淺述立井過程中的綜合治水與快速施工技術

摘 要：隨著采礦深度要求的加深、挖井技術的不斷發展，使得可以通過凍結、注漿等方法使挖井過程在穿過含水沖積層和含水基巖層變得可行。為了提升防水質量、加快成井的進度及成井質量，下面我們就從對常用的綜合治水方法與快速施工技術進行簡要的闡述。

關鍵詞：立井；快速施工；綜合治水；鉆、注平行施工

隨著采礦深度要求的加深、挖井技術的不斷發展，使得可以通過凍結、注漿等方法使挖井過程在穿過含水沖積層和含水基巖層變得可行。為了提升防水質量、加快成井的進度及成井質量，下面我們就從綜合治水方法和快速施工技術這兩方面做以分析并進行簡要的闡述。

1 立井與立井環境

1.1 立井

立井就是用于鑿井施工的一種垂直井筒。它自上而下可分為井頸、井身和井底，下面我們就對其構造做以簡介。[1]

1.1.1 井頸。井頸就是立井的最上段直接通往地面的部分，其深度通常約為15～20m；而井筒井壁加厚的部分就是井頸的厚度，其壁厚一般約為1.0～1.5m。

1.1.2 井身。井筒中井頸以下直到井底車場的一段井筒叫做井身，井身是井筒的主干部分，常位于基巖之中；如果遇到表土層厚度較大時，井身也可修建在表土層之中。

1.1.3 井底。井底是指立井底部的水平車場以下的部分。提升過卷高度、井底水窩要求和井底裝備是由影響井底深度的主要因素。一般情況下依據立井形式大至有如下規定：罐籠井的井底深度多在10m左右，而箕斗井的井底深度多在35～75m之間。

1.2 立井環境

立井的環境條件復雜，將其可能通過的巖層大致分為平頂山堅硬砂巖層、穩定巖層和軟弱巖層這三類，這三類巖層的硬度是由硬度系數f=10開始逐漸降低的，硬度系數越大，巖石的穩定性就越好，其爆破和鑿井的難度就越大。

2 綜合治水與快速施工技術

為了加快施工人們研究出許多施工方案，但由于在鑿井的過程中往往會接觸到地下水層，為施工增加了難度，這就涉及到了綜合防治水和鉆、注平行作業施工。下面我們就分別對其進行講述。

2.1 綜合治水

綜全治水的目的是為了避免在鑿井過程中直接接觸到地下水層，以增加成井難度。為此人們研究了以采用堵、截、導、排、封等方法來綜合治水，以實現“干打井”的作業環境。采取綜合治水措施可使井筒的滲水、淋涌水封水率達到96%以上。為了在不同巖層均起到較好的封水效果，要做到以下幾點：

2.1.1 當主井的井筒穿過平頂山砂巖層時，可在其穿過該段時進行地面預注漿，其封水率可達到98%以上。

2.1.2 當主井的井筒穿過基巖層時，由于基巖段有許多厚度不大于15m的含水層，且其無水力聯系，故可以采用工作面預留巖帽的方法進行注漿堵水。

2.1.3 對于井筒內壁和巖 上的個別出水點可以采用將水導出的方法使其不對鑿井工作面產生影響。

通過以上方法，加上使用密實混凝土進行封水，可使井筒中的淋涌水減少最低程度，以提供較好的鑿井施工環境。

2.2 常見的立井施工技術

一般情況下，為了減少施工工期，我們通常采用鉆、注平行施工的方法，[2]下面我們就對其略作敘述。

2.2.1 鉆、注平行施工技術

鉆、注平行施工是指在鑿井過程中，當基巖段進入注漿的設計范圍時，使鑿井施工與注漿施工同時進行，以減小地面注漿對鑿井工期的占用。為了使鉆、注平行施工得以實現還要做好以下工作，以解決施工過程的技術和安全問題。

①注漿流竄

在注漿施工過程中，依據施工經驗可知，注入的漿液易在穿過沖積層時通過漿液擴散流竄到鑿井井孔內，易對接下來的鑿井施工和注漿質量造成影響。

②施工干涉

當進行鑿井法施工時，鑿井達到一定深度后會發生振動等現象，這會使在鉆、注平行作業過程中，注漿起始深度與鑿井終止深度重合處的注漿孔產生擾動，易造成注漿孔的破壞，嚴重時可能會造成因無法繼續鑿井施工而停工。因此，在施工過程中要求注漿施工須與鑿井施工保有一定的安全距離。為此我們可以把注漿段分成上、下兩段。上段為直孔段，下段為S型注孔段。由經驗可知，隨著井筒井筒的加深、S型注漿孔段相應的加長，加之S型注漿孔段是縮短工期的主要因素，這就可以將延長S型注漿孔作為加快施工進度的方法。接下來我們就對直孔段和S型注漿孔略作論述。

a.所謂直孔段就是為了使注漿施工與鑿井施工在深度上保有一定的安全距離，給注入的漿液一定的存儲空間，使其不會竄入鑿井的井孔內，而設立的具有一定長度的直孔。直孔段太短起不到防止漿液竄流的作用，太長又會因托長工期而失去了平行作業的初衷，要依現場情況做好直孔段長度的確定工作。

b.在進行S型注漿孔的設計過程中，結合勘測情況，使其在要求的深度開始軌跡變化以進入設計的靶域范圍。一般情況下，普通的S型注漿孔段會與直孔段之間有10～20m深的重合段，當S型注漿孔隨著直孔注漿段在20m的深度內開始增斜、穩斜、降斜和直孔的軌跡變化。在進行注漿孔軌跡的設計過程中，務必要考慮將鑿井段注漿孔與鑿井孔橫向上的距離保持在安全范圍內，同時減小不必要的浪費。

2.2.2 鉆、注平行作業注意事項

在進行鉆、注平行作業時要盡力減少注漿施工的工期，同時要預防、避免鉆、注施工的相互干擾。[3]下面我們就從鉆、注平行施工的時間和空間上分別對其進行分析。

①時間上

必須按照施工工序進行作業，不可隨意變換工序。在進行注漿施工過程中，要先進行基巖直孔段的注漿施工作業，之后方可在沖積層段開始鑿井法和S型注漿的平行施工，最后才可以在基巖段進行鑿井施工。

②空間上

在地面布置S型注漿孔時要注意避開采用鑿井法施工的地面設施，場地布置上不可以相互影響。在進行設施布置時要全面對使用的鉆機尺寸、設置方位、軌道寬度及朝向等因素進行考慮，然后對S型注漿孔的設置進行布置，并繪制相應平面布置圖。

通過上文對綜合治水與快速施工技術希望可以對初學都提供學習方向和參考依據。

參考文獻

[1]洪伯潛.我國深井快速建井新技術[J].煤炭科學技術，2006.

[2]史基盛.特殊鑿井技術新發展[J].安徽科技，2010.

[3]劉敏，肖瑞玲.定向鉆進技術在注漿工程中的應用[M].徐州：中國礦業大學出版社.