斜井井筒过弱胶结含水粉砂层的施工方法探讨

日博体育 www.sh-shunnai.com 宋发银 SONG Fa-yin

(神华宁夏煤业集团公司双马煤矿,吴忠 751100)

(Shuangma Coal Mine,Shenhua Ningxia Coal Industry Group,Wuzhong 751100,China)

摘要: 本文针对斜井井筒过弱胶结含水粉砂层期间易冒顶等顶板管理问题,通过对施工方法和施工管理进行了探讨,提出了简洁有效的超前管控顶板及合理的施工方法,保证井巷安全施工。

Abstract: Aimed at the problems of the roof caving of weak consolidated water containing fine powder sand layer of slope shaft, this paper puts forward the concise and effective advanced control of roof caving and the reasonable construction methods by analyzing the methods and management of the construction to ensure the safety construction of the mine.

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关键词 : 井筒;弱胶结含水粉砂层;施工方法;探讨

Key words: shaft;weak consolidated water containing fine powder sand layer;construction method;discussion

中图分类号:TD265 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)34-0140-02

作者简介:宋发银(1972-),男,宁夏吴忠人,工程师,现任职于神华宁夏煤业集团公司双马煤矿筹建处生产技术科。

0 引言

双马煤矿位于灵武市马家滩镇境内,是马家滩矿区4对矿井中最大的一对,2009年10月份开工建设,井筒为斜井布置方式,施工过程中穿表土层及第四系岩层,容易出现垮塌、冒顶等现象,井筒施工进度缓慢,安全风险大,为确保矿井正常建设,经专业技术人员多方研究探讨,提出了井筒过弱胶结含水粉砂层的快速施工方法,提高井筒施工的安全性,缩短了施工工期。

1 工程概况

双马煤矿采用斜井开拓,共布置3条井筒,即主斜井、缓坡副斜井、回风斜井。工程地质及水文地质:表土层较厚,第四系(Q)全区分布,其岩性以黄褐色风积砂、粉土、粉砂、粉质粘土为主,可塑、饱和、粘手,第四系厚度0~45m,一般20m左右。第三系(N):岩性以紫红色粘土、粉土为主,地层厚度一般20m左右。基岩段以粉砂岩、泥岩、细砂岩、粗砂岩为主。主、副井于2010年10月20日进入暗槽表土段(第四系)施工,在垂深15m~26m和43m~48m之间分别存在一层弱胶结含水粉砂层(流沙),该层胶结松散,承载性和稳定性极差,井筒施工至此位置时井筒两帮侧壁及端头渗水夹裹泥砂流出,土层随即出现垮塌,易造成漏冒顶现象。

2 井筒施工方法

由于井筒穿越弱胶结含水粉砂层施工采用常规开挖方式容易出现流砂而导致漏冒顶事故,经过矿工程技术人员仔细探讨、论证、比较,采用了地面辅助降水,掘进迎头管棚超前支护,台阶法施工,底反拱施工紧跟迎头的施工方法,并在出现小范围流沙造成的漏顶时提前采取注瑞米加固、充填材料,对顶板进行加固,之后采取上述方法施工通过流砂层区。

2.1 降水井布置 在井筒掘进前方两侧按三花型布置降水井,间、排距5m,降水井深30m~45m,降水井滤水管采用内径Ф350mm,外径Ф420mm的无砂水泥滤管,每口降水井内安装一台0.75~1.5kW水泵进行抽水,当水位已达到设计降水深度,并趋于稳定后安排进行井筒施工。

井下施工过程中先将2.5寸×2.5m的圆钢管沿巷道外沿轮敦线直接打入迎头粉砂层中,打设范围拱部,间距300mm,流砂层处可加密,作为超前临时支护,然后采用人工配合风镐进行开挖,开挖过程中对两帮有可能垮塌的帮进行背板背帮。

2.3 开挖方式 采用人工配合风镐进行开挖,台阶法施工。短掘短支作业,巷道每循环进度必须控制在600mm。掘够2个循环1.2m后,再进行下一次管棚支护。

2.4 巷道支护 迎头挖够一个循环后,迅速挂网(网宽600mm),喷射50mm厚砼,作为临时支护。然后进行巷道底板处理,采用灰拌料、片石进行底板铺垫,形成稳定底板,底板处理速度要快。架设29#“U”型钢拱架,间距600mm;必要时对钢拱架柱腿穿鞋,增加其稳定性。进行第二次射砼支护150mm厚,再挂一次网,再喷砼100mm厚,最后形成巷道永久支护300mm厚。

2.5 底板处理方法 为保证底板稳定,在井筒开挖形成临时支护后及时对底板进行处理,先是用片石和灰拌料铺垫,待U型钢支架架设好后安设U型钢支架反底拱,并在底板铺设钢筋,浇筑砼,形成300mm厚钢筋砼反拱。

3 工程施工管理

井筒施工采用“三八制”劳动组织,施工期间为减小巷道顶帮空顶空帮时间,要求各工序环节必须紧凑,工序操作必须严格按要求执行。

3.1 缩小循环作业进度为0.6m 严格控制循环进度,不得超循环进度作业,现场要求开挖达到0.6m后及时安排进行临时支护。

3.2 超前打设密集管棚(0.6m)进行控顶控帮 每班在开挖前必须超前沿巷道轮廓线打设管棚进行控顶控帮,管棚间距0.3m,超前距离不小于0.6m。必要时沿巷道底板方向打设超前管桩。

3.3 开挖0.6m后立即架设29#“U”型钢支架 现场开挖后先挂网,喷射50m砂浆进行护顶护帮,并对底板进行处理。之后架设29#“U”型钢支架,挂外层钢筋网并喷浆,形成永久支护。

3.4 及时对底板进行处理,对软底进行清理,换填砂浆片石,之后安设反拱,底反拱到迎头不超过两架。

3.5 根据巷道施工进度及时安排砼地坪施工 井筒向前施工一般20m~30m即安排地坪施工,以保证巷道支护形成一个整体,提高支护强度。

4 结语

通过对井筒过弱胶结含水层粉砂岩层施工方法及施工管理进行探讨,取得了如下经验和体会,为井巷安全施工提供有利的保证。①在井筒对应的地表位置布置降水井进行降水,有效地降低了井下涌水对围岩稳定性的破坏。②超前打设全断面管棚,对顶帮做到有效控制,减小漏冒顶现象的发生。③改变作业形式,采用短掘短支,减小了因空顶距离大而出现的漏冒顶事故。④采用了先进的支护加固方式,对出现漏冒顶的地方进行注瑞米加固、充填材料,有效地控制顶板,防止了冒顶范围的进一步扩大。⑤采用台阶法施工,缩小围岩松动变形空间,也是减少漏冒顶事故的有效措施。⑥对巷道底板软岩进行清理,换填砂浆片石,安设29#“U”型底反拱,对巷道底板进行加固处理后有效地防止了支护整体下沉现象。

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参考文献

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[2]张馨.特厚层表土大直径深立井冻结法施工及关键技术研究[J].铁道建筑技术,2008(05).

[3]洪黎明,许伟.立井井筒过深厚膨胀粘土层快速施工技术[J].中州煤炭,2006(01).

浏览次数:  更新时间:2015-09-16 21:00:05
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