立井聯(lián)合法施工導(dǎo)孔堵孔問(wèn)題的處理與實(shí)踐

霍成祥

（山西焦煤西山建筑集團(tuán)公司，山西省太原市，030056）

立井聯(lián)合法施工導(dǎo)孔堵孔問(wèn)題的處理與實(shí)踐

霍成祥

（山西焦煤西山建筑集團(tuán)公司，山西省太原市，030056）

針對(duì)西山礦區(qū)安家溝進(jìn)風(fēng)井采用立井聯(lián)合法施工時(shí)導(dǎo)孔堵塞問(wèn)題，分析了導(dǎo)孔堵塞的主要原因，提出了解決方案，并進(jìn)行實(shí)踐，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

聯(lián)合法施工 立井 堵孔處理

1 概述

立井井筒聯(lián)合施工技術(shù)是山西焦煤西山建筑集團(tuán)公司在長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中，將反井鉆機(jī)施工鉆孔與井筒正井施工法有機(jī)結(jié)合創(chuàng)新的一種安全、快速、經(jīng)濟(jì)、高效的大深度井筒施工方法。該方法是在井筒下部巷道系統(tǒng)形成的情況下，先采用HE-83RM羅賓斯反井鉆機(jī)施工直徑1.5 m的措施井，與下部巷道貫通，形成溜矸、排水、通風(fēng)的小井，然后再進(jìn)行正井法施工，邊刷大邊進(jìn)行混凝土澆筑成井。該施工方法的主要優(yōu)點(diǎn)是解決了立井施工過(guò)程中的通風(fēng)、排矸、排水等問(wèn)題。立井聯(lián)合施工法目前已在西山礦區(qū)成功推廣，目前施工了9口通風(fēng)立井，累計(jì)深度達(dá)3460 m，其中，施工最大井筒深度498 m。之前還從未有過(guò)堵孔現(xiàn)象，但是在施工官地礦安家溝進(jìn)風(fēng)井時(shí)，在338 m與366 m處先后出現(xiàn)了兩次堵孔 （措施井）現(xiàn)象，針對(duì)安家溝進(jìn)風(fēng)井的堵孔現(xiàn)象進(jìn)行了技術(shù)研究與分析，并據(jù)此對(duì)導(dǎo)孔的疏通工作制定了詳細(xì)的技術(shù)方案，成功地疏通了堵塞的導(dǎo)孔。

2 井田地質(zhì)構(gòu)造

官地井田位于西山煤田東部，本井田地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度為中等，受區(qū)域構(gòu)造的控制，井田內(nèi)地層走向總體上呈單斜構(gòu)造，傾角4～10°，一般小于10°，為緩傾斜地層，除邊界斷層外，井田內(nèi)大中型斷層較少，但小型斷層較發(fā)育，本井田陷落柱十分發(fā)育，是影響煤礦正常生產(chǎn)的主要地質(zhì)因素。

根據(jù)該地區(qū)地質(zhì)探孔資料報(bào)告，進(jìn)風(fēng)井表土段厚度約為10 m，表土段往下310 m主要為砂巖及頁(yè)巖，320～370 m為節(jié)理發(fā)育的松軟復(fù)合破碎巖石，極易風(fēng)化。

3 進(jìn)風(fēng)井井筒導(dǎo)孔堵塞原因及分析

3.1 堵塞位置

安家溝進(jìn)、回風(fēng)井設(shè)計(jì)深度分別為498.5 m和482.8 m，進(jìn)風(fēng)井設(shè)計(jì)井筒凈直徑為5.0 m，回風(fēng)井設(shè)計(jì)井筒凈直徑為6.0 m，井筒壁厚均為400 mm，井壁采用砼澆筑，兩井筒中心距離為69.1m。進(jìn)、回風(fēng)井均采用立井井筒聯(lián)合施工技術(shù)施工。首先施工回風(fēng)井井筒，然后再施工進(jìn)風(fēng)井，當(dāng)回風(fēng)井井筒施工至272 m，準(zhǔn)備施工進(jìn)風(fēng)井時(shí)，發(fā)現(xiàn)進(jìn)風(fēng)措施井風(fēng)流停止。經(jīng)觀測(cè)，措施井被破碎掉落的巖石堵塞。采用SJ-2型全景式水井彩色電視檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)措施井進(jìn)行檢測(cè)，探測(cè)發(fā)現(xiàn)在井筒338 m深處被堵，坍塌寬度最大達(dá)8 m，高度約6 m，如圖1所示。

圖1 進(jìn)、回風(fēng)井聯(lián)合施工井

3.2 堵塞高度

根據(jù)SJ-2型全景式水井彩色電視檢測(cè)系統(tǒng)探測(cè)確定，塌落高度6 m，平均直徑4 m，因此，塌落巖體體積約為80 m3。導(dǎo)孔被堵高度約為5.1 m。

3.3 堵塞原因

井筒320～370 m巖層為復(fù)合巖層，風(fēng)化松軟的巖石與堅(jiān)硬的石灰?guī)r互為交替，松軟破碎巖石厚度約1.0～1.5 m，石灰?guī)r厚度約為0.8～1.3 m，其中松軟巖層經(jīng)風(fēng)化垮落后，造成其上較堅(jiān)硬的石灰?guī)r失去支撐而懸空，當(dāng)風(fēng)化巖層垮落到一定程度時(shí)，石灰?guī)r因懸空跨度太大而發(fā)生斷裂，從而使大塊的巖石破裂、折斷滑落，導(dǎo)致措施井被大塊巖石堵塞。

4 疏通方案選擇

4.1 疏通方案類型

方案一：震動(dòng)爆破疏通法。采用傳統(tǒng)的震動(dòng)爆破方法將堵塞的措施井疏通，在被堵的巖石附近安放炸藥進(jìn)行爆破，使堵孔巖石發(fā)生位移而疏通措施井。

方案二：鉆機(jī)疏通法。采用鉆機(jī)下放鉆桿疏通，即在井口安裝鉆機(jī)，利用鉆機(jī)在導(dǎo)孔堵塞區(qū)破碎巖石達(dá)到疏通目的。

方案三：重新施工措施井。重新選位再施工一口新措施井取代報(bào)廢的堵塞井筒。

方案四：施工聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行疏通。利用已刷大的井筒，在另一口措施井被堵位置的同一水平面上，從已刷大的井筒向被堵的措施井水平或按一定角度施工一聯(lián)絡(luò)巷到被堵井筒位置下方約1 m處進(jìn)行疏通。

4.2 方案的比較

方案一，震動(dòng)爆破疏通法的優(yōu)點(diǎn)是方便快捷。但由于被堵位置距離下口約100 m之高，無(wú)法安放炸藥，所以不能采用下部爆破震動(dòng)的方法疏通；從井口上部下放炸藥到被堵位置進(jìn)行震動(dòng)疏通，爆破效果不好，且可能造成措施井再次塌方。所以此方法只能是在堵孔高度很小的情況下使用。

方案二，鉆機(jī)疏通法優(yōu)點(diǎn)是投資少、快捷，缺點(diǎn)是鉆機(jī)在封口盤上安裝復(fù)雜，鉆桿穩(wěn)定性差，易使鉆桿彎曲折斷。本例中鉆桿在深達(dá)323 m的措施井中經(jīng)過(guò)鉆機(jī)施加壓力后，鉆桿受力方向會(huì)發(fā)生改變，所產(chǎn)生的橫向應(yīng)力會(huì)使鉆桿發(fā)生彎曲，甚至損壞鉆機(jī)。

方案三，即重新施工措施井。該方案優(yōu)點(diǎn)是安全性好，缺點(diǎn)是投資大，而且改變井筒位置需重新布置井下風(fēng)道，增加了巷道工程量，施工工期加長(zhǎng)。

方案四，施工聯(lián)絡(luò)巷疏通法。采用小斷面快速掘進(jìn)，簡(jiǎn)單可行，施工速度快，費(fèi)用低，缺點(diǎn)是增加了聯(lián)絡(luò)巷施工費(fèi)用，另外，進(jìn)、回風(fēng)井之間還需封閉隔離。

4.3 方案的確定

分析現(xiàn)場(chǎng)被堵情況，方案一、二均不符合安家溝措施井疏通，因此，只能從方案三、四中選一個(gè)方案，兩種施工方案成本及工期見表1。

表1 兩種施工方案成本及工期比較

從表1看出，方案四無(wú)論從技術(shù)角度、施工難度、經(jīng)濟(jì)效益及工期等方面都比較合理，故選用方案四。

5 方案的實(shí)施

5.1 施工準(zhǔn)備

（1）確定開口位置。進(jìn)風(fēng)井被堵位置標(biāo)高1122 m，因?yàn)楸欢律疃葹?.1 m，根據(jù)回風(fēng)井井口標(biāo)高為1451 m，聯(lián)絡(luò)巷設(shè)計(jì)高度為2.0 m，則開口位置底板標(biāo)高為1113.9 m，聯(lián)絡(luò)巷 （回風(fēng)井井筒側(cè)）方位開口位置深度為337.1 m。

（2）定向。在地面先用一根細(xì)鋼絲將兩井筒中心連接，延長(zhǎng)至進(jìn)風(fēng)井筒另一側(cè)，然后用帶有重錘的兩根細(xì)鋼絲沿回風(fēng)井井壁引至井下，根據(jù)兩點(diǎn)一線確定聯(lián)絡(luò)巷中心線方向。

5.2 快速施工聯(lián)絡(luò)巷工藝

（1）聯(lián)絡(luò)巷設(shè)計(jì)原則。巷道斷面盡量小，能滿足行人、排矸即可。故聯(lián)絡(luò)巷斷面設(shè)計(jì)為直墻半圓拱形，巷寬2.0 m，巷高2.0 m，墻高1.0 m。

（2）支護(hù)設(shè)計(jì)。由于聯(lián)絡(luò)巷選擇在較穩(wěn)定的巖層中，加之?dāng)嗝孑^小，因此拱部支護(hù)采用?20 mm×1600 mm樹脂錨桿支護(hù)，共打3根錨桿，正頂一根，兩邊各一根，間距、排距均為900 mm。

（3）施工組織。采用 “三八”作業(yè)制，循環(huán)進(jìn)尺1.8 m，每班2個(gè)循環(huán)，聯(lián)絡(luò)巷長(zhǎng)度64.3 m，工期6 d。

（4）施工方法。鉆眼采用YT29A型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)配合2.0 m釬桿打眼。毫秒延期電雷管引爆巖石乳化炸藥爆破，采用MFB100發(fā)爆器起爆，全斷面一次爆破。由于斷面較小，爆破時(shí)采用五花型直眼掏槽，再加一圈輔助擴(kuò)槽眼，保證爆破效果，見圖2，掏槽眼深度2.2 m，中間1號(hào)眼裝藥5卷，2～5號(hào)眼為空眼，6～9號(hào)眼裝藥各5卷；炮眼封泥長(zhǎng)度不小于500 mm，并搗實(shí)。2～5號(hào)眼距1號(hào)眼中心距不超過(guò)70 mm，6～9號(hào)擴(kuò)槽眼距掏槽眼中心距不超過(guò)420 mm。矸石耙至回風(fēng)井措施井進(jìn)入井底，再?gòu)木逻\(yùn)出。

（5）安全注意事項(xiàng)。如果測(cè)到被堵措施井內(nèi)有積水時(shí)，按照探放水有關(guān)原則及規(guī)定進(jìn)行探放水。當(dāng)聯(lián)絡(luò)巷掘至60.3 m時(shí)，斜向上45°打探放水孔。放出的積水沿聯(lián)絡(luò)巷從回風(fēng)井導(dǎo)孔流至井下，待水全部排放完畢，方可繼續(xù)掘進(jìn)直至貫通措施井。施工前，在井筒吊盤上安裝5.5 k W的通風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒直徑為400 mm，每次放炮前要將通風(fēng)機(jī)吊起，以免放炮崩壞。

5.3 疏通措施井

聯(lián)絡(luò)巷與進(jìn)風(fēng)井措施井打通后，首先確認(rèn)被堵的位置，按照測(cè)算，貫通后堵孔巖石應(yīng)該在距離貫通處聯(lián)絡(luò)巷頂板1 m左右地方，采取聯(lián)絡(luò)巷挑頂?shù)姆椒?，按照堵孔位置，確定向上挑頂角度，挑頂后，使鑿巖機(jī)釬桿能直接對(duì)準(zhǔn)大塊巖石打眼為準(zhǔn)，然后采用爆破方法破碎巖石達(dá)到疏通目的。

5.4 聯(lián)絡(luò)巷封閉隔離

為保證進(jìn)、回風(fēng)井筒的正常通風(fēng)，在進(jìn)風(fēng)措施井疏通后，聯(lián)絡(luò)巷已成無(wú)用巷道，需將聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行密閉處理。密閉方法是在聯(lián)絡(luò)巷靠近進(jìn)、回風(fēng)井筒兩頭分別做一道5 m長(zhǎng)的黃土充填密閉帶，黃土充填帶兩側(cè)分別砌筑500 mm厚的料石擋墻。施工時(shí)先砌筑料石墻再充填黃土，邊砌筑、邊充填、邊搗固，保證不漏風(fēng)。具體施工時(shí)可從進(jìn)、回風(fēng)井筒兩側(cè)分別施工兩道黃土充填密閉帶，方便施工運(yùn)料。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)采用小斷面聯(lián)絡(luò)巷施工，解決了立井聯(lián)合法施工過(guò)程中井筒措施井堵塞的問(wèn)題，不需要重新施工措施井，既節(jié)省了建設(shè)工期，節(jié)約了工程費(fèi)用，又提高了處理措施井的安全性和可靠性，為今后處理類似問(wèn)題提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。另外，堵孔位置靠近井下巷道時(shí)也可以從井下施工小斷面巷道至堵孔位置進(jìn)行疏通處理。

［1］楊懷敏 .復(fù)雜條件下立井施工方案決策方法的探討［J］.采礦技術(shù)，2006 （2）

［2］王金平 .反井鉆機(jī)技術(shù)在溜煤立井施工中的應(yīng)用［J］.河北煤炭，2011 （4）

Disposal and practice on plugged guide hole in shaft construction with combined method

Huo Chengxiang
（Xishan Construction Group Co.，Ltd.，Shanxi Coking Coal Group，Taiyuan，Shanxi 030056，China）

Aiming at the problem of guide hole plugging in shaft construction with combined method in the air-intake shaft in Anjiagou Mine of Xishan colliery，the paper analyzed the main reasons for guide hole plugging，put forward and practiced the solution，from which good technical and economic benefits have been obtained.

construction with combined method，shaft，plugged hole disposal

TD262.11

A

霍成祥 （1963-），男，山西祁縣人，礦建高級(jí)工程師，現(xiàn)任西山煤電建筑集團(tuán)總經(jīng)理，長(zhǎng)期從事礦建工程管理工作。

（責(zé)任編輯 張毅玲）