新陽煤礦大斷面立井快速施工

李 海 泉

(山西汾西香源煤業有限責任公司，山西 柳林 033313)

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新陽煤礦大斷面立井快速施工

李 海 泉

(山西汾西香源煤業有限責任公司，山西 柳林 033313)

結合新陽煤礦的工程概況，介紹了該煤礦立井井筒的施工及支護方案，闡述了立井井筒施工過程中所用的機械設備與爆破參數優化措施，達到了降低施工成本、縮短施工工期的目標。

煤礦，井筒，施工裝備，爆破參數

1 井筒施工工程概況

新陽煤礦是隸屬于汾西礦業集團有限責任公司的一個礦井。原礦井設計生產能力為120萬t，之后經國家發改委批準立項，開始按照300萬t改擴建設計進行下組煤改造。礦井改擴建后，礦井開拓方式為主斜井、副斜井、副立井聯合開拓。為不影響礦井其他工程的整體施工進展情況，提高副立井的井筒施工速度，早日實現副立井的通風與材料運輸能力，就成為礦井改擴建施工期間的主要環節。

對于大斷面立井井筒的快速高效施工，主要的關鍵因素有井筒斷面掘進過程中的深孔光面爆破技術和掘進過程中機械設備使用的現代化程度，這兩個因素直接影響井筒施工的速度，機械化程度越高，光面爆破的效果越好，施工的速度就越快，當然施工過程中的組織管理及部門配合等因素，也會在一定程度上影響井筒施工的速度。

新陽煤礦地質條件較為復雜，立井在施工過程中穿過的巖層以砂質泥巖、泥巖、砂巖為主，圍巖極不穩定，因此對立井施工過程中實現快速施工影響非常大。

本文就立井井筒施工實踐中有利于快速施工的一些問題進行了探討，包括井筒斷面掘進過程中的深孔光面爆破技術和掘進過程中現代化機械設備情況，并在工程實踐中實現了快速施工的目標，使得礦井的改擴建工期大大的縮短，技術經濟效益得到了明顯地提高。

2 立井井筒施工方案

2.1 井筒施工方案

根據新陽煤礦300萬t改擴建設計確定的立井井筒的坐標位置，結合井筒的圍巖性質以及礦井現有的技術設備情況，選擇立井施工的最終施工方案為采用機械化配套裝備、掘、砌混合作業。掘、砌混合作業的施工作業方式與傳統的短段單行作業的不同之處在于短段單行作業是掘、砌工序順序進行；而混合作業掘、砌工序不是嚴格的順序進行，施工過程中，可以利用模板澆灌混凝土達1 m高左右的時候，同時進行裝巖出渣作業，提高時間利用率。待井壁澆筑工序結束之后，施工工序也結束混合作業即轉為單獨作業進行施工，依次往復循環。

2.2 井筒支護

井筒施工從井口向下進行施工作業，當向下施工一定距離之后，進入永久支護作業階段，井筒的永久支護要達到以防止井筒圍巖壓力作用對井筒的破壞和井筒壁裸露巖石的風化破壞，同時可以固定井筒需要安裝的設施裝備。根據井筒穿過巖層的巖層地質條件、井筒施工的作業方式以及施工的機械化程度，確定臨時支護在掘進過程中根據巖幫穩定情況及時進行臨時支護，確保施工作業面人員設備的安全，在掘進施工兩個循環后，砌筑永久井壁。臨時支護采用的是噴射混凝土臨時支護，噴射混凝土臨時支護施工簡便快速，作業人員進行操作是在爆破后沒有運出的矸石堆上進行的，不管是噴砂漿作業還是加錨桿和金屬網進行綜合支護，施工都更簡便，效率更高。

井筒的永久支護采用的是整體現澆混凝土井壁，施工工序為先立模板后澆筑。立模板時嚴格按照井筒設計的內徑要求執行，然后將地面攪拌好的混凝土送至澆灌位置澆筑而成。這種采用機械化施工的永久支護井壁穩定性好，成型規整。

3 立井井筒施工過程中的裝備綜合機械化

井筒施工裝備的綜合機械化程度，一方面要考慮井筒施工過程中各工序之間銜接與配合的需求，另一方面也要考慮施工人員操作的要求，所有人員安全的要求。此外，還需要兼顧下面的這些因素：1)井筒施工過程中鑿井、開巷、井筒永久支護不同施工時期各設備利用的合理性，盡可能的避免重復工程冗余工程量；2)井口地面附近大型設備的安裝要 與井下其他設備的安裝布置綜合進行考慮，相鄰井筒的施工問題同時也要一并考慮，提高綜合施工效率；3)機械設備和施工人員之間要保持足夠的安全距離，這些距離必須滿足《煤炭安全規程》和《井巷工程施工驗收規范》規定；4)不同機械設備的布置要保證結構合理，臨時構筑物的設置位置與安放不得妨礙永久構筑物的施工。

考慮到新陽煤礦水文地質條件以及改擴建設計立井工程質量要求，同時滿足施工工藝、各配套機械設備合理正常的運轉、設備使用的安全性、設備生產能力合理有效發揮的要求。井筒掘進鉆眼爆破采用SJZ6.9型傘鉆打眼，中深孔光面爆破。兩套單鉤提升，主提為2JKZ-3.6/13.23型礦井提升機，副提JKZ-3.2×3/18.4型礦井提升機，吊桶分別采用5 m3，4 m3座鉤式吊桶。井架采用V形鋼管井架，HZ-6B中心回轉抓巖機，砌壁采用金屬整體下移式模板，有效段高4 m，輸送混凝土采用3 m3底卸式吊桶。

4 爆破參數優化

井筒施工掘進的爆破參數主要有掏槽形式、裝藥結構。光面爆破技術可以達到保證井筒成型規整,減少周邊圍巖破壞的效果[1]。新陽煤礦立井井筒掘進采用光面爆破技術，光面爆破炮眼的打眼施工鉆具采用的是SJZ6.9型6臂傘鉆。裝藥結構在正常基巖段進行爆破施工時，采用反向裝藥結構，起爆方式采用的是電雷管起爆，炸藥選用二級水膠炸藥。如果遇到含瓦斯地質構造帶或煤層時，裝藥結構就不能采用反向裝藥而改用正向裝藥結構，起爆用雷管采用毫秒延期電雷管起爆，炸藥也改用為三級水膠炸藥。

表1 回風立井井筒爆破參數表

表2 井筒預期爆破效果表

新陽煤礦立井井筒爆破圖表根據f=6～8的巖石等級而編制，炮眼深度4.2 m，炮眼利用率按90%計，循環進尺為3.8 m。采用一二階直眼掏槽方式，單位原巖炸藥消耗量小于2.3 kg/m3控制。選用水膠炸藥，規格為φ45×400 mm，每卷重0.8 kg，按照這些技術參數依據，進行計算各炮眼的裝藥量。裝藥結構按照正常基巖段的裝藥結構考慮，為連續偶合裝藥，反向爆破，聯線方式為大并聯。當施工工作面的巖性發生變化，出現了f<6的巖層時(像遇到煤層、泥巖等情況)，可以將2圈～5圈炮眼間距增加50 mm～100 mm，當工作面巖層出現了f>8的巖層時，可以將2圈～5圈炮眼間距縮小50 mm～100 mm。

其中井筒爆破參數表與井筒預期爆破效果表見表1，表2。

5 結語

1)大斷面立井井筒施工過程中，大型綜合機械化設備的優化選型不僅會大大減輕一線工人的勞動強度，而且能夠縮短立井井筒的施工工期，降低工程成本，取得了明顯的技術經濟效益。

2)實現了新陽煤礦大斷面立井井筒施工過程中的爆破參數優化，一方面可以提高井筒掘進斷面的工程質量，避免超挖欠挖現象的發生，大大減少了輔助作業的工程量。另一方面，也可以充分發揮大型鑿井設備的生產能力，縮短了施工作業時間提高了施工速度，因此它的應用前景非常廣闊。

[1] 李智淵,陳燦亭,何振偉.立井井筒快速施工技術[J].科技信息,2008(27):26-28.

[2] 許興玉,丁養紅.立井井筒機械化配套優質快速施工[J].建井技術,2004(6):51-54.

[3] 趙士兵,姜建農.新集風井堅硬巖石爆破技術[J].江西煤炭科技,2006(3):21-23.

Fast drilling and blasting construction technology of Xinyang mine shaft-lining with large section

Li Haiquan

(ShanxiFenxiXiangyuanCoalIndustryCo.,Ltd,Liulin033313,China)

Combining with the engineering general situation of Xinyang coal mine, this paper introduced the construction and support scheme of mine shaft, illustrated the used mechanical equipment and blasting parameters optimization measures in shaft construction process, gained the target to reduce the construction cost, shorten the construction period.

coal mine, shaft, construction equipment, blasting parameter

1009-6825(2016)27-0103-02

2016-07-19

李海泉(1970- )，男，工程師

TD263

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