浅析煤矿立井井筒的快速施工
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作者: 王伟
摘 要：煤矿立井井筒建设是整个煤矿工程建设的核心工程，缩短立井井筒建设周期，能有效提高工程效益。随着凿井技术的不断发展完善，以及机械化配套设备的开发应用，掘砌混合作业方式发展较为成熟，在各大煤矿工程建设中应用较多。做好钻眼爆破、装岩和排矸、砌壁等主要工序的技术改进提升，对于提高煤矿立井井筒的施工速度具有重要意义。
关键词：煤矿；立井；井筒；施工；快速；安全
煤矿立井井筒建设是整个煤矿工程建设的核心工程，不仅施工工艺要求技术含量高，投入的资金和设备多，而且在断面大的深井筒中施工条件难度高[1]。据可靠数据统计，立井井筒的工程量虽然只占矿井总工程量的3%～10%，但是立井井筒的施工工期却占整个总工期的30%～50%，因此立井井筒工程被称为“咽喉工程”[2]。立井井筒的安全快速施工技术是近年来煤矿施工领域比较关注的领域，如何缩短立井井筒建设的工期，对于提高整个煤矿工程建设水平具有重要的意义。笔者结合自身工作实践，对煤矿立井井筒的快速施工技术要点进行了总结和归纳，以期推动煤矿立井井筒快速施工水平的提高。
1 煤矿立井井筒施工技术概述
煤矿立井井筒施工技术的主要内容包括：（1）机械化配套；（2）施工工艺；（3）施工组织和（4）科学管理；（5）综合治理井下涌水等综合性技术。煤矿立井井筒施工技术主要是根据作业方式不同来划分的，主要施工技术有4种，分别是掘砌单行作业，掘砌平行作业，掘砌混合作业和掘、砌、安一次成井作业。对于掘砌单行作业，由于施工工序单一，施工现场管理比较方便，施工速度一般也比较快，有时围岩条件不好，也会影响施工进度，由于施工过程中需要对井壁临时支护，所以在一定程度上增加了施工成本，上世纪90年代多采用此法施工。掘砌平行作业和掘、砌、安一次成井作业方式相似，在井筒上下平行施工，需要布置的设备多，对于井筒施工环境来说相对复杂，不利于现场施工管理，安全性较差，采用这两种施工方法的工程案例较少。随着凿井技术的不断发展完善，以及机械化配套设备的开发应用，掘砌混合作业方式发展较为成熟，在各大煤矿工程建设中应用较多。煤矿立井井筒建设施工技术选择需要根据根据井筒的设计要求、地质水文条件、工程建设进度安排等综合考虑，不同的煤矿建设项目施工重点和难点不同，需要因地制宜，制定不同的施工方案。
2 煤矿立井井筒快速施工技术要点
煤矿立井井筒的施工主要工序包括：钻眼爆破、装岩和排矸以及砌壁等几个工序，快速施工主要是针对于各施工工序的效率提升进行改进。由于短段掘砌混合作业是采用永久支护，这样就大大节省了临时支护所消耗时间，同时也降低了支护材料的消耗，降低了施工成本，并且短段掘砌混合作业的施工安全性较高，现在已成为煤矿立井井筒施工的首选作业方法。下面主要针对短段掘砌混合作业各施工工序的作业要点进行总结和归纳：
2.1 钻眼爆破工序
由于光底爆破技术在爆破后实底成锅底形，便于进行清底作业，能有效缩短清底时间，所以在施工中要多采用光底爆破技术。伞型钻架具有钻眼质量高、容易操作、控制方便等优点，并且非常有利于光面爆破的推进，不仅可以保证施工安全，还能有效地降低工人的劳动强度提高爆破工序效率。中深孔光面爆破技术是近年来新兴起的一项技术，可以大大加快施工进度，在工程实践中大多采用滚班作业的方式，进行分班组循环钻眼，通过细化爆破计划图表，调整装药结构和掏槽眼的起爆顺序，运用连续反向装药结构，都可以提高光面爆破的效率。
2.2 装岩和排矸工序
钻眼爆破后需要进行装岩和排矸工序，装岩劳动强度大，同时也是消耗作业时间的关键工序，要根据施工现场实际情况，多采用操作简单、结构紧凑、装岩能力强的抓岩机来替代人工作业，减轻工人作业强度，提高施工效率，在施工中有时会把抓岩机固定在吊盘的下方，节省了放炮时进行吊放作业的时间，根据井筒施工断面的空间大小选择相应的抓斗和吊桶，并配合提升速度快，与抓岩机生产效率相匹配的提升机，满足井筒出矸的需要，避免岩石在井下的堆积时间，达到快速装岩和快速排矸的高效对接。
2.3 砌壁工序
由煤炭科学研究总院、北京建井研究所研制的MJY系列整体移动金属模板适用于掘进工作面短段浇筑混凝土也适用于套壁施工，在井筒穿破碎带、过构造煤层等不稳定岩层时及时进行锚网临时支护，确保安全施工[3]。在实际施工中可实际情况进行模板的高度调整、加密浇筑口等改进。为了加快砌壁工序进度，根据井下涌水量大小，在混凝土中加入适量减水剂，加快混凝土凝固时间。在浇筑口设立环形斜面板，确保砌壁混凝土接茬严密。
此外，根据本单位实际情况，合理的使用机械化配套设备，降低人力劳动强度，根据施工现场具体情况，科学有效的施工组织与管理也对加快立井井筒施工速度具有重要的作用。没有最好的技术，对于具体的工程需要做到的就是因地制宜，选用最符合现场实际的施工工艺，合理组织人力分配，才能安全、高效的完成工程目标。
参考文献：
[1] 刘 静. 浅析立井井筒的快速施工[J]. 科技创新导报，2009，（42）：58.
[2] 孙守仁，张建立. 立井井筒快速施工技术的应用[J]. 建井技术，2000，21（2）：4-7.
[3] 熊 柳. 安全快速施工立井井筒的技术研究[J].中国科技投资，2012，（24）：196.
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