濟陽煤礦主井井筒
基岩段施工技
術及安全
措施編制：技術經理：
安全經理：
專案經理：
編制單位：中煤五建三處濟陽專案部
編制時間：2023年6月6日
濟陽煤礦主井井筒基岩段施工技術安全措施
1、工程概述
濟陽主井井筒淨直徑為d5.0m，全深596m，其中，凍結深度為355m，基岩風化帶深度為330.05m。
該井筒基岩段井壁（-350～-370m）為雙層鋼筋砼井壁結構，井壁厚度為650mm，砼強度等級為c55，內外層鋼筋均為φ18＠300，聯絡筋為φ8，間距為600 mm；井壁（-370～-474.5m）為單層素砼井壁結構，井壁厚度為500mm，砼強度等級為c30；井壁（-474.5～井底）為單層素砼井壁結構，井壁厚度為550mm，砼強度等級為c40；
2、地質及水文地質概況
2.1井筒地質
2.1.1地層
二疊系上石盒子組（p21+ p12）：深度397.35m，厚度117.05m，本組地層分兩部分，上部為風化帶，下部為基岩。
孔深330.05m以下為未風化的粉砂岩、粘土巖、砂岩、岩芯完整，裂隙不發育。但頂部（346.0m以上），區域性發育少量裂隙，有水鏽；下部的裂隙中一般充填方解石脈。
基岩段：以團塊狀、斑點狀雜色粘土巖為主，夾粉砂岩、砂岩、岩芯完整，裂隙不發育，地層傾角2～５，其中雜色粘土巖具有較強的吸水膨脹性。粘土巖、粉砂岩佔地層厚度的70%以上，為較好的隔水層。
本段砂岩有2層：336.20～340.
93m為粗砂岩，厚度4.20m，含礫石較疏鬆，但裂隙不發育；346.70～350.
58m為中砂岩，厚度3.80m，夾粉砂岩、細砂岩、粗砂岩薄層，具水平層理，較緻密，裂隙不發育。
二疊系山西組（p11）：深度467.15m，厚度69.
80m（斷薄）。為井田主要含煤地層。正常情況下本地層厚88.
00～113.70m，平均95.53m，為陸相含煤沉積，岩性主要以中、細粒砂岩為主，其次為粉砂岩、粘土巖。
本組共含煤5層（第1---5層），其中可採或區域性可採者3層（第1、4、5層）；由於鑽孔在煤3下揭露斷層，造成煤4、煤5斷失，本組地層斷薄。通過地層對比，綜合確定斷層落差25m左右。正常情況下，本組底部以第5層煤老底灰白色中細砂岩底板或灰黑色海相泥岩頂板為界與太原組整合接觸。
石炭系（c）：上統太原組（c3），深度620.77m，厚度153.
62m。為井田主要含煤地層，為海相交互相含煤沉積，岩性以灰黑色泥岩、粉砂岩為主，次為砂岩、石灰岩。共含煤9層（第7、10、11、13、13-1層），均屬穩定或較穩定煤層；本組含薄層灰岩5層（一至五灰），其中一灰、四灰和五灰發育穩定，為主要地層對比標誌層；二灰、三灰發育較穩定，為輔助標誌層。
在粉砂岩中富含苛達、-- 類、輪葉等植物葉部化石。本組地層中燕山期岩漿活動較強烈，一般侵入第13層煤附近，對煤層穩定性及煤質有一定影響。
2.1.2構造
主井於-460.9m處見斷層破碎帶，厚度6.25m，岩芯破碎含斷層泥和角礫，該破碎帶推斷為df21斷層。
df21斷層在精查報告中由物探發現，位於8-3#鑽孔以東，不進入第8勘探線。走向ne，傾向北西，傾角∠70°，落差0～10m，延展長度330m。通過主、副井檢查孔的施工，在主井中直接揭露該斷層，短缺層為煤4至煤5之間，落差20～25m，控制可靠，在副井檢查孔的煤1以下揭露該斷層，斷失了煤1以上的薄煤層，推斷落差在25m左右，控制較可靠。
根據兩鑽孔所揭露資料綜合確定兩檢查孔所揭露的斷層為走向ne，傾向北西，傾角∠58～65°，落差20～25m，延展長度670m。兩檢查孔所揭露的地層傾角較緩，一般在∠2～7°，靠近斷層處，受斷層影響，傾角稍大，最大為12°。
2.2井筒水文地質
2.2.1含水層
在所測井段有4個明顯的含水段，整個鑽孔的含水層在抽水時均表現為出水狀態。主井井筒基岩段含水層正常的湧水量預計見表2.2.1。
主井井筒基岩段含水層湧水量預計一覽表表2.2.1
其它含水層評價：
一灰：底板深度487.20m，厚度3.
20m，取芯3.20m。岩芯完整，裂隙不發育，發育少量方解石脈。
簡易水文觀測未發現明顯消耗，流量測井表明，一灰中含水微弱。
二灰：底板深度539.60m，厚度1.
41m，取芯1.40m。岩芯完整，裂隙不發育，發育少量方解石脈。
簡易水文觀測未發現明顯消耗，流量測井表明，二灰中含水微弱。
三灰：底板深度565.20m，厚度0.
80m，取芯0.80m。質不純，較粗糙，方解石脈發育具水鏽。
簡易水文觀測未發現明顯消耗，但由於其厚度較小，流量測井未發現其在抽水時湧水。
四灰：底板深度576.00m，厚度1.
80m，取芯1.80m。岩芯完整，裂隙不發育，發育少量方解石脈。
簡易水文觀測未發現明顯消耗，流量測井表明，四灰中含水微弱。
五灰：底板深度586.86m，厚度2.
31m，取芯2.00m。岩芯完整，裂隙不發育，發育少量方解石脈。
簡易水文觀測未發現明顯消耗，流量測井表明，五灰中含水微弱。
2.2.2井筒水文地質條件評價
根據《煤礦建設井筒水文地質工作規定（暫行）》：距井筒500m內沒有落差大於30m的斷層；井筒湧水量小於30m3/h；為簡單型別。但在掘到斷層破碎帶附近時，仍要採取安全防範措施。
2.3地溫
主井檢查孔的最高溫度為：+37.1℃，鬆散層（320m）的最高地溫為27.
9℃，鬆散層的地溫梯度為2.55℃/100m；基岩地層中的地溫梯度為2.77℃/100m，煤系地層中的地溫梯度略高於上覆地層。
2.4有害氣體
本井田共採取23個瓦斯煤樣進行了瓦斯含量測試，各可採煤層瓦斯含量均較低，ch4及co2含量均小於10m3/t，根據《礦井沼氣等級標準》，本井田屬低瓦斯礦井。
3、施工方案
該井筒基岩段採用立井機械化快速施工工法利用傘鑽邊探邊掘、傘鑽深孔爆破、中心迴轉抓岩機出矸、大模板砌壁的施工方案。
井筒內設定三層鑿井吊盤，層間距4.0m，下層吊盤安設1臺hz-6型中心迴轉抓岩機出矸，上層吊盤設排水水箱，中層吊盤安設臥幫浦排水。
採用整體金屬下行鋼模板（帶刃腳）築壁，模板段高3.6m，由地面三颱穩車懸吊。砼由地面集中攪拌站供給，經dx-2型底卸式吊桶下料。
採用sjz5.5型傘鑽，配備ygz—70型液壓鑿岩機打眼，壓風管、供水管、排水管及風筒沿井壁固定。
提公升機房布置一台2jk-3.5/15.5型絞車掛4/3m3吊桶一套單鉤提公升，排矸採用自卸汽車排矸。
4、施工方法
4.1基岩段掘進
基岩段採用深孔爆破技術，採用sjz5.5型傘鑽配ygz-70型鑿岩機鑿岩，採用25×4500mm六角中空合金鋼釺，配φ55mm「十」字型合金鑽頭打眼，採用光面、光底、弱震、弱衝深孔爆破技術。爆破材料採用淮北九一0廠生產的二級煤礦許用岩石水膠炸藥和5段煤礦許用抗雜毫秒延期電雷管爆破，雷管腳線長度6m。
爆破圖表見圖2.3.2.
1及表4.1.1 、 4.
1.2 、 4.1.
3井筒基岩段爆破原始條件表4.1.1
井筒基岩段爆破參數列表4.1.2
井筒基岩段預期爆破效果表表4.1.3
每次工作面找幫清底後，即用黃砂根據砼井壁撒出井筒設計荒徑，地面工同時按傘鑽操作有關規定將傘鑽綁好，利用井口滑車吊至提公升位置，用提公升絞車奪鉤下井至井底工作面的鑽座上，利用由井中位置的大抓懸吊鋼絲繩將傘鑽懸吊好，將傘鑽的三個支撐臂躲開提公升位置在井壁上撐好後，即可按爆破圖表要求進行鑽眼；工作面打眼後，在拆除鑽眼工具的同時，壓風吹淨炮眼內巖粉和積水，然後按爆破圖表要求進行裝藥、連線放炮，裝藥時採用反向裝藥結構，藥捲之間要緊密連線，按要求裝藥後，用炮泥封孔，炮泥封孔長度要符合規程如下要求：
1 炮眼深度小於0.6m時，不得裝藥、放炮。特殊條件下，如臥底、刷幫、確需淺眼爆破，必須制定安全措施，報總工批准，可以小於0.6m，但炮泥必須封滿。
2 炮眼深度為0.6～1m時，封泥長度不得小於炮眼深度的1/2。
3 炮眼深度超過1m時，封泥長度不得小於0.5m。
4 炮眼深度超過2.5m時，封泥長度不得小於1m。
連線放炮工作由放炮員進行，各段雷管均採用併聯方式，雷管的連線線採用反向閉合迴路，在所有雷管腳線與放炮母線連線好後，由班組長清點人數後，乘罐上到吊盤，由放炮員連好放炮母線，即可同時上井，進行放炮。
地面採用380v動力電源放炮，設專用放炮電纜配專用放炮開關箱進行放炮。
放炮後，立即用地面設定的豎井通風機進行通風，開風機時，要由慢到快，啟動三次後，才可正常開機通風。通風15分鐘後，即可由瓦斯檢查員、放炮員和班組長下井進行安全檢查。
安全檢查工作包括：檢查吊盤上下及工作面瓦斯濃度，清掃吊盤、有無瞎炮，模板及井筒內其它懸吊裝置上浮矸及找幫等工作。
安全檢查後，即可下其他工作人員將吊盤落到正常出矸施工高度，即距工作面約10m左右。落吊盤時，上下層吊盤、井口及吊盤穩車地點均要安排專人監護。
爆破後的矸石用一台中心迴轉式抓岩機抓矸裝罐，出矸時大抓要按先中間後周圈的裝矸順序進行裝矸，並要提前抓好罐窩。上井矸石通過自卸排矸汽車排至指定地點。
出矸同時，用風鎬根據砼井壁找夠井幫，找夠設計段高後並找平，即可進行立模、澆築砼工作。
瓦斯檢查員要嚴格按照瓦斯檢查制度進行檢查井筒相關部位的瓦斯濃度，每班瓦斯檢查次數不少於三次，同時嚴格執行一炮三檢制度及三人連鎖放炮制度。
4.2井筒基岩段砌壁
砌壁選用mjy3.6/5.0型整體金屬下行刃腳鋼模板，砌壁段高為3.
6m，與深孔光爆相結合，實現一掘一砌正規迴圈作業。模板由地面三颱穩車懸吊，實行集中控制，該模板整體強度大，不易變形，接茬嚴密無錯臺。單縫式液壓脫模機構，操作方便，砼由地面集中攪拌站拌製，dx-2型底卸式吊桶下料。
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