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矿业职称论文就常村煤矿立风井位置及施工方法的优化


所属栏目:矿业论文
发布时间:2014-07-09 15:27:35  更新时间:2014-07-09 15:55:26

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  随着我国社会经济的快速发展,各行各业的竞争越来越激烈,那么,作为煤矿工程施工单位,要想持续良好的发展下去,就必须始终坚持?安全生产,质量第一的原则,只有质量得到了保证,施工企业才会发展的发展的更好,所以,质量是至关重要。

  【摘 要】 本文是作者结合自己所做实际工程,对煤矿施工中关于立风井施工的方法、优化、立风井位置调整方案的主要几个问题,针对这些问题做了具体分析与介绍,可供同行参考。

  【关键词】职称论文,立风井,施工方案,设计,优化

  1 关于立风井位置

  1.1 初步设计立风井位置

  鉴于矿井为高瓦斯矿井,水文地质条件中等,在浅部设回风立井既可缩短通风距离,避免下行风,又便于万一发生灾害时井下人员能安全快速撤离;矿井首采区上山长度大,设浅部回风井可缩短贯通距离,有便于建井多头施工,缩短建井工期;浅部设总回风巷,立风井可服务几个采区,以减少采区风井数,延长立风井服务年限,同时为避免压煤,故初设确定立风井位于煤层露头以外,高沟村西北约定300m处,井口坐标为:X=3827822.000;Y=38373323.000;Z=+2235.500m。风井落底±0.000m水,经回风石门与首采区回风上山相接。根据地质报告资料,立风井井筒全部位于新生界及基岩风化带地层中,水文地质条件不很好。

  1.2 风井检查孔地质报告结论

  据129勘探队提交了《风井检查孔地质报告》,报告审查意见书认为:常村煤矿立风井井筒检查孔工程地质条件不良,新生界地层全部为松散软岩类,并赋存松散砂砾石含水层,井筒需要采用特殊凿井法施工。就立风井位置及施工方法论述如下。

  2 风井位置调整方案

  (1)立风井位置调整方案1:在初设风井广场内将风井井口位置向采区上山方向(北东490)平移53m,风井落底±0m,位于L4灰岩以上11m的细粒砂岩中,风井距井检孔67m。风井广场煤柱线与初设有少许出入,但不影响首采工作面位置,井底回风石门减少53m,按概算指标可节省投资29.56万元。缺点是距井检孔67m,影响到井检孔资料的准确性。

  (2)立风井位置调整方案2:在初设风井广场内,将风井进口位置向采区上山方向平移山 35m,风井落底标高+5.0m,仍位于L4灰岩以上11m的细粒砂岩中,风井距井检孔49m,风井广场煤柱线不影响首面开采,风井井筒工程量减少5m,但采区回风上山斜长增加7.7m。风井落底位置距新生界松散地层由方案1的19.23m减少到14.23米。该方案的缺点是改变了矿井及首采区回风水平的标高,增加了采区回风上山的斜长,首采区上山斜长原本就长,这对施工不利,还将影响接替采区总回风水平。根据井检孔地层柱状图和井检孔地层部面图,初设立风井落底+0m标高,正位于石岩系太原组L4灰岩中,围岩属于Ⅰ类强稳定岩层,工程地质条件良好,但L4灰岩为岩溶裂隙承压含水层,富水性强,水位标高+171.51m,涌水量预计达186m3/h,占井筒全部涌水量218m3/h的85.3%,这显然不利于井筒和井底石门施工。因此,设计认为立风井位置应作适当调整,调整后立风井落底位置需要足距L4灰岩强含水层的防水岩柱要求。

  立风井井底防水岩柱厚度计算如下:ha≥h1+h2,式中:ha――防水安全岩柱厚度,m;H1――导水破坏带厚度; H1――阻水带厚度;由于风井井筒位置不在所采煤层上下,因此本次计算过程中不考虑导水破坏带厚度,则ha=h2。

  阻水带厚度计算:H2=P/Z,式中:h2――阻水带厚度,m; P――作用在底板上的水压,MPa(P=ρgh) ; Z―――阻水系数,泥岩为0.1-0.3Mpa/m,取0.2Mpa,则h2=(1000×10×171.51×10-6)/0.2=8.6m。(式中ρ 为1000kg/m3,g为10m/s2,水位标高+171.51m,h为1717.51m,Z取0.2Mpa)

  因此,计算防水安全岩柱厚度为8.6m,考虑一定的安全系数取10m。

  立风井井口位置及风井施工方法的优化,风井井口位置平移方案和井筒施工方法各有优点,通过计算和论证,最终确定立风井的井口位置和施工方案,使立风井井口位置合理,井筒凿井施工技术先进可行,又安全可靠,节省施工工期,还经济合理,得到建设方和有关专家的高度好评。综合上所述,设计推荐方案1。调整后,风井井口坐标为:X=3827856.771;Y=383873363.000;Z=+223.500m。同时,风井广场布置进行合理调整,将风硐和风机房移至井筒南侧,可避免风井广场压煤。

  3 冻结法施工的优缺点

  3.1 初设对立风井施工方法的初步考虑

  在矿井初步设计中,根据井田地质勘探报告,立风井全部处于新生界松散层及基岩风化带中,水文地质条件不清,根据邻近矿井施工预测,可能有流砂层等不良地质情况出现,考虑采用全段冻结法施工,其优点是:(1)冻结法技术成熟,施工可靠性高,能有效解决新生界松散地层中复杂水文地质条件问题。(2)冻结法施工受不可预测干扰因素少,井筒施工工期有保证。当然,冻结施工也有自身固有的缺点:(1)双层井壁,风井井筒净直径4m,净断面12.6m2,D摆=5.5m,S 摆=23.8m2,井筒工程量较大。(2)冻结费用高,双层井壁,材料消耗多,投资较大。初设概算风井冻结费584.7万元,凿井工程费537.3万元,合计1122万元。以考虑采用普通凿井法。井筒掘进断面较小,仅17.3m2,工程量及投资较省。

  3.2 立风井可供选择的施工方法

  普通凿井法:根据井检孔地质报告,将立风井井口位置移位,如前述风井位置方案1、则井筒落底于L4灰岩以上11m的细粒砂岩中,避开了太原组中的强含水层,井筒涌水量仅来自新生界地层中的6个含水层,而新生界水层井筒涌水量小,仅32m3/h,同时,立风井落底标高±0m,井筒较浅,井深223.5m,采用强排措施是有可能的,则井筒施工可用特殊凿井法施工;基岩风化带岩芯破碎,推定围岩分类属于Ⅳ类弱稳定岩层;井筒落底±0m水平为L4灰岩,工程地质条件属于Ⅰ类强稳定岩层,但涌水量很大,井筒施工需预先采取注浆堵水等治水措施。

  4 结语

  综上所述可知;煤矿工程的地质条件极为复杂,会经常受到各种因素的影响,所以要加强质量控制,要始终坚持“安全生产,质量第一”的原则,做好煤矿立风井位置的安排尤为重要,只有这样煤矿工程的质量才会提高,才能安全生产。



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