中煤第七十一工程处有限责任公司 安徽 宿州 234000
摘要：中煤矿山集团有限公司（中煤第七十一工程处有限责任公司的上级单位）和中国矿业大学（北京）共同参与了国家重点研发计划重点专项 “深地资源勘查开采”中“煤矿深井建设与提升基础理论及关键技术”项目，并承担了其中课题3“深井高效破岩与洗井排渣关键技术”的研究工作，该课题将主要研究1000-2000米煤矿深井高效凿井理论及关键技术。本文围绕瑞海金矿副井建设工程，介绍超深立井机械化凿井快速施工技术的实施情况。
关键词：超深立井；机械化；快速施工；技术
莱州市瑞海矿业位于莱州市北部，副井井筒净径φ6.5m，井口标高+7.0m，井底标高-1319.5m，井深1326.5m，副井距离海边仅为80m，属超深井。表土段采用冻结法施工，基岩段采用钻爆法施工。副井建设工程涵盖井塔建设、井筒冻结、超深井筒掘砌及井筒永久装备等矿建全部范畴的施工。
1施工重难点分析
1.1 井筒设计施工深度深，属超深井掘砌施工，机械化施工水平要求高，拟投入的部分机械设备为世界先进设备，管理水平要求较高。
对策：1）我单位研制的《大直径深立井新型施工装备与配套研究及应用施工工法》，成功申报部级工法，主要研制满足1100m~1600m深立井成套装备及配套研究，并在营盘壕煤矿主井、风井井筒掘砌中成功应用；2）我单位参加的国家“十三五”重大专项项目 “深地资源勘查开采”中重点专项“煤矿深井建设与提升基础理论及关键技术”已经完成立项工作。我公司承担课题9“深部示范矿井”的研究工作。该项目将研究1000-2000米煤矿深井凿井与提升理论及关键技术，研发深井高效快速掘进支护、高速重载提升与控制关键技术及装备。
1.2 副井建设工程包含土建、冻结、矿建、安装等多专业施工，存在多专业平行作业，工程安全管理难度大，对施工单位施工管理水平和综合施工能力要求较高。
对策：我公司具有矿、土、安三类综合施工能力，本工程委派一名经验丰富且具有一级建造师的人员担任项目经理，参与施工的工人为具有三次类似施工经验的人员。近年来我公司承建的立井较多，且冻结深度较深，地质条件较复杂，因而积累了极丰富的立井掘砌施工验。针对多专业施工组织管理方面，我单位有能力、有信心将本工程建设成精品工程。
1.3 根据5个钻孔水文综合测井结果可以看出：该区地温梯度在1.45℃/100m～1.94℃/100m ，地温梯度不大，723m深度温度为31.0℃，1412m深度温度为41.7℃，地下温度较高，深部井下开采对工作人员工作环境具有一定影响。
对策：井筒掘砌施工时，在井筒内布置一路直径1000mm胶质风筒向工作面供风；另外布置一路直径800mm胶质风筒辅助供风，夏季地面增设制冰设备等控制降温措施。
1.4 井筒地处海边，地下水矿物质含量较高，井筒施工质量、施工机械设备均有较大的影响。
对策：加强技术管理，针对地下水矿物质含量较高的特性，及时与设计院沟通，严格按照规范及设计图纸进行施工；加强机械设备管理，减少水对机械设备的腐蚀影响。
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1.5 在超深竖井掘砌施工中，提升系统运行稳定性的要求较高，需要在设计及使用阶段综合考虑。
对策：1）根据钢丝绳罐道刚性系数计算公式的含义，适当增加吊盘重量，提高钢丝绳终端牵引力，并调整钢丝绳的安全系数，提高钢丝绳选型级别；同时优化了吊盘空间结构，为在吊盘上布置施工装备和通讯控制系统提供了更多空间。2）采用新型滑架保险伞结构，使滑架在稳绳上的着力点更加分散，降低了集中力点对稳绳的扰动作用，滑架结构可与吊桶结构对接，实现对吊桶摆动的直接控制。
1.6竖井设计七个中段，与井筒连接的硐室多，结构设计复杂，且硐室掘进断面小，不利于机械化作业，施工难度较高；
对策：通过优化施工设计方案，尽量配备大型机械化设备，配备专业水平较高的施工队伍，实现机械化高效施工。
2施工顺序
针对副井建设工程特征，适时安排各专业队伍进厂施工，合理组织、精心策划，在满足工程安全、质量的前提下提高工程施工进度。本工程施工时安排具有3次以上类似金属矿山工程施工经验的专业队伍进行施工。
2.1 本工程首先组织土建工程施工队伍进场施工井塔桩基，同时由冻结单位进行前期冻结钻孔的施工。井口外地面冻结站及沟槽、矿建稳绞等大临设施进行相关筹备工作，与井塔主体结构平行施工。
2.2 土建井塔施工完毕桩基、承台等基础工作，进行至三层混凝土主体结构施工结束后，交由矿建队伍进行凿井天轮平台、翻矸台安装，形成凿井施工大临设施。
井口外的冻结、矿建相关准备工作在井塔三层施工完毕前完成，待井塔凿井设施安装时，开启冻结站进行积极冻结。
2.3 井塔施工至三层并做好周边安全防护、凿井设施安装完毕，待冻结圈闭合后，水文孔持续冒水7天后即组织进行井筒试挖。
2.4 土建井塔继续进行施工，竖井转入正式掘砌作业。
3施工管理和投入
3.1 施工组织管理
我中煤第七十一工程处有限责任公司系中煤第三建设（集团）有限责任公司的子公司，我公司生产、组织能力若有技术、管理方面的难点、问题，集团公司将在各个方面全力以赴予以支持。
3.2 投入的先进设备
副井建设工程施工将采用JKZ-5.0/22新型凿井专用绞车，全新设计的8/6m3大吊桶、G18、G11新型钩头，φ3.5m新型天轮，4 m3大容积底卸式吊桶、高强度整体拼块模板套壁，SDH4型竖井液压钻机（委托德国戴尔曼设计），对旋凿井专用风机、中心回转式抓岩机、大模板等新设备。
3.3 建设施工人员投入
我公司拟投入副井建设工程的管理人员为合同制工人，其中项目经理为拥有丰富施工经验的一级建造师；其它副经理为我公司精选的管理水平一流、经验一流的的管理人员；施工队伍为我公司拥有三次类似施工经验的，且长期从事金属矿山施工的一线施工队伍。
4总结
2016年7月，我中煤三建集团等17家单位联合申报的国家重点研发计划 “深地资源勘查开采”重点专项“煤矿深井建设与提升基础理论及关键技术”已经完成立项工作。其中，我集团参与课题2“深井含水层精细探测与注浆关键技术”、课题1“煤炭深部矿建井基础理论”、课题3“深井高效破岩与洗井排渣关键技术”以及课题9“深部示范矿井”等研究项目的研究工作。
相关项目将研究1000-2000米煤矿深井凿井与提升理论及关键技术，研发深井高效快速掘进支护、高速重载提升与控制关键技术及装备。
我单位承建山东瑞海矿业副井建设工程，是集团响应“十三五”重大专项项目规划的重要举措，在副井建设工程中将充分与集团公司承担的研究项目相联接，拟投入的生产设备和拟采用的凿井工艺，将代表国内矿建建设领域的先进水平。
论文作者:马景迅,张鹏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/27
标签：井筒论文; 深井论文; 立井论文; 关键技术论文; 较高论文; 建设工程论文; 高效论文; 《防护工程》2018年第28期论文;