第三系富水特厚疏松砂砾层立井施工技术研究

摘要

快速、安全地通过厚表土层立井是当今国内外地下工程界面临的技术难题，在井筒施工过程中出现的井壁片帮、涌水等问题严重制约着井筒掘进速度，直接影响了矿井建设进程。本文以陈家沟煤矿回风立井的施工为背景，对厚表土层概念及立井凿井方法的分类作了较为全面的归纳和总结，分析了优缺点以及适应条件。
　　 通过对陈家沟煤矿所在地理位置、气候特征、矿井地质条件、生产布局，以及该矿井所要施工的回风立井所在位置的了解，重点介绍了该井筒所在位置的地质条件和水文状况，并着重对含有巨厚疏松不良地层的第三系进行补充勘探的地质特征进行说明。
　　 经过对备用施工方案的考察、调研、论证以及可行性分析研究，从安全、降低工程造价和确保工期等方面综合考虑，并结合施工单位的技术水平，最终在方案的选择上决定采用普通凿井法作为陈家沟煤矿回风立井的主要施工方法。
　　 为了确保普通凿井法能够快速通过厚表土层，本文加强了注浆技术的研究，分析了注浆机理，论述了渗透性注浆的基本要素和基本方程。重点研究了注浆参数，其中包含浆液扩散范围，注浆压力，浆液的注入量等。
　　 在施工方法研究上，通过第四、第三系特厚疏松不良地层时，采用短掘短砌技术，尽量缩短围岩暴露的面积和时间；工作面进行超前预注浆形成帷幕,对井壁周围水患加强堵、截，在集中涌水点采取安设导水管，控制水流方向和线路；对已成井井壁段施工导水管集中导水和卸压；实现普通凿井法与截、排、堵、封等治水方案同时进行。对永久支护体分内、外壁二次浇筑的复壁技术应用，保障了井筒完工后符合设计要求、满足了生产的需要。
　　 研究得出，采用超短段掘支，掘砌段高控制在0.5～1.2m 之间；原利用吊桶随矸排水改为配置专门的排水系统独立排水，解决了单吊桶提升工序转换慢的弊病；密集型板桩临时支护在该段高内分层向下掘进过程中能够控制流砂外涌。