王士利 中煤礦山建設(shè)集團(tuán)三十工程處，安徽 宿州 234000

崔木副立井富水礫石層快速施工技術(shù)

王士利 中煤礦山建設(shè)集團(tuán)三十工程處，安徽 宿州 234000

立井施工技術(shù)復(fù)雜，且受地質(zhì)條件變化（井下涌水、地質(zhì)構(gòu)造、巖石特征）的影響大。為加快礦井建設(shè)速度，提高鑿井技術(shù)水平，應(yīng)用新工藝、新設(shè)備來(lái)加快立井施工速度，就具有特別重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文通過(guò)中煤三建三十工程處在陜西崔木煤礦副立井快速通過(guò)白堊系巨厚富水礫石層的成功實(shí)例，總結(jié)了采用普通法通過(guò)礫石含水層的施工關(guān)鍵技術(shù)。

立井；普通法；快速施工；富水礫石層

1.工程概況

陜西永隴能源開(kāi)發(fā)建設(shè)有限責(zé)任公司崔木煤礦位于陜西省麟游縣崔木鎮(zhèn)，屬永隴礦區(qū)東端的北灣—太陽(yáng)寺勘查區(qū)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力4.0Mt/a，采用主、副、風(fēng)三立井開(kāi)拓，三個(gè)井筒位于同一工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)，均采用普通法施工。

副井井筒全深609m，凈直徑8.4m，凈斷面積55.4m2，其中：井筒表土及基巖風(fēng)化帶120m，設(shè)計(jì)為雙層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，壁厚600～750mm；井筒基巖段489m，支護(hù)方式為單層鋼筋混凝土支護(hù)，壁厚500mm；混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C35。

2.地質(zhì)及水文情況

崔木煤礦位于太峪背斜以南、遙遠(yuǎn)背斜以北含煤凹陷區(qū)，井田內(nèi)沉積地層由老到新依次有三疊系中統(tǒng)銅川組、侏羅系、白堊系、上第三系、第四系。

井筒穿過(guò)的主要含水層為：第四系全新統(tǒng)和上更新統(tǒng)孔隙潛水含水層、上第三系砂卵礫含水層、白堊系下統(tǒng)洛河砂巖孔隙～裂隙含水層、白堊系下統(tǒng)宜君組礫巖裂隙含水層、侏羅系中統(tǒng)延安組煤層及其頂板砂巖含水層。根據(jù)礦方提供的副井井筒綜合柱狀圖：白堊系下統(tǒng)宜君～洛河組(K1y+l)富含水礫巖層為副井井筒主要含水層，層深約187m，巖性為紫雜色塊狀礫巖，礫石成分為花崗巖，變質(zhì)巖及少量石英巖，礫徑30～70mm，礫石多為渾圓狀，砂泥質(zhì)充填，鈣、鐵質(zhì)膠結(jié)。

副立井施工到垂深426.5m時(shí)迎頭最大涌水量達(dá)到86m3/h。井筒穿過(guò)礫石含水層進(jìn)入泥巖層施工，施工中礫徑5～80mm，最大達(dá)300mm，呈基底式膠結(jié)無(wú)明顯裂隙。

3.富水礫石層關(guān)鍵施工技術(shù)

由于副井井筒采用普通法施工，井筒穿過(guò)該段地層絕大部分為鵝卵石形的礫石，礫徑大且呈基底式膠結(jié)，無(wú)明顯裂隙，工作面無(wú)集中出水點(diǎn)，井壁巖石整體向外淋水，注漿堵水效果不明顯，強(qiáng)行通過(guò)富水礫石層主要采取“截、導(dǎo)、排、堵”綜合治水措施，同時(shí)還得解決好礫石層鉆眼、裝藥困難、爆破效率低等難題。施工中主要采取以下關(guān)鍵技術(shù)快速通過(guò)富水礫石層。

3.1 截、導(dǎo)、排水技術(shù)

崔木副立井富水礫石層為井幫全斷面淌水，強(qiáng)行通過(guò)時(shí)，做好井壁的截水、導(dǎo)水，防止上部井壁的水淋入工作面很關(guān)鍵，而傳統(tǒng)的截水方式為利用井壁采用螺絲固定的截水槽，放炮時(shí)易崩毀且起落吊盤不方便，耽誤時(shí)間使迎頭積水，影響工作面掘砌工作。施工中采用嵌入式截水槽，即砌壁時(shí)兩模之間間隔200～300mm不進(jìn)行混凝土澆筑，將井壁淋水引入兩模之間未澆筑部分，通過(guò)水的自然流動(dòng)將水集中在未澆筑混凝土部位較低處，利用臨時(shí)井壁固定小水箱截水。小水箱底部設(shè)塑料管將水疏導(dǎo)到上層吊盤水箱。在上層吊盤布置兩臺(tái)DG85-80×6型臥泵（一用一備），通過(guò)臥泵將吊盤水箱中水排到地面。施工中井筒每隔30～50m做一個(gè)嵌入式截水槽，每次接壓風(fēng)管時(shí)順便接長(zhǎng)塑料管。通過(guò)嵌入式截水槽，有效地控制了井壁淋水對(duì)井筒工作面的掘砌影響。

3.2 排水設(shè)備的選型及改造

井壁淋水得到了解決，但工作面涌水靠吊桶排放控制不住且浪費(fèi)時(shí)間和能耗，施工中選用BQF-Ⅰ型風(fēng)泵直接把作業(yè)面的積水排到吊盤水箱中，該泵體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，便于移動(dòng)，零部件少，便于維修。

由于工作面涌水渾濁且?jiàn)A砂巖顆粒，布置在吊盤上的臥泵平衡環(huán)、平衡盤容易損壞，涌水中的顆粒狀礦物質(zhì)在平衡環(huán)和平衡盤之間摩擦，造成水推不開(kāi)平衡環(huán)。為減少其對(duì)排水的影響，將臥泵的平衡套車掉30絲，使其串水量能準(zhǔn)許小顆粒通過(guò)且推開(kāi)平衡環(huán)，同時(shí)增大了平衡盤串量，很好地解決了臥泵的上述問(wèn)題。

3.3 改進(jìn)鉆眼、裝藥操作方法

富水礫石層，大部分為鵝卵石形礫石，傘鉆鉆眼時(shí)容易卡釬，鉆眼后拔釬時(shí)容易堵眼使炮眼報(bào)廢，炮眼充水后，裝藥困難。

施工中鉆眼時(shí)改進(jìn)操作要領(lǐng)，開(kāi)鉆時(shí)慢速鉆進(jìn)，炮眼鉆至300mm左右時(shí)再加快轉(zhuǎn)速，同時(shí)根據(jù)每一個(gè)炮眼情況，選擇使用十字釬花或一字釬花打眼。將鋼管一端車細(xì)加工成炮錐形，打完眼拔出釬子后及時(shí)用加工好的鋼管將炮眼塞住，防止碎矸漏入炮眼使其報(bào)廢；裝藥時(shí)由于炮眼涌水，為防止水膠藥卷上浮，采用Ф30mm圓鋼壓住藥卷后再用炮泥封堵。通過(guò)以上措施的實(shí)施，提高了爆破效果。

3.4 壁后注漿技術(shù)

副立井完成該段含水層施工，進(jìn)入下部泥巖層后，采取壁后注漿堵水。

注漿采用2TGZ - 60 /210型高壓注漿泵，漿液材料采用水泥、水玻璃雙液漿及改性脲醛漿液為注漿材料。設(shè)計(jì)注漿終壓≤5Mpa，施工中根據(jù)注漿前壓水壓力確定注漿壓力，正常注漿壓力大于壓水壓力0.3～0.5Mpa，注漿終壓大于壓水壓力0. 5～1.0Mpa。漿液的有效擴(kuò)散半徑為3～5m。注漿孔布置為每模一排，每排4個(gè)，上下排呈交錯(cuò)布置，遇集中出水點(diǎn)可利用出水眼單獨(dú)布置注漿孔。

4. 實(shí)施效果

4.1 通過(guò)富水礫石層關(guān)鍵施工技術(shù)的實(shí)施，副立井從6月10日開(kāi)始施工，歷時(shí)73天，由井筒垂深246.7m施工至垂深426. 5m，采用普通法成功穿過(guò)了白堊系富水礫石層，進(jìn)尺179.8m，平均月進(jìn)尺74m。

4.2 施工中措施得當(dāng)、施工方案切實(shí)可行，避免了工作面注漿、地面注漿或重新采用凍結(jié)法施工的浪費(fèi)，節(jié)省了時(shí)間，降低了費(fèi)用，受到監(jiān)理單位和建設(shè)單位的一致贊揚(yáng)。

4.3 通過(guò)富水礫石層施工后所進(jìn)行的及井筒施工結(jié)束后進(jìn)行的兩次壁后注漿，井筒涌水量得到有效控制，由施工期間的最大涌水量86m3/h下降至驗(yàn)收時(shí)的8. 3m3/h，工程質(zhì)量?jī)?yōu)良。

5. 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)陜西崔木副立井快速通過(guò)白堊系巨厚富水礫石層的成功實(shí)踐, 探索出了一套彬長(zhǎng)礦區(qū)礫石含水層普通法快速施工的關(guān)鍵施工技術(shù)，施工方便，截、導(dǎo)、排水快捷，投入小，也為國(guó)內(nèi)同類型立井礫石含水層施工提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。

王士利（1965-），男，大專畢業(yè)，從事現(xiàn)場(chǎng)礦建施工管理工作多年，現(xiàn)任中煤礦山建設(shè)集團(tuán)三十處副處級(jí)項(xiàng)目經(jīng)理。已發(fā)表數(shù)篇論文。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.15.023