厚表土井筒修复内套钢板混凝土井壁技术研究

为解决由突水溃砂引起的厚表土地层井筒破损问题,针对其竖向压裂、法兰盘拉开及井筒偏斜等破坏特征,提出钢筋混凝土井壁与内套钢板(钢纤维)混凝土井壁结构相结合的全深套壁修复加固方案。以淮南矿区某在建煤矿副井为工程背景,结合现场井壁破坏形式及突水溃砂机理,提出井筒套壁设计原则和结构形式;根据现场井筒变形情况和相关规范计算得出套壁厚度以及钢板、混凝土应力;通过分析计算结果并结合现场实际,制定套壁施工方案;采用振弦传感器法对修复后内套井壁壁间压力、环向钢筋应力和变形进行监测,并长期观测检查孔水位。研究结果表明:①按组合筒公式计算得出,内套钢板(钢纤维)混凝土复合井壁结构钢板应力范围为187.6～292.0 MPa,混凝土应力范围为32.8～51.0 MPa,均满足设计要求;②施工完成后,壁间压力和环向钢筋应力监测最大值分别为3.2MPa和113.4 MPa,均处于安全范围内;③修复后井筒涌水量约为4 m~3/d,内套钢板混凝土复合井壁结构防水效果突出,井筒结构安全稳定;④在累深315.0～567.7 m段,井筒多处破损,以偏斜破坏为主,最大偏斜值达1 154 mm,在严重偏斜段,沿竖向采用分模、随偏、微调方式施工内套井壁,解决各模钢板接茬过渡施工难点。该方案利用单层内钢板(钢纤维)混凝土复合井壁结构其自身强度高、防水性能好等优点,不仅大幅减少内套井壁厚度,且保证修复后井筒的安全稳定运行。     

深厚冲积层冻结法C100高强高性能混凝土井壁结构设计

赵固一矿西风井井筒径净直径6.0m,井筒深度636.8m,穿过冲积层厚度502.51m,基岩风化段厚度28.69m。针对西风井穿冲积层厚、地质条件复杂的特点,为保证井筒施工的安全,设计井筒采用冻结法施工,冻结深度589m,冻结段井筒井壁采用双层钢筋混凝土塑料夹层复合井壁结构,内、外层井壁最大厚度分别为900mm、800mm。     

大断面深厚表土层冻结立井井筒内层井壁滑模施工

顾南煤矿进风井井筒净直径8.6 m,冻结深度339 m,是地质条件较为复杂,断面大,施工难度大的矿井。冻结段采用液压滑模施工内层井壁,并重新设计了滑模模板结构,其井壁成型及封水效果好。文章总结了有益的施工经验。     

伸缩式金属模板主要技术数据的确定及伸缩装置的改进

1984年以前,我单位在立井井筒施工中,一直用金属模板进行井筒井壁混凝土浇注,它不论在速度上还是从质量上都收到了满意的效果。我们施工河南密县超化矿主副井井筒,主井净径4.5m,断面15.9m~2,基岩段平均月成井47.2m,最高达67.5m,井筒优良品率达87.0％;副井净径6.0m,断面28.3m~2,基岩段平均月成井48.0m,最高达68.0m,井筒优良品率达100％。在全国1984年17对立井井筒施工竞赛中分别列为第七名和第二名,这是由于把有敞露伸缩装置的金属模板改为具有密封伸缩装置的金属模板(以下简称密封金属模板),进一步提高了金属模板的使用性能。1986～1987年,我们曾先后在河南密县王庄矿东风井、巩县铁生沟矿主副井井筒施工中使用密封金     

新技术、新工艺在深井井筒施工中的应用

万福风井井筒冲积层深厚,井筒断面较大,冻结法凿井施工中采用大功率挖掘机极大地提高了掘进速度,采用钢纤维高强混凝土增强了双层井壁的抗裂性,成功实现了827m一次套注内壁,为深厚冲积层井壁施工提供了宝贵的经验。     

立井变径金属模板的研制和应用

采用1套液压多缝式整体金属模板,通过变径,完成了平禹九矿主井井筒冻结表土段4种厚度的外壁施工任务。变径的具体做法是：井筒掘进到变断面处,在井下工作面,把整体金属模板立缝断开,加进小块模板来增大模板直径。改造后的模板使用方便,浇筑的井壁表面光滑,质量优良。     

冻结井筒井壁的混凝土温度和强度

在我国煤炭工业中已采用冻结法施工了150多个井筒,取得很大成绩。冻结井筒穿过的岩层松软,地压大,水头高,采用混凝土或钢筋混凝土井壁,混凝土的标号一般为200～300号。随着冲积层埋藏深度的增大,要求采用400号或更高标号的混凝土。近年来,由于采取双层井壁施工和推广液压滑升模板套壁,井壁的封水性较好。但在混凝土强度方面     

立井深厚冲积层冻结段外层井壁变径施工技术

深厚冲积层冻结段井筒变径施工,工序转换多,造成空帮时间长,容易片帮;同时变径交接处井壁竖向钢筋错位,承载力减弱,使得该处井壁极易出现环向裂缝等问题,甚至出现井壁脱落现象。赵固二矿西风井穿过的冲积层厚度704.6 m,冻结段井壁厚、变径次数多、混凝土强度等级高,深厚冲积层冻结段掘砌施工难度大,变径处井壁出现环向裂缝的几率增大。针对该井筒冻结段外层井壁5次大断面变径设计的技术要求和施工问题,对MJY型模板变径施工工艺及技术参数进行了改进和应用,实施了大模板二次变径施工工艺,提高了井壁变径交接处的承载能力和井壁施工质量,提高了变径施工速度,为深厚冲积层冻结段大断面变径施工积累了经验。     

三用液压金属模板

三用液压金属模板煤炭科学研究总院北京建井所胡敬东，杨春满（北京）目前，国内采用冻结法施工的井筒中一般在砌筑冻结段外壁和下部基岩段井壁时需分别使用两套不同直径的整体下移金属模板，施工冻结段内壁时又需再用一套液压滑模上行套壁，或在冻结段使用两套小块金属模...     

冻结法施工井筒壁间注浆技术

冻结法施工井筒表土段多采用复合井壁,在完成套内壁施工后,需要在合适的时间进行壁间注浆,可起到加固井壁和降低井壁涌水的作用,提高井筒施工安全和质量。     

泗河煤矿井壁破坏治理

微山湖矿业集团泗河煤矿设计生产能力0．45Mt/a。主井井筒净直径4．5m，井深317．5m，表土层厚167．45m，表土段采用冻结法施工，井壁为双层钢筋混凝土井壁，内层井壁厚为350mm，外层井壁厚为400mm，井筒内设有梯子间和一对4t箕斗。     

厚表土薄基岩凿井突水溃砂井筒破坏治理技术研究

针对厚表土薄基岩地层凿井井筒溃砂涌水综合治理修复技术难题,以两淮矿区某在建煤矿副井为工程背景,分析认为马头门上覆岩层受反复扰动发生弯曲下沉变形是该矿副井井筒破坏的主要原因,主、风井井筒破坏为副井引发的次生破坏。本着修复、预防并重的原则,制定"注、冻、修、防"井筒综合治理方案,即通过地面注浆改善地层性能,防止下部基岩再次发生弯曲变形;通过套壁与原井壁形成复合井壁,提高井筒在该复杂地层条件下的结构安全度;既有井筒围岩冻结作为套壁措施工程,为其施工提供安全保障。研发了系列井筒及马头门修复施工技术:(1)下行式钻注结合,见漏就注,多级套管的挠动地层注浆孔施工与注浆技术;(2)副井内、外排孔分别采用局部、全深冻结,主、风井全深冻结,冻结壁内均设置水文卸压孔,测温数据与数值模拟结合预测冻结壁发展的控制冻结技术;(3)依据井壁破坏程度采取不同修补方式的井壁修复技术;(4)组合钢板拼装和焊接、高性能混凝土(钢纤维混凝土)配制等内套钢板井壁施工技术;(5)壁后注浆加固马头门围岩,破损马头门破除,超强复合永久支护控制围岩,两侧同时分层修复架设施工技术等。综合监测结果表明:工业广场内地表沉降稳定;修复后的3个井筒内套井壁内力和副井壁间压力均小于设计值;主、风井井筒涌水量各为1m~3/d左右,副井井筒涌水量为4 m~3/d左右。采用该方案修复后的主、副、风3个井筒,符合相关规范(程)要求,井筒均处于安全运行状态。     

大直径超深竖井成套施工技术

思山岭铁矿混合竖井净直径10 m,井深1 355 m。井筒施工采用600 t大荷载型亭式凿井井架,1套双钩和1套单钩提升,YSJZ-6.12型6臂液压伞形钻架凿岩,HZ-6B型中心回转式抓岩机装岩,MJY型整体和马头门异形金属模板砌筑井壁等立井机械化施工成套装备;以及与井深或岩层状况相适应的单双层钢筋或钢纤维混凝土等不同支护形式和掘砌工艺技术,顺利完成了国内首个大直径超深竖井施工。     

立井通过大倾角高落差富含水断层带的施工

由峰峰矿务局工程处施工的大淑村矿风井井筒净直径 6m ,井筒全深546m ,50 0mm厚现浇混凝土井壁。施工至井深 2 38m时 ,遇见F9断层带。该断层倾角 6 1°1 2′ ,为导水断层 ,涌水量达 70 86m3 /h ,岩层十分松散破碎。开始采用短段掘砌施工 ,断层带刚揭露 6 4m ,便发现断层带段及上段共 8 4m井壁被挤裂挤酥 ,局部钢筋凸出外露 ,严重威胁施工安全 ,被迫停止掘进。采用套砌井壁、注浆堵水加固围岩的方法施工 ,未能奏效 ;最后采用三次支护 (复合井壁 )方法施工 ,砌筑复合井壁1 8 72m ,安全顺利地通过了断层带。分析了断层带段井壁被挤裂挤酥的原因 ,介绍了三次支护 (复合井壁 )施工工艺和几点体会。     

首山一矿主井井壁注浆实践

平宝公司首山一矿主井井筒设计净直径7.0m,井深700.5m,于2005年10月掘砌到底.井筒施工过程中,井筒最大涌水量为145m3/h.井筒掘砌到底后,井壁剩余淋水量仍有75m3/h.经过58d的井壁注浆施工,井壁剩余淋水量降至0.75m3/h,注浆堵水率达到99%,取得了很好的效果.     

在含水层中采用喷射混凝土施工井壁接茬

摩洛哥王国杰拉达煤矿三号井井深785m,净径6.8m,由我公司承包建设.在278m以上的含水层施工中,我们采用普通金属模板砌筑井壁.接茬的施工问题,经与西德咨询工程师多次研究,决定采用喷射混凝土方法施工.现将该方法介绍如下.一、接茬结构该井筒井壁为素混凝土结构,强度250bar,井壁厚度500mm.喷射混凝土接茬强度与井壁相同见图1,接茬高度200mm,为了使上、下两段混凝土井壁与接茬连接美观,接茬较井壁净半径大1cm.在含水层中,井壁施工结束以后,出水点多集     

陈四楼矿副井435米冻结段凿井施工技术

陈四楼矿是河南永夏矿区第一对大型矿井,设计年产量为2.40Mt。副井净径为6.5m,深501.3m,其中冲积层厚375.5m,冻结深度为435m,是我国迄今表土层最厚、冻结深度最大的井筒。该井筒由30处中标承担施工,于1992年2月20日开工,1993年元月28日套壁顺利结束,平均月成井37.7m,最高月成井101.2m。 该井筒采用人工出土,双构提升,短段掘砌(2.5m),外层井壁金属整体下滑模板配整体钢刃脚,激光指向,用1.6m~3底卸式吊桶下混凝土。施工中有效地控制了井帮变形,杜绝了断管现象的发生。陈四楼副井顺利地通过了435m     

甘豪矿副井筒壁后注浆堵水加固

甘豪煤矿副立井筒为素混凝土井壁,采用金属移动模板自上而下短段掘砌施工。由于井筒较深(从井口至井底水窝478米),穿过含水层及施工不善等原因,井筒施工完毕后,在井壁上出现数处出水点,井筒淋帮水达18.16米~3/时,局部井壁强度低于设计标号,有蜂窝麻面存在,达不到验收规范规定“总淋水量不得超过10米~3/时”的要求。     

葛亭煤矿主井井筒冻结段外壁破坏治理

葛亭煤矿主井井筒净直径5．0m,深430m,冲积层厚270．1m,冲积层段采用冻结法施工,冻结段井壁为双层钢筋混凝土结构。井筒施工至217．0m深时遇厚粘土层,外层井壁发生破坏,不得不停止施工进行处理。分析了井壁破坏原因,提出了破坏治理方案,介绍了治理施工技术措施及治理效果。     

立井用金属滑模短段掘砌

一、概况 鹤壁四矿赵家荒风井净径5米、深320.2米。井筒基岩段大部分为砂质页岩与砂岩互层,其余为少量的页岩及煤层,岩性属于中等硬度。井壁厚300毫米,为200号混凝土。井内设有梯子间,预制钢筋混凝土梯子梁、隔板及塑料围板(图1)。井筒施工期间涌水量5米~3/时。 二、井筒施工 井筒上部掘砌段高为4米,采用成型木模板浇灌混凝土井壁。至井深135.2米后,改