筒到底后，在施工方向上，由自上向下施工轉換為水平方向施工；上下的人員和材料需要通過井簡進入平巷；掘進矸石需要由平巷轉入井筒提升；運輸方式轉換為礦車運輸、罐籠或吊桶提升的組合運輸方式；同時工作面大量展開，需要的提升量增加較大[4，5]。所以要縮短建井工期，必須對井筒的提升系統進行改造，在這個環節上實施科學地機械化配套方案。

4.1 改絞方案

主要是將吊桶改變為罐籠提升，以滿足巷道施工需要。改絞后，風井選用井筒施工期間2JK-3.6/15.5絞車結合一對1.5t雙層2車帶防墜器普通金屬罐籠進行提升，以滿足后期工程施工需要。采用8根18X17+FC—32—1770鋼絲繩作為罐道繩，SGY—20型液壓拉緊裝置固定；4根18X7—36—1770（左右各兩根）鋼絲繩作為制動繩。井筒中設置2路?準900mm玻璃鋼風筒，風井井口附近安設三臺FBD—NO7.5/2X45防爆壓入式對旋軸流式風機結合井筒內安設的兩路?準900mm玻璃鋼風筒及通向工作面的膠質軟風筒構成壓入式通風系統；布置?準159mm×4.5mm和?準57mm×3.5mm無縫鋼管個1路，作為壓風及排水管路；另，設置1路HYU2×10通訊電纜，2路MYJV428.7/15KV3×95高壓動力電纜。

4.2 提升絞車選型

改絞后，采用2JK-3.6/15.5提升絞車，卷筒直徑D=3600mm，卷筒寬度BT=1850mm；最大靜張力為200KN，最大靜張力差為180KN。經核算，選用2JK-3.6/15.5主提升絞車滿足要求。

5 結束語

5.1 潘一礦東區風井井筒選用合理的機械化配套方案，創造了大斷面深立井井筒10個月安全到底的好成績。

5.2 施工中由于實行了掘、砌“滾班制”，保障了掘、砌正規循環作業和輔助工作的配合，使掘、砌、運轉三大系統協調一致。

5.3 “四大一挖”機械設備的合理配套，達到了快速出矸清底的目的；可變徑金屬整體模板，實現了一模多用，節省了支模、拆模及上下提升輔助時間，施工安全性和工程質量顯著提高。

5.4 井筒到底后，改絞的機械化合理配套，滿足了后期巷道施工中大量重大裝備的要求。

參考文獻：

[1]張馨.特厚層表土大直徑深立井凍結法施工及關鍵技術研究[J].鐵道建筑技術，2008，(5):59-67.

[2]牛學超，洪伯潛，楊仁樹.煤礦懸浮下沉鉆井井壁筒軸向失穩特性與滑移試驗研究[j].煤炭學報，2008，33(11):1235-1238.

[3]王敏建，崔建井.立井筒表土凍結段施工工法探討[J].煤炭工程，2005，24(01):54-56.

[4]方體利，牛學超.大直徑深井施工機械化的設計與應用[J].中國礦業，2010，19(1):107-110.

[5]徐兵，馬龍，李志剛.淺談劉莊煤礦主井井筒的快速施工[J].煤炭科技，2005，28(2):28-30.