井筒檢查孔在優(yōu)化礦井開拓部署中的作用

井筒檢查孔在優(yōu)化礦井開拓部署中的作用[摘要]介紹打設(shè)井筒檢查孔的目的、任務(wù)，為礦井開拓部署及井巷開鑿建設(shè)提供可靠的地質(zhì)與水文資料，驗證礦井開拓部署的合理性及設(shè)計的井筒落底與實際地質(zhì)情況的相符狀況。闡述井筒檢查孔對礦井建設(shè)的關(guān)鍵性和必要性。[關(guān)鍵詞]煤礦井筒檢查孔我省煤礦企業(yè)兼并重組工作已進入后續(xù)階段，大部分礦井已完成地質(zhì)報告、初步設(shè)計、安全專篇的審批，申領(lǐng)了開工許可報告，進入了開始建設(shè)的實踐階段，在礦井開工建設(shè)前進行一些井筒檢查孔的打設(shè)，對地質(zhì)資料進行驗證，確認設(shè)計的合理性與能否按設(shè)計進行施工成為了當(dāng)前礦井建設(shè)的一個重要工作，檢查孔的打設(shè)在很大程度上保障了設(shè)計的可行性，減少了施工中不必要的返工，彰顯了它對礦井開拓部署及建設(shè)的重要性。我公司是一個山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合中單獨保留的礦井，主體為太原東山煤電集團有限公司，位于山西省太原市杏花嶺區(qū)小返鄉(xiāng)東0.5Km處，行政區(qū)劃屬杏花嶺區(qū)小返鄉(xiāng)管轄。礦井井田面積1.6486km2，批準開采15號煤層，生產(chǎn)能力為450kt/a，保有資源儲量10330kt，地質(zhì)構(gòu)造簡單，水文類型中等，煤層傾角4～14o，煤層結(jié)構(gòu)簡單-復(fù)雜，含0-3層夾矸，頂板為石灰?guī)r（L1），底板為泥巖。煤層Ⅱ自燃，煤塵有爆炸危險性，煤層條件和開采技術(shù)條件良好，適宜于綜合機械化開采。設(shè)計采用混合開拓的方式對全井田進行開拓布置。分別為主斜井、副斜井、回風(fēng)立井三個井筒進行全井田開拓。主、副斜井為原舊井筒刷大，回風(fēng)立井為新掘。主斜井為原主斜井刷大，井筒傾角20.6°，斜長500.5m，凈寬4.5m，凈斷面14.7m2。井筒落底于15號煤層，水平標高+757.050m，在落底點上部20m處設(shè)上抬式井底煤倉；井筒內(nèi)一側(cè)裝備一條帶寬為800mm的帶式輸送機，另一側(cè)裝備架空乘人裝置，并設(shè)行人臺階和扶手。主斜井擔(dān)負全礦井的原煤提升和人員升降任務(wù)，兼作礦井進風(fēng)井和安全出口。下井管線、電纜均沿該井筒敷設(shè)。副斜井：原副井刷大取直，井筒傾角21.6°，斜長479.7m，凈寬3.4m，凈斷面9.64m2。井筒落底于15號煤層，水平標高+755m，井筒內(nèi)鋪設(shè)600mm軌距、30kg/m的單軌（新鋪設(shè)），并設(shè)行人臺階和扶手。副井擔(dān)負全礦井材料、矸石、設(shè)備等除人員升降外所有輔助提升任務(wù)，兼作礦井進風(fēng)井和安全出口。在原地面火藥庫場地布置回風(fēng)立井，設(shè)計為凈徑3.5m，垂深75m。井筒內(nèi)裝備封閉梯子間，擔(dān)負全礦井回風(fēng)任務(wù)，兼做安全出口。主、副井筒為舊井筒刷擴，煤、巖層產(chǎn)狀，井筒落底點都比較清楚，回風(fēng)井新掘，根據(jù)地質(zhì)報告的地質(zhì)情況、標高資料進行了設(shè)計。開工前為了驗證井筒的見煤點和落底點與設(shè)計的可行性及進一步了解設(shè)計風(fēng)井位置的地層、地質(zhì)資料，在設(shè)計的風(fēng)井位置打設(shè)一個井筒檢查孔進行資料的收集，以核實設(shè)計風(fēng)井?dāng)?shù)據(jù)的可靠性。煤礦井筒檢查孔是在擬建礦井井筒附近距井筒中心10～25m范圍內(nèi)施工的與井筒落底深度相當(dāng)?shù)墓こ炭辈煦@孔（如果井筒位置地段地質(zhì)及水文地質(zhì)條件復(fù)雜，井筒檢查孔應(yīng)布置在井筒中心）。通過施工該鉆孔完成對井筒地質(zhì)勘察，主要任務(wù)如下：①詳細查明巖土層的層次、厚度、巖土層性質(zhì)、埋藏條件。②詳細查明可采煤層的層位及厚度。③ 查明基巖風(fēng)化帶的發(fā)育程度。④ 查明可采煤層的煤類、煤質(zhì)特征。⑤對巖土層采樣，對松散層采取土工試驗樣，以取得松散層典型土層狀態(tài)下的力學(xué)性能試驗資料；對巖層采取巖石物理力學(xué)試驗樣，以取得巖層的物理力學(xué)性質(zhì)資料。⑥查明煤層瓦斯含量、煤的自然趨勢等開采技術(shù)條件，并做出相應(yīng)的評價。我公司在設(shè)計的回風(fēng)立井位置打設(shè)井筒檢查孔，鉆探施工采用全孔取芯，在松散層段采用跟管迴轉(zhuǎn)鉆進，在基巖段采用泥漿鉆進，在基巖漏水、破碎段及塌陷段進行堵漏，施工設(shè)備為GJ-240型油壓迴轉(zhuǎn)鉆機，共計施工2個鉆孔。DS1鉆孔，孔深133.6m，其中松散層厚度1.94m，基巖厚度131.66m；采取巖石力學(xué)試驗樣2組；并進行了物探測井，測井深度為86.75m。DS2鉆孔，孔深70.5m，其中松散層厚度2.5m，基巖厚度68.0m；采取巖石力學(xué)試驗樣3組，采取煤層瓦斯樣2組。依據(jù)鉆探資料判斷，回風(fēng)立井處15號煤層頂板埋深27.1～43.8m，底板埋深為27.5～49.0m，煤層厚度0.4～5.2m；依據(jù)物探測井判斷DS1孔內(nèi)15#可采煤層頂板埋深為28.2，底板埋深為31.2m，煤層厚度3.0m。15#煤層甲烷含量為微量，二氧化碳含量0.16-0.67ml/g，屬低瓦斯礦井。該區(qū)域地層節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層整體破碎程度較高，抗壓、抗剪強度較低，而《初步設(shè)計》中設(shè)計回風(fēng)立井，預(yù)計井筒深75m，落地于15#煤層頂板，回風(fēng)大巷沿煤層頂板進行掘進。檢查孔確定的見煤點與原設(shè)計的立井預(yù)計見煤點相差了46.8m，有著明顯的差距，本處地層與地質(zhì)報告中所提供的煤層賦存情況有出入，此地段已不適應(yīng)進行立井開拓。根據(jù)這一情況，我單位及時將此處的勘探地質(zhì)情況與設(shè)計院進行了溝通，調(diào)整了開拓方案，將原設(shè)計的立井開拓方式變?yōu)榱诵本_拓，這一方式的變更大大的簡化了施工程序，節(jié)約了建設(shè)成本，縮減了建設(shè)工期，為我公司的建設(shè)打下了堅實的基礎(chǔ)。兩種不同的開拓形式方案比較：立井開拓：施工工藝復(fù)雜、危險性高；設(shè)備投入大，開工前需進行10部開工絞車的安設(shè)，天輪架的安裝，立井施工傘鉆的安裝，前期的措施費用大約123萬元，井筒落底后還得改變出煤方式，進行裝備的改角，費用大約為26萬元，立井井筒裝備梯子間的費用共計302138元，井底連接段馬頭門施工工藝復(fù)雜，難度大。斜井的開拓：施工技術(shù)較為簡單、安全性高，井口安裝一部施工絞車，也免去了翻矸天輪的安裝，前期措施費大約33萬元，省去了改角的麻煩，加快了建設(shè)工期，斜井井筒也沒有梯子間的安裝與維護費用，減少成本302138元，同時建設(shè)速度快、可以實現(xiàn)從工作面到地面的連續(xù)運輸，有力的保證了礦井的高產(chǎn)高效。打設(shè)兩個檢查孔共計費用183281.8元，而根據(jù)檢查孔的資料變更了開拓方案后節(jié)約了資金146.2萬元。更重要的是使開拓方案更加合理、便于執(zhí)行。通過以上論述和經(jīng)濟分析，可見在地質(zhì)資料不確切的情況下就施工地面永久設(shè)施，開挖井筒，一旦發(fā)現(xiàn)構(gòu)造復(fù)雜，或?qū)嶋H與設(shè)計的出入較大，需要井筒移動位置或變更開拓方式時，牽涉的因素很多，困難也更大，有時不得不屈就于原井位不動或局部進行調(diào)整，不能徹底擺脫井下不利的被動局面。給以后的井筒、井底車場及硐室等工程施工帶來了許多困難，甚至由此延誤了建設(shè)工期。我公司通過這次檢查孔打設(shè)進行了設(shè)計變更，節(jié)約了建設(shè)成本、加快了施工工期，有力的證明了檢查孔