十矿三水平回风井井筒维修技术

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摘要： 介绍了十矿三水平回风井井筒井壁和围岩受采动影响，井壁脱落，严重影响矿井安全生产和职工的生命安全。根据具体情况采取的维修技术的特点和施工工艺。本井筒维修技术取得了较好的效果，为类似情况提供了借鉴。

Abstract： The wellbore and rock off of No.10 three-horizontal return air shaft caused by mining seriously affected the mine safety and workers safety. This paper took construction process based on the condition and the characteristics of the maintenance. The wellbore maintenance technology had achieved good results， and provided reference for the similar situation.

关键词： 立井井筒；井壁和围岩脱落；维修

Key words： wellbore of vertical shaft；wellbore and rock fall；maintenance

中图分类号：TD265 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）22-0104-02

1 工程概况

平煤股份十矿三水平回风井井筒是十矿主要回风井，该井筒井深484.8m，净直径为6m，壁厚400mm，采用素砼支护，混凝土标号C30，该风井于2003年5月竣工，竣工后十矿作为采区回风井使用至今，回风量约12000m3/min，使用过程中于2012年4月出现损坏，井筒有淋水。根据井筒现场勘察，井身0～424m左右井筒无破坏现象；井筒从424m左右到436m左右，出现一南高、北低、倾角约40°、高度3.0m～5.0m的破坏斜沟槽，破坏斜沟槽深0～3.5m，沟槽处井壁和围岩已受压挤出脱落到井筒中，另外大约有3m高的破坏沟槽处于水平贯通状态，其他为局部破坏；436m左右到井底码头们出现裂纹。

2 地质概况

井筒实测柱状显示：在井深399m处见一层煤，煤厚0.9m，在井深428m处见丁组煤层煤厚1.6m。井底马头门设在473-485m灰白色细砂岩中，井筒全深485m。

3 施工方案的选择

十矿三水平回风井井筒处于正常使用期间，无提升设施，因此，井筒维修前须形成临时井架、临时提升设施及悬吊设施。主扇停止运转，防爆门打开后，施工人员乘吊桶入井，在双层吊盘上进行井筒维修工作。根据井筒破坏情况，初步考虑有种维修方案可供选择：一是现浇砼复壁注浆方案，二是锚网喷造壁注浆方案，三是采用锚网喷临时支护后，固定钢模板，然后浇筑混凝土进行充填修补，再进行井圈支护的方案。其优缺点对比如表1。

根据以上方案对比，本着安全、能永久使用的原则，选择第3种方案组织井筒维修工作。

本次维修井筒分两个阶段，分期完成。

①前期施工前准备工作。1）场地平整。2）混凝土基础施工：挖掘砌筑井架基础，绞车基础，稳车基础等。3）组立井架（包括天轮台），绞车安装、调试。4）变压器安装。

②井筒修复阶段。该破坏段维修分三个步骤完成，第一步为锚网喷临时支护，第二步为固定钢模板浇筑混凝土支护，第三步为井圈支护。

4 井筒修复施工方法

4.1 第一步 锚网喷临时支护方法 锚网喷支护严格按沿井筒由上往下分段施工的顺序进行，在上部围岩稳定控制、确保安全的情况下方可进入下一阶段的工作。

4.1.1 敲找围岩浮矸 在吊盘稳定的前提下，人员站在吊盘上，用长钩钎、风镐等工具，将井壁和围岩上的浮矸或堆积物找掉和清理干净，清理物直接落入井底。

4.1.2 打锚杆、挂网 找掉浮矸或堆积物后，人员站在吊盘上，用yt-28风钻在井壁破坏处上1m范围内打锚杆挂网（两排锚杆），锚杆用Φ20×2400mm树脂锚杆，间排距700×700mm，每根锚杆用3卷z2335型树脂药卷，外露长度不超过50mm，角度不小于75°，网采用Ф6mm钢笆网，2.6×0.9m规格，网格80×80mm，网搭接100m，网采用顺挂的方式（即横短竖长），超出井壁段的网片沿破坏线外折于破坏面，用锚杆压茬，打锚杆挂网严格按由里向外的施工顺序进行。当在吊盘上无法打锚杆挂网时，架设工作台，工作台必须在经跟班干部和当班检查员检查合格后方可使用。

4.1.3 打顶住 在锚网结束后，采用高度4m的顶柱支护塌落顶板。顶柱必须穿鞋带冒，安设顶柱前必须确保顶板安全，安设顶柱间距2m，顶柱架设在硬底上，且用锚杆或锚杆上用铁丝固定，确保有效支护顶板。

4.1.4 喷射混凝土 锚网支护后（高度不超过2m），人员站在吊盘或工作台上喷射C20混凝土，封闭破坏面。

4.2 第二步 固定钢模板浇筑混凝土支护 固定钢模板浇筑混凝土支护严格按沿井筒由上往下分段施工的顺序进行，在浇筑混凝土修补完全后方可进入下一阶段的工作。

4.2.1 固定钢模板 在临支完毕后，吊盘停落在破坏沟槽下沿，人员站在吊盘上沿井壁用4根Φ20×2400mm树脂锚杆固定1.25×1.25×0.8m组合钢模板，最下层钢模板必须架设水平，且固定于完好井壁上500mm以上，钢板与钢板间用螺栓连接。在水平贯通区域，架设内径6.1m的U36型井圈，每架井圈采用12根Φ20×2400mm树脂锚杆固定。

4.2.2 浇筑混凝土 立模完毕后，现场检查员及当班干部确认模板固定牢固后方可进行浇筑强度等级为C25的混凝土。混凝土用输送泵输送，沿溜灰管向下运输，在上盘上设置一个缓冲器，减缓混凝土速度。浇筑混凝土时，人员站在吊盘上将混凝土冲入钢板内，充填时要求均匀、对称。浇筑混凝土时，由专人负责振动棒按300～500mm一个插点进行捣固，振捣至砼表面返浆无泡沫为止。保证充填饱满无空洞。浇筑混凝土时，应采用对称旋转浇筑，以防钢模板移动。

4.3 井圈支护 钢模板浇筑混凝土支护完毕后，吊桶升至合适位置后，人员站在吊盘上在破坏槽最高处上10m位置（即井身414m左右）打12根Φ20×2400mm树脂锚杆固定搭接长度500mm、内径5.6m的36U型钢井圈，每节用2个卡缆固定，每节不低于2个固定点；再沿井筒由上向下依次架设井圈，井深414m左右到424m左右，井圈间距500mm，424m左右至井底马头门井圈间距为700mm，局部破坏严重的区段间距500mm。每架井圈用Φ20圆钢的Z型拉杆相连，不少于12根，每架用锚杆固定于完好井壁，在井圈外沿上背Ф6mm，2.6×0.9m规格，网格80×80mm的钢笆网，背网用8#铁丝绑扎在井圈上，背网搭接100mm。

5 提升系统及辅助设施

选用自制钢管井架，提升设备选用JK-2/20型提升机配1m3吊桶；维修平台使用自制双层吊盘，上层为保护盘，下层为作业盘，使用两台稳车悬吊；风水管路、输料管及电缆采用钢丝绳悬吊方式。①通风。使用十矿回风流作为通风。为保证施工安全，十矿风量不超过2500m3/min，确保施工期间风速不超限、不扬尘；吊盘设计为花盘（上下盘均铺设网格50×50mm网格的钢筋网，钢筋选用？覫20mm螺纹钢焊接）。②压风。地面安装一台20m3移动压风机，配？准108×6m聚乙烯双抗管（抗阻燃、抗静电）向井下供风。③供水。地面安装一台水泵（型号），配？准59×4.5mm钢管向井下供水。④照明。选用两台专用探照灯为井下照明，一台放于吊盘下，一台放于保护盘下，提供吊盘上照明。选用MY3×10+1×6矿用橡套电缆作为照明电缆。⑤通信。施工过程中选用两种通讯方式，一种在吊盘上安设一部电话，能与地面值班室、上井口信号房、绞车房等相互直接联系；一种采用无线对讲机，能与地面信号房及井口联系。⑥瓦斯监测。入井人员每班配备2块便携式瓦斯监测仪悬挂在掉盘上，瓦斯浓度超过0.75%立即撤人。⑦井底排矸及排水。原矸以及施工期间掉落井底的矸石及杂物、施工期间的施工用水及井壁淋水，由矿方组织人员及时清理，避免落砟堵塞井底而造成采区停风。

6 劳动组织

井筒维修工期（指揭开防爆门入井维修开始）根据井筒损坏情况再做确定，维修按三班循环作业。

7 结语

由于在施工井筒过煤时仍采用素砼浇筑，而没有采取有效的措施更改支护形式，降低了井筒的服务年限，给后期服务带来了不应有影响，对此应接受教训。

本井筒维修时，根据具体情况采取的维修技术的特点和施工工艺，取得了较好的效果，为类似情况提供了借鉴。

参考文献：

[1]沈季良等.建井工程手册[M].煤炭工业出版社，1986.

[2]刘风坤，舒非凡.立井井筒壁后注浆施工[J].建井技术，2008（02）.

[3]陈炎光，王玉浚主编.中国煤矿开拓系统图集[M].中国矿业大学出版社，1992.