第二篇立井井筒工程2

1、Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程1立井井筒施工第二篇 立井井筒工程礦 山 建 設(shè) 工 程Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程2我國(guó)立井井筒的特點(diǎn)1、50年代平均井深為200300m，井徑為4.0m左右。2、70年代平均井深為400m左右，井徑為6.0m左右。3、90年代平均井深為500m以上，井徑為6.08.0m。沿海地區(qū)達(dá)300400m，山東巨野礦區(qū)表土超過(guò)500m。Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程31. 工程量不大，但工期長(zhǎng)。 煤礦建設(shè)中，立井井筒施工是關(guān)鍵工程。雖然立井井筒掘進(jìn)工程量?jī)H占全礦井工程量的45，但工期卻占35左右。因此，

2、加快立井掘砌速度，是縮短礦井建設(shè)工期的關(guān)鍵。而立井作業(yè)方式、施工技術(shù)及裝備水平又影響著立井的掘砌速度。50年來(lái)，經(jīng)過(guò)廣大建設(shè)者的努力，目前我國(guó)立井機(jī)械化裝備水平與施工速度已達(dá)到當(dāng)代國(guó)際先進(jìn)水平。Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程4 2. 施工復(fù)雜 立井井筒一般要穿過(guò)表土與基巖兩個(gè)部分，其施工技術(shù)由于圍巖條件不同各有特點(diǎn)。表土施工方案選擇主要考慮工程的安全，而基巖施工主要考慮施工速度。 由于表土松軟，穩(wěn)定性較差，經(jīng)常含水，并直接承受井口結(jié)構(gòu)物的荷載。所以，表土施工比較復(fù)雜，往往成為立井施工的關(guān)鍵工程。正確的選擇表土施工方案和施工方法，避開(kāi)雨季施工，預(yù)先考慮片幫等突發(fā)事故的防范措

3、施，確保立井井筒安全快速地通過(guò)表土層，并順利轉(zhuǎn)入基巖施工具有重要的意義。 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程53. 安全工作 2004.3.18，山東省棗莊市滕州市東大煤礦副井（基建井，由中國(guó)中煤能源集團(tuán)公司五建公司第二工程處承建）發(fā)生提升過(guò)卷墜罐事故，井下共有11人（罐內(nèi)2人，抓巖機(jī)內(nèi)1人，井底工作面8人）作業(yè)，其中：7人死亡，1人重傷，3人輕傷。 事故的主要原因是管理人員違章操作。按照規(guī)程，主要提升絞車(chē)必須配備正、副司機(jī)，正司機(jī)操作、副司機(jī)監(jiān)護(hù)，但東大項(xiàng)目部分為四個(gè)班次進(jìn)行作業(yè)，只有名絞車(chē)司機(jī)，特殊工種人員嚴(yán)重不足；此外，絞車(chē)本身速度保護(hù)裝置不全、過(guò)卷高度不足也是造成這一

4、事故的重要原因。Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程6 1988年1月13日中午，山東省張家洼礦山公司所屬的井巷工程公司安裝隊(duì)，發(fā)生了一起死亡7人，重傷多人的重大惡性事故。 當(dāng)天上午7點(diǎn)半，安裝隊(duì)到張礦主井執(zhí)行吊桶改罐施工的落盤(pán)任務(wù)，要把在井深434米的三層吊盤(pán)降到井深506米處。參加施工的職工有18人在井內(nèi)工作，其中14人在吊盤(pán)上工作。吊盤(pán)懸吊在井內(nèi)，直徑為7.3米。三層吊盤(pán)上分別站有7人、4人、3人，負(fù)責(zé)放電纜、看穩(wěn)繩、通訊、指揮。8點(diǎn)左右，開(kāi)始落盤(pán)（井內(nèi)作垂直下落）。在落盤(pán)過(guò)程中，盤(pán)上工作人員發(fā)現(xiàn)有4根鋼絲繩懸吊的吊盤(pán)下落不平衡。井下指揮人員馬上同地面電話聯(lián)系，隨即連續(xù)四

5、次進(jìn)行調(diào)整。上午10點(diǎn)40分，吊盤(pán)從井下434米處落到井下456米馬頭門(mén)（進(jìn)巷道的口）時(shí)，盤(pán)上工人突然聽(tīng)到響聲，隨即西北角一根直徑34毫米的懸吊鋼絲繩發(fā)生斷裂。剎那間，井內(nèi)燈滅了，盤(pán)上與井口的信號(hào)聯(lián)系中斷，三層吊盤(pán)同時(shí)傾斜75以上，有9人墜入離作業(yè)面60多米的“深淵”。 造成這起事故的直接原因是懸吊吊盤(pán)的鋼絲繩斷裂。 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程7立井施工的主要工序表土段掘進(jìn)基巖段掘進(jìn)普通法特殊法形成地下空間永久支護(hù)安裝井筒裝備采用何種臨時(shí)支護(hù)？鉆眼爆破、裝巖、提升排矸、井筒支護(hù)、涌水治理、其他輔助作業(yè)、井筒安裝、施工方式Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)

6、工程85 立井井筒表土施工 在建井過(guò)程中，覆蓋于基巖之上的第四紀(jì)沖積層和巖石風(fēng)化帶統(tǒng)稱為表土層。礫石、砂、粉砂、流沙等1、松散性土層：3、大孔徑表土：4、其它特殊土層2、粘結(jié)性土層： 粘土、砂質(zhì)粘土粉土顆粒，含石膏、碳酸鈣等膠結(jié)質(zhì)膨脹性粘土，含高嶺石、蒙脫石等 井頸最上部的臨時(shí)井壁和井口臨時(shí)封口框組成臨時(shí)鎖口。在建井完成并拆除臨時(shí)井架后，再拆除臨時(shí)鎖口，砌筑永久鎖口或與井塔基礎(chǔ)連成一起。Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程9 井頸最上部的永久井壁和臨時(shí)封口框組成永久鎖口。在建井后期，鎖口不再拆除，僅拆除臨時(shí)鎖口框。 30#60#工字鋼鋪設(shè)于鎖口圈上或獨(dú)立于井口附近的基礎(chǔ)上，梁上

7、放置井圈，掛上普通拉鉤或鋼絲繩，鋼筋，用以吊掛臨時(shí)井圈或永久井壁。1、臨時(shí)鎖口的標(biāo)高要盡量與永久井口標(biāo)高一致；2、鎖口框的位置必須避開(kāi)井內(nèi)測(cè)量中心線和邊線；3、鎖口框下的墊木或墊磚鋪設(shè)面積要考慮上體承載能力；4、避開(kāi)兩季施工，砌排水溝或擋水墻。立井井筒表土施工 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程10鋼結(jié)構(gòu)臨時(shí)鎖口鋼結(jié)構(gòu)臨時(shí)鎖口 1鋼梁鋼梁 2U型卡子型卡子 3井圈井圈 4掛鉤掛鉤 5背板背板 6墊木墊木Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程11（臨時(shí)支護(hù)）1、掘進(jìn)風(fēng)鎬掘進(jìn)，人工裝土；先用簡(jiǎn)易設(shè)備后用鑿井專用設(shè)備提升。挖土可用鐵鎬鐵鍬。若土層堅(jiān)硬可配以風(fēng)鎬，必要時(shí)

8、，甚至可打淺眼、放小炮崩碎立井井筒表土施工 全斷面分層開(kāi)挖Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程12（臨時(shí)支護(hù)）立井井筒表土施工 2、支護(hù)（臨時(shí)支護(hù)）（1）井圈：用12#以上做成612節(jié)井圈組成一圈，其直徑等于掘進(jìn)直徑，節(jié)與節(jié)之間用螺栓連接。（2）掛鉤：Z形拉鉤用16圓鋼冷彎制成，長(zhǎng)1.2m。（3）背板：51601500（圈間距為1200）。3、砌筑井壁 段高不超過(guò)30m，自下而上拆一圈砌一節(jié)井壁，直到井口；此后進(jìn)行第二段高施工。Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程131、掘進(jìn)方法 先挖井筒中心，后掘周幫，周幫挖夠之后，鋪設(shè)托盤(pán)、吊掛鋼筋、立金屬模板、測(cè)量找正穩(wěn)模

9、、澆灌混凝土，最后安好接茬板進(jìn)行井壁合茬2、臨時(shí)支護(hù) 特制鋼模板；直徑25mm螺紋鋼加工的鋼筋鉤子上段為鉤、下段為環(huán)狀；段高取24m。立井井筒表土施工 3、永久支護(hù) 滑模套壁施工內(nèi)層井壁Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程14立井井筒表土施工 注意事項(xiàng)：1、吊掛井壁是自上而下進(jìn)行的，所以要求井壁上部應(yīng)有壁座、吊掛井壁是自上而下進(jìn)行的，所以要求井壁上部應(yīng)有壁座或永久混凝土鎖口，并預(yù)留出吊掛井墜生根鉤子；或永久混凝土鎖口，并預(yù)留出吊掛井墜生根鉤子；2、井壁接茬要嚴(yán)，混凝土充填要密實(shí)；、井壁接茬要嚴(yán)，混凝土充填要密實(shí)；3、接茬較多，井壁整體性較差，一般都采用二次復(fù)壁，復(fù)壁、接茬較多，

10、井壁整體性較差，一般都采用二次復(fù)壁，復(fù)壁厚度不小于厚度不小于200mmCopyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程15立井井筒表土施工 （）1、板樁材料2、施工工藝（3）砌壁采用吊掛井壁法，導(dǎo)向圈、板樁、拉鉤全澆注在井壁內(nèi)，不拆除。（2）掛好導(dǎo)向圈，依次打入板樁，板樁入土0.50.8m時(shí)開(kāi)始挖土，挖500后用Z形拉鉤掛第二圈導(dǎo)向圈。（1）在距淤泥或流沙11.5m時(shí)停止掘進(jìn)，在上節(jié)井壁下預(yù)埋1218個(gè)生根鉤子，以備掛導(dǎo)向圈。Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程16立井井筒表土施工 1、工作面超前小井降低水位法2、鉆孔降低水位法（疏干孔） 超前工作面1.52.5m，在小井中

11、用泵抽水排入吊桶或排到吊盤(pán)上的轉(zhuǎn)水盤(pán)中。 在井筒周?chē)蚓矓嗝鎯?nèi)打兩個(gè)或多個(gè)鉆孔并深入不透水層，用深井泵或氣升泵抽水。Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程17立井井筒表土施工 1、按設(shè)計(jì)要求鉆好降水孔，隨后進(jìn)行鑿井設(shè)備的安裝、按設(shè)計(jì)要求鉆好降水孔，隨后進(jìn)行鑿井設(shè)備的安裝2、根據(jù)表土層的實(shí)際情況，掘砌段高一般為、根據(jù)表土層的實(shí)際情況，掘砌段高一般為20m左右左右3、隨掘進(jìn)隨進(jìn)行錨噴，作為臨時(shí)支護(hù)。噴厚、隨掘進(jìn)隨進(jìn)行錨噴，作為臨時(shí)支護(hù)。噴厚80100mm，錨桿長(zhǎng)錨桿長(zhǎng)1.2m、直徑、直徑16mm。錨噴段高。錨噴段高0.81.5m4、掘完一個(gè)段高后即進(jìn)行澆灌混凝土或吊掛井壁永久支護(hù)、

12、掘完一個(gè)段高后即進(jìn)行澆灌混凝土或吊掛井壁永久支護(hù)Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程18為何產(chǎn)生特殊施工方法？為何產(chǎn)生特殊施工方法？Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程19凍結(jié)管凍結(jié)管凍結(jié)壁凍結(jié)壁井壁井壁測(cè)溫孔測(cè)溫孔水文觀水文觀察孔察孔井筒井筒在井筒掘進(jìn)之前，在井筒周?chē)@凍結(jié)孔，用人工制冷的方法將井筒周?chē)牟环€(wěn)定表土層和風(fēng)化巖層凍結(jié)成一個(gè)封閉的凍結(jié)圈，以防止水或流砂涌入井筒并抵抗地壓，然后在凍結(jié)圈的保護(hù)下掘砌井筒。Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程20 1862 1862年英國(guó)南威爾士在建筑工程基礎(chǔ)施工中，首先采用人工制冷方年英國(guó)南威爾士在建筑

13、工程基礎(chǔ)施工中，首先采用人工制冷方法加固土壤；法加固土壤；18831883年德國(guó)工程師波茨舒用凍結(jié)法開(kāi)鑿了深度年德國(guó)工程師波茨舒用凍結(jié)法開(kāi)鑿了深度103m103m的井筒的井筒，獲得了凍結(jié)法鑿井技術(shù)專利。前蘇聯(lián)，獲得了凍結(jié)法鑿井技術(shù)專利。前蘇聯(lián)19281928年開(kāi)始采用凍結(jié)法，至年開(kāi)始采用凍結(jié)法，至19901990年共開(kāi)鑿井筒年共開(kāi)鑿井筒400400多個(gè)。多個(gè)。國(guó)名國(guó)名英國(guó)英國(guó)加拿大加拿大波蘭波蘭比利時(shí)比利時(shí)德國(guó)德國(guó)前蘇聯(lián)前蘇聯(lián)法國(guó)法國(guó)中國(guó)中國(guó)荷蘭荷蘭最大凍深，最大凍深，m930915725638628620550736338凍結(jié)法施工立井井筒數(shù)量統(tǒng)計(jì)表凍結(jié)法施工立井井筒數(shù)量統(tǒng)計(jì)表 年份年份凍結(jié)

14、井筒凍結(jié)井筒數(shù)量數(shù)量/個(gè)個(gè)凍結(jié)深度凍結(jié)深度/m 最大凍結(jié)深度最大凍結(jié)深度/m 100 100 200 300 400 195519961955195919601969197019791980198919901996 4071850115130100 112 151 81 45 4 11 7 0 0 0 25 18 6 1 0 26 44 35 9 1 34 51 26 18 2 20 41 21 17 1 435162（荊各莊主井）（荊各莊主井）330（平八東風(fēng)井）（平八東風(fēng)井）415（潘三東風(fēng)井）（潘三東風(fēng)井）435（陳四樓副井）（陳四樓副井）410（元氏風(fēng)井）（元氏風(fēng)井）Copyright

15、2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程21 我國(guó)于我國(guó)于1955年在開(kāi)灤林西風(fēng)井首次采用凍結(jié)法施工第一個(gè)井年在開(kāi)灤林西風(fēng)井首次采用凍結(jié)法施工第一個(gè)井筒（直徑筒（直徑5.0m，深度，深度105m），揭開(kāi)了我國(guó)在表土不穩(wěn)定含水地），揭開(kāi)了我國(guó)在表土不穩(wěn)定含水地層建設(shè)井筒的序幕。我國(guó)層建設(shè)井筒的序幕。我國(guó)凍結(jié)法鑿井至今已建成井筒凍結(jié)法鑿井至今已建成井筒400多個(gè)，多個(gè)，其中包括一批深其中包括一批深300m以上和若干深以上和若干深400m以上的深大井筒，累以上的深大井筒，累計(jì)凍結(jié)延米長(zhǎng)近計(jì)凍結(jié)延米長(zhǎng)近7萬(wàn)萬(wàn)m。包括包括80年代最大凍深年代最大凍深415m的潘三東風(fēng)的潘三東風(fēng)井井，河南陳四樓副井凍結(jié)深度河南

16、陳四樓副井凍結(jié)深度435m，山東金橋煤礦凍結(jié)井穿過(guò)，山東金橋煤礦凍結(jié)井穿過(guò)的表土層達(dá)的表土層達(dá)378.3m，山東濟(jì)寧，山東濟(jì)寧3#副井凍結(jié)深度副井凍結(jié)深度395m，成井直徑，成井直徑8m，內(nèi)蒙古榆樹(shù)林子礦斜井凍結(jié)斜長(zhǎng)，內(nèi)蒙古榆樹(shù)林子礦斜井凍結(jié)斜長(zhǎng)114.5m，寧夏王洼礦最大，寧夏王洼礦最大斜井深度斜井深度88m。目前，我國(guó)最深凍結(jié)鑿井是。目前，我國(guó)最深凍結(jié)鑿井是安徽口孜東礦凍結(jié)安徽口孜東礦凍結(jié)深度深度為為736米米Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程221凍結(jié)原理 井筒周?chē)膬鼋Y(jié)圈，是由冷凍站制出的低溫鹽水在沿凍結(jié)管流動(dòng)過(guò)程中，不斷吸收孔壁周?chē)鷰r土層的熱量，使巖土逐漸冷卻凍結(jié)而

17、成。鹽水起傳遞冷量的作用，稱為冷媒劑。鹽水的冷量是利用液態(tài)氨氣化時(shí)吸收鹽水的熱量而制取的，所以氨叫做制冷劑。被壓縮的氨由過(guò)熱蒸氣狀態(tài)變成液態(tài)過(guò)程中，其熱量又被冷卻水帶走?？梢?jiàn)，整個(gè)制冷設(shè)備包括氨循環(huán)系統(tǒng)、鹽水循環(huán)系統(tǒng)和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)三部分 。Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程231.1 一級(jí)壓縮制冷原理圖中l(wèi)點(diǎn)表示氨處于飽和蒸氣狀態(tài)，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮變?yōu)楦邷馗邏旱倪^(guò)熱蒸氣2，再經(jīng)冷凝器等壓冷卻，冷凝為高壓常溫液態(tài)氨3，再經(jīng)調(diào)節(jié)閥，高壓液態(tài)氨變?yōu)榈蛪阂簯B(tài)氨4，進(jìn)入蒸發(fā)器中蒸發(fā)，吸收其從地下返回鹽水的熱量變?yōu)轱柡驼魵獍?，如此循環(huán)，產(chǎn)生冷量吸收地?zé)?，并將其熱量通過(guò)冷卻器水循環(huán)帶到大氣中

18、去，達(dá)到制冷目的。Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程241.2鹽水循環(huán)系統(tǒng)鹽水在制冷過(guò)程中起著輸送冷量的作用鹽水在制冷過(guò)程中起著輸送冷量的作用1鹽水箱；鹽水箱；2鹽水泵；鹽水泵；3集液圈；集液圈；4配液圈；配液圈；5、6鹽水管；鹽水管；7回液管；回液管；8供液管；供液管；9凍結(jié)管凍結(jié)管冷鹽水冷鹽水熱鹽水熱鹽水正循環(huán)正循環(huán)上行上行 吸熱吸熱反循環(huán)反循環(huán)下行下行 吸熱吸熱在在凍結(jié)初凍結(jié)初期期可采用可采用鹽水鹽水正循正循環(huán)環(huán)方式，方式，待凍結(jié)圓待凍結(jié)圓柱柱交圈后交圈后改為反循改為反循環(huán)方式環(huán)方式Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程251.3冷卻水循環(huán)系統(tǒng) 在制冷過(guò)程

19、中，冷卻水用于冷凝器中吸收過(guò)熱蒸汽氨的在制冷過(guò)程中，冷卻水用于冷凝器中吸收過(guò)熱蒸汽氨的熱量使其變?yōu)橐簯B(tài)氨，同時(shí)用于氨壓縮機(jī)氣缸的冷卻，熱量使其變?yōu)橐簯B(tài)氨，同時(shí)用于氨壓縮機(jī)氣缸的冷卻，保證壓縮機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)保證壓縮機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)1循環(huán)水池；循環(huán)水池；2水泵；水泵；3冷凝器；冷凝器；4壓縮機(jī)；壓縮機(jī)；5泄水溝泄水溝一級(jí)壓縮制冷冷一級(jí)壓縮制冷冷卻水的溫度一般卻水的溫度一般應(yīng)低于應(yīng)低于20，最，最高不要超過(guò)高不要超過(guò)25；二級(jí)壓縮制冷時(shí)二級(jí)壓縮制冷時(shí)冷卻水溫度最好冷卻水溫度最好不超過(guò)不超過(guò)30Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程261.4冷卻水循環(huán)系統(tǒng)v水源井設(shè)置的位置，對(duì)凍結(jié)井筒來(lái)說(shuō)，應(yīng)

20、在地下水水源井設(shè)置的位置，對(duì)凍結(jié)井筒來(lái)說(shuō)，應(yīng)在地下水流影響半徑以外，一般距凍結(jié)井在流影響半徑以外，一般距凍結(jié)井在300m以上，而且以上，而且要在水流方向的上方（要在水流方向的上方（上游上游）以防影響井筒的凍結(jié)。）以防影響井筒的凍結(jié)。v一級(jí)壓縮制冷冷卻水的溫度一般應(yīng)低于一級(jí)壓縮制冷冷卻水的溫度一般應(yīng)低于20，最高，最高不要超過(guò)不要超過(guò)25；二級(jí)壓縮制冷時(shí)冷卻水溫度最好不；二級(jí)壓縮制冷時(shí)冷卻水溫度最好不超過(guò)超過(guò)30Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程272 凍結(jié)參數(shù)的確定v確定地壓確定地壓P計(jì)算深度處地壓，計(jì)算深度處地壓，MPaH計(jì)算深度，計(jì)算深度，mv凍結(jié)壁厚度凍結(jié)壁厚度r凍結(jié)壁

21、內(nèi)半徑（井筒掘進(jìn)半徑）凍結(jié)壁內(nèi)半徑（井筒掘進(jìn)半徑）凍土的容許強(qiáng)度凍土的容許強(qiáng)度拉麥公式拉麥公式古別拉公式古別拉公式重液公式重液公式150mCopyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程293 凍結(jié)方案v一次全深凍結(jié)一次全深凍結(jié)全部?jī)鼋Y(jié)管全部?jī)鼋Y(jié)管由地面穿過(guò)由地面穿過(guò)不穩(wěn)定含水不穩(wěn)定含水地層，并進(jìn)地層，并進(jìn)入入不透水基不透水基巖巖10m以上，以上，供液管下至供液管下至凍結(jié)管底錐凍結(jié)管底錐隔板之上，隔板之上，實(shí)現(xiàn)從地面實(shí)現(xiàn)從地面到需要凍結(jié)到需要凍結(jié)深度的一次深度的一次凍結(jié)凍結(jié)Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程303 凍結(jié)方案v一次全深凍結(jié)一次全深凍結(jié)在采用一次全深凍結(jié)方案確

22、定凍結(jié)深度時(shí)，應(yīng)將沖積在采用一次全深凍結(jié)方案確定凍結(jié)深度時(shí)，應(yīng)將沖積層下面與沖積層有水力聯(lián)系、含水豐富的層下面與沖積層有水力聯(lián)系、含水豐富的基巖風(fēng)化帶基巖風(fēng)化帶同時(shí)凍結(jié)。對(duì)于距離沖積層很近的基巖含水層，厚度同時(shí)凍結(jié)。對(duì)于距離沖積層很近的基巖含水層，厚度不大而且涌水且超過(guò)不大而且涌水且超過(guò)l0m3h時(shí)，也應(yīng)與沖積層同時(shí)時(shí)，也應(yīng)與沖積層同時(shí)涼結(jié)。否則，由于凍結(jié)深度不夠，施工時(shí)可能造成涌涼結(jié)。否則，由于凍結(jié)深度不夠，施工時(shí)可能造成涌水淹井事故水淹井事故 徐州張集煤礦徐州張集煤礦 主副井均因沒(méi)有一起凍結(jié)含水豐富的基巖風(fēng)化帶，在井筒施工主副井均因沒(méi)有一起凍結(jié)含水豐富的基巖風(fēng)化帶，在井筒施工到風(fēng)化帶時(shí)，造

23、成透水淹井到風(fēng)化帶時(shí)，造成透水淹井 淮北蘆嶺主井淮北蘆嶺主井沖積層厚度沖積層厚度1303m，下部，下部133135m為泥灰?guī)r，裂隙極為發(fā)為泥灰?guī)r，裂隙極為發(fā)育，涌水量達(dá)育，涌水量達(dá)184m3h，為強(qiáng)含水層。但凍結(jié)深度僅為，為強(qiáng)含水層。但凍結(jié)深度僅為135m。井筒施工到井筒施工到133m時(shí)工作面突然涌水，造成井筒被淹時(shí)工作面突然涌水，造成井筒被淹Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程313 凍結(jié)方案v差異凍結(jié)（長(zhǎng)短管凍結(jié)）差異凍結(jié)（長(zhǎng)短管凍結(jié)）采取長(zhǎng)短管間隔布置的方式，在全部?jī)鼋Y(jié)管穿過(guò)沖積采取長(zhǎng)短管間隔布置的方式，在全部?jī)鼋Y(jié)管穿過(guò)沖積層后，層后，短管短管則進(jìn)入基巖風(fēng)化帶或含水巖層則

24、進(jìn)入基巖風(fēng)化帶或含水巖層5m以上，以上，長(zhǎng)長(zhǎng)管管還需穿過(guò)含水巖層并進(jìn)入不透水巖層還需穿過(guò)含水巖層并進(jìn)入不透水巖層l0m以上以上 不透水巖層不透水巖層含水基巖層含水基巖層沖積層沖積層Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程323 凍結(jié)方案v差異凍結(jié)（長(zhǎng)短管凍結(jié)）差異凍結(jié)（長(zhǎng)短管凍結(jié)）差異凍結(jié)方案適用于上部為含水豐富的沖積層，下部差異凍結(jié)方案適用于上部為含水豐富的沖積層，下部為基巖風(fēng)化帶和距離沖積層比較近而涌水量又較大的為基巖風(fēng)化帶和距離沖積層比較近而涌水量又較大的基巖層。但當(dāng)巖層中水的流速較大時(shí)不宜采用基巖層。但當(dāng)巖層中水的流速較大時(shí)不宜采用 適用條件：適用條件：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：這種凍結(jié)

25、方案冷量分配合理，可減少冷凍設(shè)備，少這種凍結(jié)方案冷量分配合理，可減少冷凍設(shè)備，少打鉆孔，加快凍結(jié)速度，降低工程造價(jià)打鉆孔，加快凍結(jié)速度，降低工程造價(jià)Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程333 凍結(jié)方案v局部?jī)鼋Y(jié)局部?jī)鼋Y(jié)當(dāng)不穩(wěn)定含水層位于沖積層中部或下部，而上部較穩(wěn)當(dāng)不穩(wěn)定含水層位于沖積層中部或下部，而上部較穩(wěn)定不需凍結(jié)；或不穩(wěn)定含水層位于上部和下部，而中定不需凍結(jié)；或不穩(wěn)定含水層位于上部和下部，而中部較穩(wěn)定不需凍結(jié)；或上部井筒已施工過(guò)而下部地層部較穩(wěn)定不需凍結(jié)；或上部井筒已施工過(guò)而下部地層復(fù)雜或發(fā)生過(guò)事故需用凍結(jié)處理時(shí)，可采用局部?jī)鼋Y(jié)復(fù)雜或發(fā)生過(guò)事故需用凍結(jié)處理時(shí)，可采用局部?jī)?/p>

26、結(jié)方案。局部?jī)鼋Y(jié)較一次全深凍結(jié)消耗冷量少，凍結(jié)時(shí)方案。局部?jī)鼋Y(jié)較一次全深凍結(jié)消耗冷量少，凍結(jié)時(shí)間短，節(jié)省費(fèi)用間短，節(jié)省費(fèi)用 分期凍結(jié)是將一個(gè)凍結(jié)深度比較大的井筒，分成兩分期凍結(jié)是將一個(gè)凍結(jié)深度比較大的井筒，分成兩段或兩段以上段或兩段以上(一般分為兩段一般分為兩段)，按先凍上段后凍下段，按先凍上段后凍下段的次序，待上段凍好并開(kāi)始掘砌之后，再開(kāi)始凍下的次序，待上段凍好并開(kāi)始掘砌之后，再開(kāi)始凍下段，上段報(bào)砌完時(shí)，下段凍結(jié)壁已達(dá)到設(shè)計(jì)厚度和段，上段報(bào)砌完時(shí)，下段凍結(jié)壁已達(dá)到設(shè)計(jì)厚度和強(qiáng)度，具備開(kāi)挖條件強(qiáng)度，具備開(kāi)挖條件v分期凍結(jié)分期凍結(jié)Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程343 凍結(jié)方

27、案v單圈凍結(jié)單圈凍結(jié)v雙圈凍結(jié)雙圈凍結(jié)v三圈凍結(jié)三圈凍結(jié)Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程355 凍結(jié)施工凍結(jié)孔凍結(jié)孔 圈徑：圈徑：比井筒直徑大比井筒直徑大1.0m1.0m3.0m3.0m 間距：間距：1.0m1.0m1.3m1.3m 直徑：直徑：200mm200mm250mm250mm（開(kāi)孔（開(kāi)孔101020m20m直徑要大直徑要大202040mm40mm） 深度：深度：比凍結(jié)深度大比凍結(jié)深度大5m5m10m10m，控制偏斜值，控制偏斜值0.50.51.0m1.0m 水位觀察孔（水位觀察孔（12個(gè)）：個(gè)）： 位置：位置：距離井筒中心距離井筒中心1m1m，不影響井筒掘進(jìn)時(shí)測(cè)量

28、。，不影響井筒掘進(jìn)時(shí)測(cè)量。 深度：深度：穿過(guò)所有含水層，不大于凍結(jié)深度或偏出井筒穿過(guò)所有含水層，不大于凍結(jié)深度或偏出井筒 作用：作用：觀察凍結(jié)圈是否交圈觀察凍結(jié)圈是否交圈 測(cè)溫孔：測(cè)溫孔： 位置：位置：凍結(jié)壁外沿界面凍結(jié)壁外沿界面 數(shù)目：數(shù)目： 3 34 4個(gè)個(gè) 作用：作用：確定凍結(jié)壁厚度和開(kāi)挖時(shí)間確定凍結(jié)壁厚度和開(kāi)挖時(shí)間 v鉆孔孔施工鉆孔孔施工Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程365 凍結(jié)施工v鉆孔的防鉆孔的防偏、測(cè)斜和偏、測(cè)斜和糾偏糾偏應(yīng)堅(jiān)持應(yīng)堅(jiān)持防偏防偏為主、為主、糾偏糾偏為輔的原則為輔的原則Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程375 凍結(jié)施工v井筒掘進(jìn)

29、井筒掘進(jìn)凍結(jié)井筒的開(kāi)挖條件：凍結(jié)井筒的開(kāi)挖條件：通常當(dāng)上部?jī)鼋Y(jié)壁交圈后，并具有一定厚度，足以抵抗地壓時(shí)通常當(dāng)上部?jī)鼋Y(jié)壁交圈后，并具有一定厚度，足以抵抗地壓時(shí)即可進(jìn)行開(kāi)挖。開(kāi)挖后仍需繼續(xù)積極凍結(jié)，以提高下部?jī)鼋Y(jié)壁即可進(jìn)行開(kāi)挖。開(kāi)挖后仍需繼續(xù)積極凍結(jié)，以提高下部?jī)鼋Y(jié)壁的厚度和強(qiáng)度。的厚度和強(qiáng)度。但應(yīng)防止凍結(jié)壁尚未交圈的情況下進(jìn)行開(kāi)挖但應(yīng)防止凍結(jié)壁尚未交圈的情況下進(jìn)行開(kāi)挖具備以下條件可進(jìn)行試挖：具備以下條件可進(jìn)行試挖：1、水文孔內(nèi)的水位已有規(guī)律的上升并已冒水，、水文孔內(nèi)的水位已有規(guī)律的上升并已冒水，2、測(cè)溫孔內(nèi)的溫度已降至設(shè)計(jì)要求，證實(shí)含水層的凍結(jié)、測(cè)溫孔內(nèi)的溫度已降至設(shè)計(jì)要求，證實(shí)含水層的凍結(jié)壁已

30、全部交圈；壁已全部交圈；3、去路和回路鹽水的溫度差不超過(guò)、去路和回路鹽水的溫度差不超過(guò)2，4、按不同巖層的凍結(jié)速度推算，每一巖層的凍結(jié)壁厚度、按不同巖層的凍結(jié)速度推算，每一巖層的凍結(jié)壁厚度已達(dá)到設(shè)計(jì)要求；已達(dá)到設(shè)計(jì)要求；5、按不同的凍土溫度計(jì)算，每一巖層的凍結(jié)壁強(qiáng)度已達(dá)、按不同的凍土溫度計(jì)算，每一巖層的凍結(jié)壁強(qiáng)度已達(dá)到設(shè)計(jì)要求。到設(shè)計(jì)要求。Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程385 凍結(jié)施工v井筒掘進(jìn)井筒掘進(jìn)在未凍結(jié)的情況下，一般均較松軟可用鐵鍬、風(fēng)鎬或抓巖機(jī)挖在未凍結(jié)的情況下，一般均較松軟可用鐵鍬、風(fēng)鎬或抓巖機(jī)挖掘，直接裝入吊桶；掘，直接裝入吊桶；采用鉆眼爆破方法破碎凍土可以

31、提高生產(chǎn)效率加快施工進(jìn)度。采用鉆眼爆破方法破碎凍土可以提高生產(chǎn)效率加快施工進(jìn)度。比采用風(fēng)鎬、風(fēng)鏟等簡(jiǎn)單施工機(jī)具效率提高比采用風(fēng)鎬、風(fēng)鏟等簡(jiǎn)單施工機(jī)具效率提高35倍倍鉆眼爆破原則鉆眼爆破原則：打淺眼，少裝藥，松動(dòng)凍土：打淺眼，少裝藥，松動(dòng)凍土風(fēng)動(dòng)工具需采取防凍措施風(fēng)動(dòng)工具需采取防凍措施壓風(fēng)過(guò)濾干燥法壓風(fēng)過(guò)濾干燥法壓氣冷凝分離法壓氣冷凝分離法Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程395 凍結(jié)施工v井筒掘進(jìn)井筒掘進(jìn)掘進(jìn)段高掘進(jìn)段高：掘進(jìn)后未經(jīng)支護(hù)的高度：掘進(jìn)后未經(jīng)支護(hù)的高度 1地壓。沖積層地壓隨深度的增加而增加，掘進(jìn)段高應(yīng)隨深地壓。沖積層地壓隨深度的增加而增加，掘進(jìn)段高應(yīng)隨深度的增加而

32、相應(yīng)減小。度的增加而相應(yīng)減小。 2、圍巖性質(zhì)和凍結(jié)壁強(qiáng)度。凍結(jié)壁強(qiáng)度對(duì)掘進(jìn)段高影響很大，、圍巖性質(zhì)和凍結(jié)壁強(qiáng)度。凍結(jié)壁強(qiáng)度對(duì)掘進(jìn)段高影響很大，凍結(jié)壁強(qiáng)度越高，掘進(jìn)段高可以相應(yīng)增大。在凍結(jié)壁強(qiáng)度越高，掘進(jìn)段高可以相應(yīng)增大。在粗砂、中砂、細(xì)粗砂、中砂、細(xì)砂層和卵石層砂層和卵石層中，易于凍結(jié)，凍結(jié)后強(qiáng)度高，不變形，段高可中，易于凍結(jié)，凍結(jié)后強(qiáng)度高，不變形，段高可以大些；以大些；粉砂、砂質(zhì)粘土和粘土層粉砂、砂質(zhì)粘土和粘土層，凍結(jié)后強(qiáng)度低，而且易產(chǎn)，凍結(jié)后強(qiáng)度低，而且易產(chǎn)生變形，段高應(yīng)小一些；生變形，段高應(yīng)小一些；鈣質(zhì)粘土和鋁質(zhì)粘土鈣質(zhì)粘土和鋁質(zhì)粘土含有大量薄膜水，含有大量薄膜水，它們不易凍結(jié)，凍結(jié)后強(qiáng)

33、度低，膨脹變形量大，只能采用小段它們不易凍結(jié)，凍結(jié)后強(qiáng)度低，膨脹變形量大，只能采用小段高高掘進(jìn)段高的主要影響因素：掘進(jìn)段高的主要影響因素：Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程405 凍結(jié)施工v井筒掘進(jìn)井筒掘進(jìn) 3、凍結(jié)管偏斜。凍結(jié)管偏斜后，使凍結(jié)壁的有效厚度減薄，、凍結(jié)管偏斜。凍結(jié)管偏斜后，使凍結(jié)壁的有效厚度減薄，因而段高要相應(yīng)減小。因而段高要相應(yīng)減小。 4 、凍結(jié)壁幾何尺寸。凍結(jié)壁的幾何尺寸是指凍結(jié)壁的內(nèi)直、凍結(jié)壁幾何尺寸。凍結(jié)壁的幾何尺寸是指凍結(jié)壁的內(nèi)直徑、厚度和圓度。凍結(jié)壁的內(nèi)直徑小，厚度大和圓度好時(shí)，抵徑、厚度和圓度。凍結(jié)壁的內(nèi)直徑小，厚度大和圓度好時(shí)，抵抗地壓性能好，

34、掘進(jìn)段高可以適當(dāng)大一些，否則掘進(jìn)段高應(yīng)減抗地壓性能好，掘進(jìn)段高可以適當(dāng)大一些，否則掘進(jìn)段高應(yīng)減小。小。 5 、掘砌速度。掘砌速度快，凍結(jié)壁暴露時(shí)間短，變形量小，、掘砌速度。掘砌速度快，凍結(jié)壁暴露時(shí)間短，變形量小，段高可以適當(dāng)加大，否則段高應(yīng)減小。段高可以適當(dāng)加大，否則段高應(yīng)減小。通常在凍結(jié)壁穩(wěn)定的情況下，砂層、卵石層宜按制在通常在凍結(jié)壁穩(wěn)定的情況下，砂層、卵石層宜按制在10m以內(nèi)以內(nèi)；砂質(zhì)粘土層砂質(zhì)粘土層不應(yīng)超過(guò)不應(yīng)超過(guò)5m；粘土、鈣質(zhì)粘土、易膨脹粘土等地；粘土、鈣質(zhì)粘土、易膨脹粘土等地層宜控制在層宜控制在2.5m以內(nèi)以內(nèi)Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程415 凍結(jié)施工v井

35、壁砌筑井壁砌筑復(fù)合井壁又稱多層井壁或組合井壁，復(fù)合井壁又稱多層井壁或組合井壁，它是由兩種或兩種以上的普通井壁它是由兩種或兩種以上的普通井壁(不計(jì)壁后充填層不計(jì)壁后充填層)組成的復(fù)合體，組成的復(fù)合體，形成多層結(jié)構(gòu)。形成多層結(jié)構(gòu)。外層井壁外層井壁充填層：充填層：內(nèi)層井壁內(nèi)層井壁塑料夾層：塑料夾層：凍結(jié)壁和外層并壁凍結(jié)壁和外層并壁30100mm之間為充填層。此間需充之間為充填層。此間需充填密實(shí)無(wú)縫隙。若外層井壁選用現(xiàn)澆鋼筋混凝土?xí)r，充填密實(shí)無(wú)縫隙。若外層井壁選用現(xiàn)澆鋼筋混凝土?xí)r，充填層采用聚苯乙烯泡沫板為最佳填層采用聚苯乙烯泡沫板為最佳外層井壁與內(nèi)層并壁外層井壁與內(nèi)層并壁2050mm之間為塑料夾層之

36、間為塑料夾層Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程425 凍結(jié)施工v井壁砌筑井壁砌筑混凝土外層井壁施工混凝土外層井壁施工下混凝土可采用管子（下混凝土可采用管子（100m)和吊桶和吊桶模板：模板：弧形裝配式金屬模板弧形裝配式金屬模板金屬伸縮式活動(dòng)金屬模板金屬伸縮式活動(dòng)金屬模板凍結(jié)井筒現(xiàn)澆混凝土振搗要采用插入式高頻振搗器，搗凍結(jié)井筒現(xiàn)澆混凝土振搗要采用插入式高頻振搗器，搗固工作應(yīng)設(shè)專人分片負(fù)責(zé)，分層均勻搗固固工作應(yīng)設(shè)專人分片負(fù)責(zé)，分層均勻搗固Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程435 凍結(jié)施工v井壁砌筑井壁砌筑混凝土內(nèi)層井壁施工混凝土內(nèi)層井壁施工目前應(yīng)用較多的是液壓滑

37、升目前應(yīng)用較多的是液壓滑升模板。它主要由模板、滑模模板。它主要由模板、滑模盤(pán)和滑升動(dòng)力裝置組成。模盤(pán)和滑升動(dòng)力裝置組成。模板高度一般在板高度一般在1.4m左右。液左右。液壓滑升摸板可以實(shí)現(xiàn)混凝土壓滑升摸板可以實(shí)現(xiàn)混凝土連續(xù)澆灌，連續(xù)滑升連續(xù)澆灌，連續(xù)滑升一聽(tīng)一聽(tīng)：滑升過(guò)程中，能聽(tīng)到：滑升過(guò)程中，能聽(tīng)到沙沙聲沙沙聲二看二看:觀察剛脫模的混凝土表觀察剛脫模的混凝土表面無(wú)流淌、破裂、拖拉變形面無(wú)流淌、破裂、拖拉變形現(xiàn)象，且有水光現(xiàn)象，且有水光三摸三摸：脫模強(qiáng)度用手按有硬：脫模強(qiáng)度用手按有硬感，砂漿不粘土感，砂漿不粘土Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程44利用鉆井的鉆頭破碎巖石，以循

38、環(huán)泥漿排除巖屑，沖洗鉆頭，并依靠井內(nèi)充滿的泥漿保護(hù)井幫不致坍塌。當(dāng)鉆井完畢后，自地面將預(yù)制的井壁在井口一節(jié)一節(jié)依次連接起來(lái)，并在泥漿中懸浮下沉，進(jìn)行永久支護(hù)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1) 鉆井法鑿井的全部工作在地面進(jìn)行，徹底改變了長(zhǎng)期所采用鉆井法鑿井的全部工作在地面進(jìn)行，徹底改變了長(zhǎng)期所采用的打眼放炮人工出矸的井下作業(yè)方式，從根本上擺脫了普通鑿的打眼放炮人工出矸的井下作業(yè)方式，從根本上擺脫了普通鑿井法的井下作業(yè)環(huán)境，改善了工人的勞動(dòng)和安全條件井法的井下作業(yè)環(huán)境，改善了工人的勞動(dòng)和安全條件 2) 實(shí)現(xiàn)了鑿井綜合機(jī)械化和部分自動(dòng)化，免除了一切井下繁重實(shí)現(xiàn)了鑿井綜合機(jī)械化和部分自動(dòng)化，免除了一切井下繁重體力勞動(dòng)，

39、提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，加快了建井速體力勞動(dòng)，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，加快了建井速度。度。 3) 井壁采用地面預(yù)制的方法，井壁質(zhì)量好，強(qiáng)度高，減少了井井壁采用地面預(yù)制的方法，井壁質(zhì)量好，強(qiáng)度高，減少了井筒維護(hù)和排水費(fèi)筒維護(hù)和排水費(fèi) 4) 鉆井法不但能鉆鑿不穩(wěn)定松軟巖層，而且能鉆鑿穩(wěn)定的硬巖鉆井法不但能鉆鑿不穩(wěn)定松軟巖層，而且能鉆鑿穩(wěn)定的硬巖層層鉆井法鑿井的主要工藝過(guò)程有鉆進(jìn)、泥漿洗井護(hù)壁、下沉預(yù)制井壁和壁后注漿固井等。Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程45 鉆井法鑿井是利用鉆井機(jī)（簡(jiǎn)稱鉆機(jī)）將井筒全斷面一次鉆成，或?qū)⒕卜执螖U(kuò)孔鉆成。我國(guó)目前采用的多為轉(zhuǎn)盤(pán)式鉆

40、井機(jī)。圖為我國(guó)生產(chǎn)的AS-9/500型轉(zhuǎn)盤(pán)式鉆井機(jī)的工作全貌。 天車(chē)天車(chē)鉆塔鉆塔大鉤大鉤轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)盤(pán)Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程46鉆井法發(fā)展鉆井法發(fā)展 140140年歷史，年歷史，18541854年德國(guó)工程師年德國(guó)工程師KindKind采用沖擊鉆鉆鑿第一個(gè)直徑采用沖擊鉆鉆鑿第一個(gè)直徑4.25m4.25m，深，深度度98m98m井筒。近幾十年，德國(guó)大量采用鉆井法鉆鑿風(fēng)井和疏干井，僅萊茵褐井筒。近幾十年，德國(guó)大量采用鉆井法鉆鑿風(fēng)井和疏干井，僅萊茵褐煤公司鉆進(jìn)的疏干井就有煤公司鉆進(jìn)的疏干井就有20002000多個(gè)，多個(gè)，365000m365000m。前蘇聯(lián)是應(yīng)用鉆井法的主要。前

41、蘇聯(lián)是應(yīng)用鉆井法的主要國(guó)家之一，國(guó)家之一，19791979年創(chuàng)造月成井年創(chuàng)造月成井160m160m的記錄。美國(guó)的記錄。美國(guó)19101910年才引進(jìn)鉆井法，年才引進(jìn)鉆井法，5050、6060年代出于地下核試驗(yàn)和其他工程的需要，鉆井法得到廣泛應(yīng)用。僅美國(guó)原年代出于地下核試驗(yàn)和其他工程的需要，鉆井法得到廣泛應(yīng)用。僅美國(guó)原子能委員會(huì)內(nèi)華達(dá)洲地下核試驗(yàn)場(chǎng)，在子能委員會(huì)內(nèi)華達(dá)洲地下核試驗(yàn)場(chǎng)，在1960198319601983年期間鉆鑿年期間鉆鑿600600多個(gè)，其中多個(gè)，其中在阿留審群島的井筒深達(dá)在阿留審群島的井筒深達(dá)1829m1829m。 19691969年元旦，我國(guó)第一口采用鉆井法鉆鑿的煤礦立井井筒是

42、淮北朔里南年元旦，我國(guó)第一口采用鉆井法鉆鑿的煤礦立井井筒是淮北朔里南風(fēng)井，直徑風(fēng)井，直徑4.3m4.3m，深，深90m90m。19841984年施工鉆井直徑年施工鉆井直徑9.3m9.3m，成井直徑，成井直徑7m7m，深，深469m469m的淮南謝橋西風(fēng)井一類(lèi)的深大井筒，并實(shí)現(xiàn)全套設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，綜合技術(shù)達(dá)到的淮南謝橋西風(fēng)井一類(lèi)的深大井筒，并實(shí)現(xiàn)全套設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，綜合技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。國(guó)際先進(jìn)水平。安徽省板集礦主風(fēng)井鉆進(jìn)的深度已達(dá)到了安徽省板集礦主風(fēng)井鉆進(jìn)的深度已達(dá)到了660米，建米，建成后將是新的世界紀(jì)錄成后將是新的世界紀(jì)錄 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程47 潘三西風(fēng)井，

43、成井直徑潘三西風(fēng)井，成井直徑6.0 m，鉆井直徑，鉆井直徑9.0 m，深度深度508.2 m，穿過(guò)，穿過(guò)440 m表土層，其中有表土層，其中有168 m強(qiáng)膨脹性粘土層，該井具有典型的代表性強(qiáng)膨脹性粘土層，該井具有典型的代表性 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程48Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程49井筒名稱井筒名稱鉆井深度鉆井深度/m鉆井直徑鉆井直徑/m竣工時(shí)間竣工時(shí)間臨渙西風(fēng)井臨渙西風(fēng)井張雙樓東風(fēng)井張雙樓東風(fēng)井童亭副井童亭副井朱仙莊南風(fēng)井朱仙莊南風(fēng)井潘三西風(fēng)井潘三西風(fēng)井謝橋東一風(fēng)井謝橋東一風(fēng)井任樓中央風(fēng)井任樓中央風(fēng)井謝橋東二風(fēng)井謝橋東二風(fēng)井謝橋西風(fēng)井謝橋

44、西風(fēng)井陳四樓風(fēng)井陳四樓風(fēng)井祁南礦中央風(fēng)井祁南礦中央風(fēng)井 祁南南風(fēng)井祁南南風(fēng)井 許疃礦主井許疃礦主井許疃礦風(fēng)井許疃礦風(fēng)井城郊礦北風(fēng)井城郊礦北風(fēng)井 308.6306.6300.0301.0508.0474.5351.0478.2469.2417.5389.7437.0347.0365.0436.0 7.96.38.86.69.05.78.08.09.37.37.87.77.58.07.3 1979.41979.111981.21982.61984.111985.121986.81988.81989.41991.81993.111998.111998.91999.21999.6 我國(guó)鉆井法施工我國(guó)鉆

45、井法施工300m 以上深井明細(xì)表以上深井明細(xì)表 在竣工的在竣工的5555個(gè)個(gè)井筒中，深井筒中，深300m300m以上的大以上的大型井筒有型井筒有1515個(gè)個(gè)，其中深，其中深400m400m以上的有以上的有7 7個(gè)個(gè)，深，深500m500m以上以上的的1 1個(gè)，總長(zhǎng)個(gè)，總長(zhǎng)度度1.31.3萬(wàn)萬(wàn)m.m.Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程50l l）全斷面一次鉆進(jìn)）全斷面一次鉆進(jìn) 曾在紅陽(yáng)一井西風(fēng)井采用，松散含水地層中一次曾在紅陽(yáng)一井西風(fēng)井采用，松散含水地層中一次成功鉆進(jìn)深成功鉆進(jìn)深112.8m112.8m、鉆徑、鉆徑6.2m6.2m、成井凈徑、成井凈徑5.0m5.0m的立井。的立

46、井。2 2）全斷面分級(jí)擴(kuò)孔鉆進(jìn)）全斷面分級(jí)擴(kuò)孔鉆進(jìn) 我國(guó)煤礦立井常采用一次超前、多次擴(kuò)孔的方我國(guó)煤礦立井常采用一次超前、多次擴(kuò)孔的方式進(jìn)行鉆進(jìn)。但實(shí)踐證明，擴(kuò)孔次數(shù)愈多，輔助時(shí)間消耗就愈多，成井速度則式進(jìn)行鉆進(jìn)。但實(shí)踐證明，擴(kuò)孔次數(shù)愈多，輔助時(shí)間消耗就愈多，成井速度則相應(yīng)降低。但是一次擴(kuò)孔面積過(guò)大，鉆頭或刀盤(pán)的螺栓一法蘭聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)在鉆進(jìn)相應(yīng)降低。但是一次擴(kuò)孔面積過(guò)大，鉆頭或刀盤(pán)的螺栓一法蘭聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)在鉆進(jìn)中承受很大的復(fù)合應(yīng)力，常發(fā)生鉆頭或刀盤(pán)掉落事故。如淮北礦區(qū)童亭主井和中承受很大的復(fù)合應(yīng)力，常發(fā)生鉆頭或刀盤(pán)掉落事故。如淮北礦區(qū)童亭主井和淮南礦區(qū)謝橋東二風(fēng)井施工中，曾四次因聯(lián)結(jié)螺栓全部斷裂而將淮南

47、礦區(qū)謝橋東二風(fēng)井施工中，曾四次因聯(lián)結(jié)螺栓全部斷裂而將8.0m8.0m直徑擴(kuò)孔直徑擴(kuò)孔鉆頭或刀盤(pán)掉落井下，使謝橋東二風(fēng)井一次打撈消耗了鉆頭或刀盤(pán)掉落井下，使謝橋東二風(fēng)井一次打撈消耗了9.59.5個(gè)月，給施工造成了個(gè)月，給施工造成了很大的損失。很大的損失。 3 3）取芯式鉆進(jìn)）取芯式鉆進(jìn) 對(duì)于硬度大、耐磨性高的巖層，限于刀具壽命和設(shè)備能對(duì)于硬度大、耐磨性高的巖層，限于刀具壽命和設(shè)備能力，國(guó)外曾采用大直徑取芯方式鉆進(jìn)。由于施工復(fù)雜，難度較大，雖具有省功力，國(guó)外曾采用大直徑取芯方式鉆進(jìn)。由于施工復(fù)雜，難度較大，雖具有省功率、效率高的特點(diǎn)，但終未被采用。率、效率高的特點(diǎn)，但終未被采用。1 井筒的鉆進(jìn)Co

48、pyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程511 井筒的鉆進(jìn)鉆井法施工 井筒鉆進(jìn)是個(gè)關(guān)鍵的工序。鉆進(jìn)方式多采用分次擴(kuò)孔鉆進(jìn)，即首先用超前鉆頭一次鉆到基巖，在基巖部分占的比例不大時(shí)，也可用超前鉆頭一次鉆到井底；而后分次擴(kuò)孔至 基巖或井底。超前鉆頭和擴(kuò)孔鉆頭的直徑一般是已固定的，但有的鉆機(jī)（如BZ-l鉆機(jī)）可在一定范圍內(nèi)調(diào)整鉆頭的鉆進(jìn)尺寸。這樣就可以選擇擴(kuò)孔的直徑和次數(shù)。選擇的原則是，在轉(zhuǎn)盤(pán)和提吊系統(tǒng)能力允許的情況下，盡量減少擴(kuò)孔次數(shù)，以縮短輔助時(shí)間。Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程52 鉆頭破碎下來(lái)的巖屑必須及時(shí)用循環(huán)泥漿從工作面清除，使鉆頭上的刀具始終直接作用在未被破

49、碎的巖石面上，提高鉆進(jìn)效率。泥漿沿井筒自上向下流動(dòng)，洗井后沿鉆桿上升到地面，這種洗井方式叫做反循環(huán)洗井。 鉆井法施工 2泥漿洗井護(hù)壁Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程53洗井洗井 循環(huán)泥漿方式排渣循環(huán)泥漿方式排渣護(hù)壁護(hù)壁 泥柱壓力大，平衡地壓力，泥皮可以堵塞裂隙、防止片幫泥柱壓力大，平衡地壓力，泥皮可以堵塞裂隙、防止片幫冷卻鉆具冷卻鉆具泥漿的另一個(gè)重要作用，就是護(hù)壁。一方面是借助泥漿的液柱壓力平衡地壓，另一方面是在井幫上形成泥皮，堵塞裂隙，防止片幫。為了利用泥漿有效地洗井護(hù)壁，要求泥漿有較好的穩(wěn)定性，不易沉淀；泥漿的失水量要比較小，能夠形成薄而堅(jiān)韌的泥皮；泥漿的粘度在滿足排渣

50、要求的條件下，要具有較好的流動(dòng)性和便于凈化。 2泥漿洗井護(hù)壁Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程54井壁在地面制作。待井筒鉆完，提出鉆頭，用起重大鉤將帶底的預(yù)制井壁懸浮在井內(nèi)泥漿中，利用其自重和注入井壁內(nèi)的水重緩慢下沉。 鉆井法施工 3下沉井壁Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程55下沉預(yù)制井壁：下沉預(yù)制井壁： 帶底預(yù)制鋼筋混凝土井壁（鋼帶底預(yù)制鋼筋混凝土井壁（鋼板井、鋼板混凝土復(fù)合井壁）板井、鋼板混凝土復(fù)合井壁）其其內(nèi)注水下沉內(nèi)注水下沉地面接長(zhǎng)地面接長(zhǎng)邊下沉邊下沉、邊測(cè)量、邊接長(zhǎng)。、邊測(cè)量、邊接長(zhǎng)。Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程56固井充

51、填：固井充填：調(diào)整、糾正調(diào)整、糾正壁后注漿充填、置換泥漿壁后注漿充填、置換泥漿排水排水壁后注漿壁后注漿 壁后管路壁后管路48根根4固井充填Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程57鉆井法施工的主要工藝過(guò)程鉆井法施工的主要工藝過(guò)程鉆進(jìn)泥漿洗井護(hù)壁下沉預(yù)制井壁壁后注漿固井Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程58 沉井法是屬于超前支護(hù)類(lèi)的一種特殊施工方法，其實(shí)質(zhì)是在井筒設(shè)計(jì)位置上，預(yù)制好底部附有刃腳的一段井筒，在其掩護(hù)下，隨著井內(nèi)的掘進(jìn)出土，井筒靠其自重克服其外壁與土層間的摩擦阻力和刃腳下部的正面阻力而不斷下沉，隨著井筒下沉，在地面相應(yīng)接長(zhǎng)井壁，如此周而復(fù)始，直至沉到設(shè)

52、計(jì)標(biāo)高。這種鑿井方法稱為沉井法。1井架；井架；2套井；套井；3觸變泥漿；觸變泥漿；4沉井沉井井壁；井壁；5壓風(fēng)管；壓風(fēng)管；6壓氣排液器；壓氣排液器；7吸吸泥管；泥管；8排渣管；排渣管；9高壓水管；高壓水管；10水槍水槍Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程59沉井法發(fā)展沉井法發(fā)展 自自19521952年到年到19941994年底為止，我國(guó)煤礦應(yīng)用沉井法施工的井筒約年底為止，我國(guó)煤礦應(yīng)用沉井法施工的井筒約160160個(gè)個(gè)，其中淹水沉井，其中淹水沉井3838個(gè)，沉井累計(jì)下沉深度超過(guò)個(gè)，沉井累計(jì)下沉深度超過(guò)5.0km5.0km。用沉井法建成井。用沉井法建成井筒的個(gè)數(shù)在特殊鑿井各種方法中占第二位，僅次于凍結(jié)鑿井法。筒的個(gè)數(shù)在特殊鑿井各種方法中占第二位，僅次于凍結(jié)鑿井法。 19811981年濟(jì)寧礦區(qū)單家村煤礦主井應(yīng)用觸變泥漿淹水沉井技術(shù)，創(chuàng)造了年濟(jì)寧礦區(qū)單家村煤礦主井應(yīng)用觸變泥漿淹水沉井技術(shù)，創(chuàng)造了下沉下沉192.7