宋新莊煤礦井筒過流沙層施工工作總結11年度

2021-03-04 09:57:34 字數 3936 閱讀 3597

宋新莊煤礦自2023年7月8日井筒開始施工至今,主、副、風井相繼穿越多層流沙及稀泥層,在沙層及稀泥層施工過程中,根據不同地質條件,採取了多種施工方法和支護方式,並不斷積累經驗改變施工工藝,到目前為止,三條井筒過流沙層和稀泥層後的巷道狀況良好,基本保證了設計巷道規格和要求。各井筒實見流沙層情況見下表:

下面把三條井筒過流沙層和稀泥層施工過程做以下介紹。

一、回風斜井:

回風斜井自2023年7月8日我方開始施工,之前為寧夏發電集團施工了120公尺。寧夏發電集團施工過程中,共穿越流沙層3層,厚度分別為1.4公尺、2.

7公尺和1.2公尺,寧夏發電集團沒有採用任何特殊措施都已強行通過。2023年7月8日,我方正常施工風井井筒,至2023年12月7日,先後穿越了11層流沙層,厚度分別為1.

6公尺、5.3公尺、1.6公尺、0.

82公尺、0.45公尺、0.3公尺、2公尺、3.

44公尺、8.3公尺、1公尺、2公尺,全部採用普通方法強行通過。2023年2月10日工作面又見稀泥層,根據工程鑽孔提供為5.

9公尺,經過現場實際探測為8.3公尺,在井筒內巷道斜長為22公尺,起初採用普通法強行施工,待施工至11公尺位置,工作面壓力大、稀泥流變性強造成冒頂,施工被迫停止。隨即聘請各方面專家研究各種施工方法和工藝,最後決定採用邢台「博特威」化學注漿,此注漿方法對於巷道冒頂處理有先進的經驗。

注漿效果非常理想,風井於4月26日通過稀泥層。現工作面正常。

二、副斜井:

2023年9月25日,副井斜長71公尺、垂深28公尺處遇流沙層,採用普通法施工了3.6公尺後,工作面流沙無法控制,當時湧水量11m3/h。在公司領導蒲總等分析情況後,證明工作面已不具備正常施工條件,停止了施工,對工作面進行了封閉。

與此同時,確定了注漿和沉井降水兩種方案,先由上海公尺維工程科技有限責任公司進行了注漿施工,至10月15日,發現注漿沒有產生效果,在進行第二次注漿的同時組織降水工作。同時在副井筒地面相應位置施工了工程鑽孔,探明流沙厚度8.6公尺(實際揭露厚度10公尺)。

至10月29日,對工作面進行了開啟,發現第二次注漿還不理想,此時降水工作已開始,同時工作面開始施工,確定改變支護形式,由混凝土澆築改為鋼架雙層網噴砼。11月7日之前,工作面條件很好,每日進公尺約在1.8公尺左右,之後工作面條件逐漸變差,到後期每日施工約0.

3公尺。且以後條件逐漸變壞。說明降水對沙層上部效果好,對沙層下部效果不理想。

但是,經過大家共同努力,於11月28日,流沙層全部通過。

至2023年5月20日前,又穿過3層流沙及稀泥層,厚度分別為2.3公尺、4.3公尺和3.

2公尺,全部採取普通法強行通過。5月20日,見同回風斜井相對應的同一稀泥層,厚度16.7公尺,流變性較大,給施工造成困難。

由於砂層較厚,並出現泥多砂少,支撐強度差等情況,為了能夠安全順利的通過,本礦先後多次組織有關人員討論商定,5月20日至10月30日在泥沙層內施工期間,先後制定了如下四套方案措施:

第一方案措施:採用短掘短支和超前管棚掛設雙網噴射支護,開挖時採用台階式,先開挖上部後挖下部,並在中部預留核心土施工。

截止6月16日,共施工18公尺。巷道全長40公尺,剩餘22公尺尚未施工即產生冒頂。借鑑風井經驗,隨即制定了第二方案措施:

在繼續採用第一方案措施外,同時對超前管棚支護加密加長為密集管棚,對開挖過程中出現的泥流砂外流、空硐、漏頂現象採用搏特威化學材料補救充填注漿,迎面用鋼管打設立樁和擋牆控制泥砂施工。實踐一段時間後,仍無法控制工作面泥沙整體外湧和頂部泥沙下沉,接著又制定了第三方案措施:在第

一、第二方案措施的基礎上又採用搏特威化學材料—水玻璃配合充填和加固注漿。並對工作面迎頭採用井下降水方法施工。經過總結,又制定了第四方案措施:

在前三個施工方案措施的前題下,由於泥砂鬆軟原、砂厚不斷增加,對施工過程中工作面迎頭隨時封閉止漿牆,高壓注漿法進行,止漿牆厚均定為0.6~0.8mm並在止漿牆形成後延巷道輪廓加註水泥漿形成假岩壁,壁厚控制厚度在0.

5~1.2mm,長度控制為1.5~3.

0mm,巷道區域性補充搏特威化學漿充填的方法進行。

在方案實施過程中工作面掘至339m時,泥砂層未完全上至巷道頂板,按第

一、第二方案基本能具備施工條件,但底板鬆軟開挖時迎面泥砂漿隨時流出,支護不穩定,當時巷道頂受壓嚴重,給開挖過程造成一定的困難,難以調整開挖和架棚時間差,為此工作面施工又按第三套方案採用了搏特威和水玻璃化學材料配合注漿,其目的是起到充填加固,同時又對施工工藝進行了調整。

1、工作面掘至350.5m時砂層厚度增加,巷道施工全斷面處於泥砂層中間,開挖1-2架棚進尺約0.8-1.

0m,工作面泥砂不斷擠湧流出時,頂板有漏空現象,加之注漿過程由於泥砂密實,無裂隙、空硐漿液注射往往達不到預想效果,注漿幫浦壓力上不去,部分化學液體外流注不進去,在此段施工時採用了7月23日專題會議討論的方案,高壓注漿法進行止漿牆封閉,止漿牆厚度為0.6-0.8mm並在止漿牆形成後,延巷道輪廓加註水泥漿形成假岩壁,壁厚控制在0.

5-1.2mm,長度控制在1.5-3.

0mm,巷道區域性補充搏特威化學漿充填的方法進行。斷面縮小規格不受限制,過後壁後注水玻璃水泥漿加固後擴大斷面成巷。

2、每次封閉砌築止漿牆開挖前,工作面迎頭不超過2.0m,左、右兩側底板各開挖乙個降水井做為井下降水,降水井開挖直徑為600mm,然後採用鐵板製做直徑為450mm沙管放至井內,井底板用混凝土漿封底,降水孔形成後井內各放一台7.5千伏泥漿幫浦(一備一用),排出井筒固定水倉再排出地面。

3、工作面掘至352m時,後方成巷349m右拱部突發出水,當時湧水量實測7.2m/h約24小時釋放抽排出水量明顯減少,經實測3.2m/h。

在湧水量減少後,及時對此段採用埋設導水管引水,出水點前後再次打鑽探明上方無積水異常後進行噴漿加固封閉。5月21日至10月30日基本上按照以上四套方案施工,安全順利的通過了此段,垂直厚度16.7m斜長約40m的泥流砂層段。

此段砂層施工期間,工作面先後封止漿牆18次(18道),開挖降水井24孔,注水玻璃128.39噸,水泥518.3噸,搏特威化學材料90.

6噸,工期為160天。工作面從11月1日開始為紅砂質岩性,開挖掘進進入正常,目前對通過40公尺泥流砂層段約有10公尺由於擠壓下沉變形的巷道需要二次處理,處理成巷後,採用水泥漿壁後注漿加固成巷。

在此期間,即8月16日泥沙層施工至22公尺、剩餘18公尺位置,第四方案初步確定的同時,國電集團領導邀請各方面專家提出了不同的施工方案,針對各種方案進行了具體分析:

1、地面降水

由於垂深較大,約140公尺,每個降水井費用約25萬元,要想達到理想效果,需18個降水井,降水井施工工期1個月,總費用約450萬元,造價較高。且稀泥層滲透性不好,對降水效果影響較大。

2、地面或井下區域性冷凍

地面冷凍工期長達6個月,造價高達3000萬元。井下冷凍工期4個月以上,並且成功與否不敢保證,造價在1200萬元以上。

3、井下旋噴樁法

工期相對較短,一般在2個月左右,造價便宜在200萬元左右。但施工較困難,達到理想效果值得懷疑。

4、井下高壓注漿

工期應該在3個月左右,造價約400萬元,根據現在井下施工實踐,高壓注漿理論上是可行的,但現有井下條件不具備,井下需做大量工作。

經過綜合分析,還是決定採取我們本礦制定的第四措施方案,施工簡單,造價較低,施工工期較其它方案相對而言可以縮短很多,但安全係數較低。

經過實際開挖施工,本礦採用止漿牆、水玻璃和搏特威化學材料兩種材料配合加固和充填補救注漿法配合井下降水施工,又用了2.5個月通過了剩餘部分泥沙層,縮短了施工工期和減少了通過砂層段的費用,實現了安全生產。

三、主井:

主井於2023年8月10日開始施工,截止目前,先後穿過2.5,公尺、5.9公尺、1公尺、2.7公尺、3公尺五層流沙層,全部採取普通法強行通過。

2023年3月8日見流沙層,厚度6.9公尺,由於根據工程鑽孔提供的資料,提前採取了地面降水工作,至5月25日全部通過,在井筒中巷道斜長35公尺,至今為止已進入正常段施工了22公尺。井筒累計施工175公尺。

四、在沙層及稀泥層中施工工藝及支護

採用29u型支架雙層鋼筋網噴250 mm厚砼支護,臨時支護採用管棚配合木板、網片等封堵材料。底拱採用片石砂漿和砼加11型礦工鋼底梁支護。

施工時採用「短掘短支」的措施,利用1.2寸鋼管作為管樁臨時支護,鋼管間距200mm,每根長度2500mm;地質條件發生變化時管棚間距可視情況加密。工作面迎頭鉛垂打管樁,用木板和網片配合封堵。

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