一、工程概況
小紀(jì)汗煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1000萬噸/年,中央進(jìn)風(fēng)立井設(shè)計(jì)凈直徑6.5m,井筒深度357.2m,采用普通法施工。井口位于第四系風(fēng)積沙內(nèi),井筒分別位于第四系、白堊系及侏羅系中,中央進(jìn)風(fēng)立井第四系及白堊系采用鋼筋混凝土支護(hù),支護(hù)厚度為500 mm,其余白堊系及侏羅系部分采用混凝土支護(hù),支護(hù)厚度為500mm,支護(hù)強(qiáng)度為C40。
中央進(jìn)風(fēng)立井在風(fēng)積砂段施工中采用井外疏干降水法將外壁施工至-10m左右時(shí),由于降水井水位已無法下降,致使壁后涌水增大,砂層遇水坍塌,井筒不斷下沉,繼續(xù)向下掘進(jìn)至-11m時(shí)已接近粘土層,但細(xì)砂和水一起從壁后涌出,出現(xiàn)嚴(yán)重潰砂現(xiàn)象,已無法掘出段高。為防止?jié)⑸皩Ρ诤蠡谋谟绊?,保護(hù)已形成的井壁,項(xiàng)目部立即停止井筒掘砌施工,進(jìn)行二次套壁及工作面注漿和井壁壁后注漿。現(xiàn)注漿施工已經(jīng)完成,參考注漿情況,為使井筒提前轉(zhuǎn)入掘砌施工,計(jì)劃采用強(qiáng)行通過法通過該流砂層,為防止在流砂層與粘土層過渡段再次發(fā)生嚴(yán)重潰砂,保證施工安全和工程質(zhì)量,特編制此安全技術(shù)措施。
二、地質(zhì)水文概況
根據(jù)目前井筒揭露的地層情況,井筒在井深-10.6m以上揭露的巖層巖性為灰黃色、灰黑色中粒沙及粉細(xì)砂, 砂層容易坍塌,遇水呈流動(dòng)狀態(tài)。井深-10.6m以下揭露亞砂土薄層,疏松。
根據(jù)實(shí)際抽水試驗(yàn)結(jié)果,水位位于井深-8.4m左右,單位涌水量約為52m3/h。
三、施工方案
針對注漿施工情況,經(jīng)多次研究決定,對中央進(jìn)風(fēng)立井過流砂層與粘土層段采取密集板樁法臨時(shí)支護(hù)強(qiáng)行掘砌通過,隨后對該段井壁進(jìn)行壁后注漿,以加固該段井壁及徹底封堵涌水,最后在該段高位置安設(shè)1-2架井圈,確保此段井壁能夠承受足夠地壓。
四、施工方法
(一)探孔
首先在井底注漿墊層及井底井壁上使用風(fēng)鉆分別打4個(gè)1.5m深的探孔,觀察注漿墊層及井壁是否有涌砂現(xiàn)象,如果有砂不斷涌出,則安裝法蘭和閥門,將水和砂封閉,不采用強(qiáng)行通過法施工,根據(jù)《進(jìn)風(fēng)井井筒壁后及工作面超前注漿施工安全技術(shù)措施》進(jìn)行二次注漿施工。如果沒有砂涌出,則考慮采用強(qiáng)行通過法施工,進(jìn)行下一步的準(zhǔn)備工作。
(二)止?jié){墊的破除
首先采用人工風(fēng)鎬、鐵鍬裝罐方式將井筒工作面中央?yún)^(qū)域破除,并檢查井底預(yù)注漿后工作面的巖層情況,判斷井筒是否能夠向下部 掘進(jìn),如果砂沒有流動(dòng)性,則將剩余止?jié){墊對稱分成4片,采用人工風(fēng)鎬、鐵鍬裝罐方式逐片破除逐片支護(hù)。
(三)井筒掘進(jìn)
井筒從內(nèi)壁碹頭位置繼續(xù)向下掘進(jìn)時(shí)采用人工風(fēng)鎬、鐵鍬裝罐方式逐片掘進(jìn),如果該片區(qū)域荒井幫潰砂或片幫嚴(yán)重,巖層出現(xiàn)坍塌流動(dòng)現(xiàn)象,應(yīng)立即停止強(qiáng)行通過法施工,根據(jù)《進(jìn)風(fēng)井井筒壁后及工作面超前注漿施工安全技術(shù)措施》進(jìn)行二次注漿施工。
如果掘進(jìn)區(qū)域荒井幫巖層條件較好,沒有片幫和流砂現(xiàn)象,按荒半徑為3750mm向下掘進(jìn),掘進(jìn)時(shí)要分塊順序挖掘,每隔1.5m采用20#工字鋼打一個(gè)點(diǎn)柱,點(diǎn)柱下端加300mm×300mm厚度20mm鋼板做鞋。點(diǎn)柱要及時(shí)施工,防止上部井壁突然脫落,掘進(jìn)時(shí)如果局部出現(xiàn)流水流砂現(xiàn)象,應(yīng)快速采用草氈或編織袋和木楔封堵,并及時(shí)將前端帶有楔形的10#槽鋼(長度1600mm),沿荒井幫(半徑3750mm)外側(cè)向下施工板樁。板樁要密集布置,不得有縫隙,板樁采用大錘砸入下部巖層。
(四)立模、澆筑混凝土
掘夠1000mm段高及2-4塊組合模板長度后,用高1m的組合模板進(jìn)行立模,校正并支撐牢固后進(jìn)行澆筑,砼強(qiáng)度等級C40。在地面攪拌好的砼通過輸料管下放到井底溜槽內(nèi)二次混合攪拌均勻后直接入模,砼入模溫度應(yīng)控制在15℃以上,每段澆灌高度要不低于模板上沿,澆筑砼時(shí)要垂直入模,對稱連續(xù)分層澆注,均勻震搗,確保模板不發(fā)生移動(dòng);振搗工作要求定人、定點(diǎn)分層振搗,分層厚度不超過300mm,且均勻布置振點(diǎn),間距一般為300~400mm,不得出現(xiàn)漏振現(xiàn)象隨澆注隨振搗,確保砼飽滿密實(shí)。
(五)壁后注漿
根據(jù)中央進(jìn)風(fēng)井實(shí)際水文地質(zhì)條件和涌水潰砂特點(diǎn),將注漿段控制在-8m~-11m段內(nèi),該段含水量較大,且下部為流砂層與粘土層過渡段,注漿施工根據(jù)《小紀(jì)汗煤礦中央進(jìn)風(fēng)立井壁后注漿施工安全技術(shù)措施》執(zhí)行。
(六)安裝井圈
注漿完畢后,拆除本段套壁組合模板,用32#槽鋼加工成的井圈(φ6560mm)沿凈井壁進(jìn)行安裝,每架井圈由六塊槽鋼組成,每塊槽鋼弧長3435mm,安裝前先在井壁周圈摳出溝槽,井圈座于溝槽之內(nèi),安裝完畢后,用水泥砂漿配合水玻璃將接隙灌實(shí)即可。
四、勞動(dòng)組織
綜合隊(duì)包括井下直接工、井上下輔助工,由隊(duì)長統(tǒng)一指揮和調(diào)配,將綜合隊(duì)井下人員分成二個(gè)掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)班,一個(gè)立模澆注班,三個(gè)班組以8小時(shí)為基準(zhǔn),實(shí)行滾班作業(yè),地面輔助人員和井下施工人員實(shí)行“三、八”制作業(yè)。
五、安全技術(shù)措施
1、嚴(yán)格執(zhí)行井口管理制度,井口要清理干凈,不得有雜物、石塊等,以防墜物傷人。
2、嚴(yán)禁攜帶煙、火機(jī)或其他易燃、易爆物品進(jìn)入井口。
3、施工前井下要安裝、檢修好排水設(shè)備,要將井底的水及時(shí)排出。
4、加強(qiáng)絞車工教育,嚴(yán)禁脫崗,絞車操作時(shí)精力必須集中,防止發(fā)生蹲罐事故。
5、運(yùn)輸模板等材料時(shí),可用鉤頭直接吊運(yùn),但所用鋼絲繩套及連接件必須完好,物料和穩(wěn)繩的安全距離不得小于200mm。
6、運(yùn)輸長材料時(shí),絞車司機(jī)控制好絞車運(yùn)行速度,在通過吊盤及封口盤時(shí)不得超過0.5m/s。
7、在所運(yùn)物料或吊桶運(yùn)行接近吊盤時(shí),井上、下信號工應(yīng)分別目接目送,安全通過各自責(zé)任段。
8、用YT-27型風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)打眼時(shí),要有人把鉆桿開眼,開完后立即離開;要按照“一條線,兩邊站”進(jìn)行操作,防止斷釬傷人。
9、搬運(yùn)、安裝模板等材料時(shí),要相互配合,防止砸傷或碰傷人員。
10、在用大錘進(jìn)行密集板樁時(shí),用人扶著板樁時(shí),要防止大錘砸傷人。
11、每班接班后應(yīng)首先觀察荒井幫情況,確定無危險(xiǎn)時(shí),然后才能進(jìn)行其他工作。
12、在工作中,每班應(yīng)由副班長或指派責(zé)任心強(qiáng)的老工人進(jìn)行專人觀察井幫情況,發(fā)現(xiàn)荒井幫有異常變化時(shí),及時(shí)告知工作面作業(yè)人員,并采取措施處理,防止片幫傷人。
14、在工作中,要派專人觀察工作面,防止突然間涌水涌砂,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有涌水或涌砂征兆時(shí),要及時(shí)告知工作面人員,并及時(shí)撤人。
15、施工時(shí),吊盤信號工要注意觀察井底情況,遇到緊急情況時(shí)保證及時(shí)進(jìn)行信號傳送。
16、施工期間,要把安全梯放到井底,并保證始終有一吊桶在井底停留,保證有緊急情況時(shí)能夠及時(shí)撤出井下人員。
17、挖掘時(shí)要分塊挖掘,并及時(shí)打好點(diǎn)柱,由專職安全員檢查點(diǎn)柱的可靠性,防止上段井壁突然脫落。
18、未盡事項(xiàng)按《煤礦安全規(guī)程》、《進(jìn)風(fēng)井井筒表土含水層井外降水施工安全技術(shù)措施》、《進(jìn)風(fēng)井井筒表土含水層井外降水施工(補(bǔ)充)安全技術(shù)措施》、《進(jìn)風(fēng)井井筒壁后及工作面超前注漿施工安全技術(shù)措施》和《立井防墜措施》等有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。