摘要：隨著當(dāng)前立井井筒直徑越來越大、井筒深度越來越深，井筒施工難度越來越大，在施工管理和施工工藝等方面諸多問題逐漸顯現(xiàn)。根據(jù)多年的施工經(jīng)驗(yàn)，本文從大直徑深立井的勞動組織、項(xiàng)目籌備、工程施工、深立井注漿以及通風(fēng)、排水、供電系統(tǒng)等方面的施工管理及重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)分析、研究，闡述了在大直徑深立井施工中應(yīng)注意的重點(diǎn)事項(xiàng)和關(guān)鍵問題，對施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)提出了新穎的方法和思路，對其他大直徑深立井的井筒施工具有很好的借鑒意義。

　　關(guān)鍵詞：大直徑,深立井,施工管理,重點(diǎn)環(huán)節(jié),探析

　　目前，煤炭仍然是人類使用最主要的能源之一，立井開拓是煤炭開采的一種主要開拓方式，約占新開工礦井總數(shù)的40～50%。近年來，隨著我國西部資源的開發(fā)，以及淺部煤炭資源的日趨減少，立井井筒直徑逐漸變大，深度也逐漸加深，如內(nèi)蒙古中煤能源葫蘆素煤礦副立井井筒，凈徑10.0m，井深704m，為當(dāng)前國內(nèi)直徑最大的立井井筒;山東雙合煤礦主井井筒，凈徑5.5m，井深1101.8m，兗煤集團(tuán)公司趙樓煤礦副井井筒凈徑7.2m，井深936m;華亭煤業(yè)新莊煤礦副井井筒凈徑9.0m，井深1025.3m。井筒深度均為千米級深井。在這種趨勢下，井筒施工難度逐漸加大，從勞動組織、施工籌備、井筒施工、井筒注漿堵水以及各大系統(tǒng)的布置等方面存在越來越多的問題，諸多矛盾顯現(xiàn)的越來越突出。中煤三十一處做為立井施工專業(yè)隊(duì)伍，近年來施工了多項(xiàng)大直徑深立井，在大直徑深立井施工方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)將我們在施工中遇到的一些主要問題、思路、做法等做簡要總結(jié)。

　　一、勞動組織

　　從簡化管理環(huán)節(jié)考慮，立井項(xiàng)目部勞動組織體制可分為項(xiàng)目部管輔人員和綜合隊(duì)兩大部分。

　　項(xiàng)目部管輔人員主要包括項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)班子、工資、財(cái)務(wù)、預(yù)算、采購、食堂、澡堂、保衛(wèi)等。

　　綜合隊(duì)主要包括隊(duì)干、井下直接工、崗位工和機(jī)電維修人員。此處的井下直接工專指工作面作業(yè)人員，因井筒直徑大，尤其是在凍結(jié)段施工中井筒斷面可達(dá)100m2以上，每次爆破后，矸石提升量非常大，因此在井下直接共班組分配中應(yīng)打破原來四個小班“滾班”作業(yè)的勞動組織，增加一個班次，形成五小班“滾班”作業(yè)制度，減少工人勞動強(qiáng)度，提高工作效率。在凍結(jié)段分為掘進(jìn)班、開幫班、平底班、鋼筋班、澆灌砼班。在基巖段分為鉆眼放炮班、出矸平底班、澆灌砼班、出矸班、清底班;崗位工主要包括井上下把鉤信號工、翻矸工、絞車工等;機(jī)電維修人員主要包括絞車、穩(wěn)車、傘鉆、抓巖機(jī)、挖掘機(jī)、攪拌站、壓風(fēng)機(jī)、變電所等常用設(shè)備的維修人員。崗位工和機(jī)電維修工實(shí)行“三八”制作業(yè)。

　　以上是立井基巖段施工人員崗位配置的一個參考數(shù)據(jù)，實(shí)際的人員配置或凍結(jié)表土段施工時，某些崗位可以考慮調(diào)整或兼職，項(xiàng)目部總?cè)藬?shù)控制到180人以下。

　　二、立井籌備

　　凍結(jié)井的施工，是凍結(jié)與掘進(jìn)相互配合的過程。能否與凍結(jié)進(jìn)度配合好，做到按時開工，至關(guān)重要，對工程的施工進(jìn)度起了決定性作用。立井籌備期間的工作，具有極其復(fù)雜的性質(zhì)，是對一個項(xiàng)目部綜合素質(zhì)和科學(xué)管理的考驗(yàn)。本階段工作的主線可歸納為三條：生活區(qū)建設(shè)、設(shè)備基礎(chǔ)施工、設(shè)備的調(diào)運(yùn)安裝調(diào)試三大部分，其中設(shè)備的調(diào)運(yùn)安裝調(diào)試工作量占的比重最大。籌備期間重點(diǎn)要做好場地的規(guī)劃、設(shè)備的調(diào)運(yùn)和安裝前檢修、加工件的制作、工序的排隊(duì)等工作。施工過程中，力求確保每項(xiàng)工作的系統(tǒng)性、合理性、邏輯性、實(shí)用性、安全性。如果組織得當(dāng)，立井籌備總用時2.5～3個月左右。

　　三、鎖口及試挖段施工

　　1、按提升方式不同,鎖口和試挖段的施工方式一般有三種形式。

　　(1)調(diào)度小絞車配“V”型礦車或其它臨時容器提升

　　由于目前立井施工工期大多比較緊張，籌備期比較短，在鎖口施工時，提升絞車、井架溜槽等設(shè)備常常還沒有安裝好。這時，可以臨時采用JD-40以上調(diào)度小絞車配“V”型礦車等臨時提升容器進(jìn)行提升。提升裝置、連接件、鋼絲繩的選用必須嚴(yán)格計(jì)算，其保險(xiǎn)系數(shù)應(yīng)大于6，使用前應(yīng)做試驗(yàn)。容器在井筒運(yùn)行或在井口轉(zhuǎn)向時，井下作業(yè)人員必須在另一側(cè)躲避;容器上下運(yùn)行前，附著于提升容器上的雜物必須清除干凈，必須穩(wěn)好后方可運(yùn)行;容器運(yùn)行時，可輔以麻繩拉拽，保持容器的穩(wěn)定。焊接提升環(huán)及提升用鋼絲繩套，要有防脫鉤連接裝置，每班必須有專人檢查。這種提升方式，簡單易行，但提升能力和安全系數(shù)較低。

　　(2)絞車配吊桶提升

　　施工時，采用井筒正式開工后的設(shè)備進(jìn)行施工，用吊盤作為臨時封口盤和澆灌砼作業(yè)，這種施工方式有施工速度快，安全可靠的特點(diǎn)，但對籌備的整體組織要求較高，絞車、穩(wěn)車、吊盤，二層平臺，天輪平臺、溜槽等設(shè)備的安裝工作要全部完成。該方式缺點(diǎn)是用吊盤作為臨時封口盤，井口封口不嚴(yán)實(shí)，留有許多孔洞，對立井防墜安全造成很大的隱患，需重點(diǎn)防范。現(xiàn)大部分井筒施工采用這種形式，井筒初期施工速度(包括鎖口施工，三盤吊掛，大模安裝等)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其他方案的施工速度。

　　(3)穩(wěn)車配吊桶提升

　　在某些特定條件下，井筒試挖時，提升絞車還沒有調(diào)試好，可以臨時采用這種方式進(jìn)行施工，之所以可以采用這種方式，是因?yàn)榉�(wěn)車提升速度一般在6m/min，且由于工作面距二層平臺距離較近，所以穩(wěn)定性也較好，速度也較快。但要每班專人檢查穩(wěn)車的對輪銷子，防止跑車事故的發(fā)生。

　　2、施工方法

　　目前，鎖口及凍結(jié)表土段的施工，大多采用短段掘砌混合作業(yè)法，小型挖掘機(jī)配合人工挖土掘進(jìn)。挖掘機(jī)開挖前就應(yīng)預(yù)先下井。由于此時井幫一般還處于不穩(wěn)定狀態(tài)，所以段高不宜過大，可先采用1米高組裝小模板進(jìn)行砌壁，加上接茬段高為1.3米。試挖一段時間井幫穩(wěn)定后，可采用兩套小模板實(shí)現(xiàn)2.3米段高或采用整體模板的上一半配刃腳進(jìn)行澆灌砼砌壁，在吊盤上作業(yè)，以提高施工速度。

　　3、施工注意事項(xiàng)：

　　(1)鎖口試挖施工前，首先要弄清凍結(jié)管的方向、位置、數(shù)量、距掘進(jìn)斷面距離、凍結(jié)壁發(fā)展的實(shí)際情況，然后編制具體的施工措施。靜水位以上部分預(yù)留1米以上保溫層后，可直接施工。靜水位以下部分要接到凍結(jié)單位書面通知，確認(rèn)凍結(jié)井壁已全部交圈后方可進(jìn)行試挖施工。

　　(2)試挖前，要對所有相關(guān)的機(jī)械設(shè)備，尤其是井架、絞車等必須做全面的檢查驗(yàn)收，確認(rèn)安全后方可開工。

　　(3)凍結(jié)井鎖口段試挖：首先在井筒的對角線方向選4處，自井幫向凍結(jié)壁方向各挖一深1.2～1.4 m、寬0.6 m、高1.2 m的探槽，觀察凍結(jié)壁實(shí)際形成情況。當(dāng)凍結(jié)壁距荒徑不超過400～600㎜，并證實(shí)凍結(jié)壁具有一定厚度和強(qiáng)度，才可正式開挖。

　　(4)鎖口施工時，要注意等井壁混凝土充分凝固后，方可繼續(xù)掘進(jìn)下一段高。掘進(jìn)過程中，要專人密切觀察上段井壁情況，也可采用點(diǎn)柱等形式對其進(jìn)行支撐，雨季施工要注意防止地面水或雨水灌入井內(nèi)，冬季施工時要注意混凝土防凍問題，防止井壁由于圍抱力不夠整體下沉事故的發(fā)生。

　　四、凍結(jié)段外壁施工

　　1、土層的施工：表土段掘進(jìn)以挖掘機(jī)挖掘?yàn)橹鳎�人工挖掘刷幫為輔進(jìn)行掘進(jìn)，也可同時選用抓巖機(jī)裝罐。掘出段高后，綁扎鋼筋，脫模板，澆灌砼。整體模板高度一般在3.4～4.0m之間，段高過大，會增大片幫等不安全隱患發(fā)生的機(jī)率。段高過小，循環(huán)組織頻率高，整體施工速度會降低。土層中施工還應(yīng)注意以下問題：

　　(1)施工過程中，要經(jīng)常與凍結(jié)單位溝通，對凍結(jié)壁的發(fā)展情況進(jìn)行科學(xué)的控制。如果凍結(jié)壁發(fā)展過慢，距掘進(jìn)斷面距離過大，會造成嚴(yán)重的片幫問題，極不安全，又浪費(fèi)支護(hù)材料。如果凍結(jié)壁發(fā)展過快，進(jìn)入掘進(jìn)斷面過多，會造成掘進(jìn)難度大增。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，井筒內(nèi)全部凍實(shí)后，外壁掘砌速度大多低于40m/月，國內(nèi)尚無高效的解決辦法。但這個問題可以通過凍結(jié)單位預(yù)先降低循環(huán)鹽水流量的辦法來控制。

　　(2)施工過程中，特別是在深厚粘土層中施工時，要指派專人觀測井幫和井壁的壓力情況，通過埋設(shè)壓力盒傳感器等儀器量化觀測，及時掌握壓力和位移的變化，以便采取必要的處理措施。壓力造成的裂紋大多是以縱向?yàn)橹鳎�脫模后一兩小時到一兩天內(nèi)出現(xiàn)。如果壓力過大，造成外層井壁嚴(yán)重變形開裂，鋼筋鼓出，粘土層底鼓嚴(yán)重，將井壁擠裂等現(xiàn)象時，可以考慮縮短段高、立即進(jìn)行砌壁、加快掘進(jìn)速度、縮短井幫暴露時間等措施。

　　(3)很多凍結(jié)井外壁，設(shè)計(jì)鋪有50～100mm厚的泡沫塑料板，可以起到對混凝土保溫和緩解凍結(jié)壁位移壓力的作用，但這同時也減小了井幫對混凝土的圍抱力，可能造成井壁在脫模后整體下沉或上部出現(xiàn)環(huán)狀裂紋。另外，泡沫塑料板的材質(zhì)、強(qiáng)度等指標(biāo)尚無規(guī)范的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。井筒澆灌完混凝土向下開挖前要由有經(jīng)驗(yàn)的工人把模板繩拉緊，可以在一定程度上緩解段高中上部環(huán)狀裂紋的發(fā)生，但由于井壁厚度大，重量大，鋼筋繩有一定的伸長量，所以很難完全避免。豎筋采用滾壓直螺紋套筒連接也可有效的緩解這一問題的發(fā)生。

　　(4)凍結(jié)表土的施工因斷面大，開挖量大，人工開挖已經(jīng)不符合實(shí)際情況，因此在大直徑井筒采用小型挖掘機(jī)挖掘，能夠大大提高施工效率，節(jié)約人工費(fèi)用，安全系數(shù)亦能得到很好的保障，中煤三十一處現(xiàn)所有直徑超過6m的井筒凍結(jié)表土段施工時均采用小型挖掘機(jī)挖掘，施工速度得到很大程度的提高，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　(5)凍結(jié)段外壁施工時，由于井幫溫度低，施工速度快，澆灌混凝土要加入適當(dāng)?shù)姆纼鲈鐝?qiáng)劑，確保早期強(qiáng)度的快速增長，同時做好對比性試塊，脫模前要認(rèn)真觀察混凝土凝固的實(shí)際情況，防止脫模后整個段高混凝土垮落傷人。

　　(6)澆灌混凝土大多采用底卸式吊桶下料經(jīng)溜灰槽或溜灰管入模，由于從地面直接通過溜灰管入模的方式混凝土容易出現(xiàn)離析而導(dǎo)致質(zhì)量問題，加之不安全因素極大，所以近兩年的實(shí)際施工應(yīng)用中有減少的趨勢。

　　(7)二次套壁的優(yōu)缺點(diǎn)：在某些特定的條件下，如外壁開裂嚴(yán)重，隨時有垮塌的危險(xiǎn)，外壁沒有施工到底必須進(jìn)行內(nèi)壁的套砌。這種施工方式能夠保證施工的基本安全，但也存在一定的問題：一是凍結(jié)單位還需積極凍結(jié)，凍結(jié)壁體積繼續(xù)膨脹，會造成內(nèi)壁的壓裂，使井筒整體強(qiáng)度下降。二是工作面長時間停止，會造成嚴(yán)重的底鼓，從而在上部套壁期間把最下面幾個段高的混凝土破壞。所以套壁前，必須在工作面澆灌足夠厚度的混凝土鍋底，以確保安全。

　　(8)根據(jù)現(xiàn)有的理論公式，凍結(jié)壁厚度和強(qiáng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果和現(xiàn)實(shí)施工相去甚遠(yuǎn)，存在很大的人為經(jīng)驗(yàn)判斷性，理論基礎(chǔ)還需進(jìn)一步研究，目前以不漏水為原則。但有時把井筒全斷面全部凍實(shí)，給施工造成了極大的困難。從這種意義上講，相關(guān)的驗(yàn)收規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚需完善。

　　(9)在凍結(jié)段外壁掘砌施工時，通風(fēng)量不宜過大，只要能滿足規(guī)程對人員呼吸的基本需要即可，尤其在夏季施工時，更要注意這一點(diǎn)，避免過量通風(fēng)造成凍結(jié)壁化凍片幫傷人。

　　2、凍結(jié)風(fēng)化基巖段施工

　　凍結(jié)風(fēng)化基巖段采用鉆爆法掘進(jìn)，施工工藝和基巖段差別不大，但要注意以下問題：

　　(1)選用抗凍型的炸藥雷管。

　　(2)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，巖石經(jīng)低溫凍結(jié)后，整體強(qiáng)度和抗爆性可增大1.5～2.0倍，所以單位原巖的炮眼密度和炸藥消耗量也要按此比例增加。

　　(3)根據(jù)近幾年實(shí)際施工的摸索，凍結(jié)風(fēng)化基巖中深孔爆破技術(shù)已趨于成熟，相關(guān)的國家規(guī)范“凍結(jié)風(fēng)化基巖炮孔深度不宜大于1.8米”有待于改進(jìn)。炮轟波對低溫鋼材的影響和破壞也需要深入研究。

　　(4)由于凍結(jié)巖石溫度低，鉆眼爆破均采用干打眼的鉆眼方式，職工應(yīng)佩帶相應(yīng)的勞保用品。

　　(5)為防止套砌內(nèi)壁時凍結(jié)段下部出水，考慮到地溫、凍結(jié)孔偏斜、鹽水循環(huán)雜質(zhì)在下部積淀等因素的影響，規(guī)范規(guī)定：凍結(jié)段底部壁座的位置要比凍結(jié)深度淺5～8米，凍結(jié)段越深，所預(yù)留的安全保護(hù)層應(yīng)越大。實(shí)際施工時還應(yīng)考慮斷層、裂隙、座底炮等因素的影響。

　　五、套砌內(nèi)壁施工

　　外壁掘砌到底后，開始施工壁座和套砌內(nèi)壁工作。澆灌混凝土一般采用金屬裝配式小模板，小模板高度一般為0.8～1m，各塊模板之間用螺栓連接。從吊盤上組立模板，綁扎鋼筋，澆灌混凝土。根據(jù)混凝土和鋼筋量的不同，套砌的速度一般可達(dá)10～18 m/天。內(nèi)壁施工應(yīng)注意以下問題：

　　(1)壁座施工時，段高一般都比較大，要做好臨時支護(hù)工作。

　　壁座下部的斜接茬要采用金屬刃腳或其它形式施工好，確保斜面在30～60度之間，基巖段與此處相接的混凝土一定要密實(shí)。否則，井壁化凍后此處漏水，處理的難度極大。

　　(2)套砌內(nèi)壁時，吊盤為三層的情況下，一般采用中層盤綁扎鋼筋，下層盤組裝模板澆灌混凝土，輔助盤進(jìn)行拆模板作業(yè)方式。輔助盤一般為單層，其懸吊方式可以與吊盤相連接，也可采用整體模板繩進(jìn)行獨(dú)立懸吊，但一定要編制好提落防翻和人員作業(yè)的規(guī)范措施。

　　(3)澆灌混凝土和拆模板時，要密切觀察混凝土凝固的實(shí)際情況。近兩年，套壁時由于混凝土凝固不好而多次發(fā)生坍塌傷人的事故。

　　(4)內(nèi)外壁之間，有的設(shè)計(jì)鋪設(shè)有1～3mm厚的塑料板，目的一是為了防止化凍后水通過外壁流入井內(nèi)，目的二為了內(nèi)外壁的相對滑動。但從實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)來看，這兩個目的效果均不明顯，設(shè)計(jì)原理有待于探討和改進(jìn)。

　　(5)內(nèi)壁施工，以連續(xù)澆灌混凝土的形式進(jìn)行，具體大體積混凝土的特點(diǎn)，水化熱比較大，通過溫度傳感器實(shí)測，高標(biāo)號混凝土凝固過程中，內(nèi)部溫度可達(dá)75攝氏度以上。所以混凝土凝固后由于溫度降低和內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化，體積會收縮，而這種收縮會造成內(nèi)壁的環(huán)形拉裂裂紋，寬度大多在1～4mm之間，出現(xiàn)的位置一般在外壁變斷面等應(yīng)力集中區(qū)。工程竣工后，可采用壁間注漿的方式來對裂紋進(jìn)行封閉加固處理。

　　(6)由于目前深表土凍結(jié)深度大多在500米以上，地溫較高，凍結(jié)壁化凍速度較快，為防止壁座處過早化凍出水，凍結(jié)單位的停機(jī)不宜過早，最好待內(nèi)壁施工完畢吊盤落下后再停機(jī)。

　　(7)可縮性節(jié)頭的安裝：在深表土凍結(jié)井的使用過程中，由于解凍或地層因疏水沉降等原因，造成土層整體沉降，井筒外幾百米厚的土層就會產(chǎn)生一個作用于井壁巨大的豎向附加力，從而破壞井壁。在內(nèi)壁的設(shè)計(jì)中，國內(nèi)部分深表土凍結(jié)井凍結(jié)風(fēng)化基巖上部幾十米處位置安裝有可縮性節(jié)頭，目的是緩解豎向附加力，確保內(nèi)壁不被破壞。但是由于豎井附加力的估算可能和實(shí)際偏差極大。可縮性節(jié)頭強(qiáng)度過高，井壁會在節(jié)頭以外的別處被破壞;強(qiáng)度過低，可縮性節(jié)頭起不到應(yīng)有的作用。

　　六、凍結(jié)單層井壁施工

　　現(xiàn)有凍結(jié)井筒設(shè)計(jì)中，有設(shè)計(jì)為單層井壁，單層井壁有井壁厚度薄、矸石開挖量小、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，但存在接茬漏水、井壁受凍脹力破壞的危險(xiǎn)。

　　1、凍結(jié)基巖段內(nèi)、外雙層井壁結(jié)構(gòu)，內(nèi)層井壁為自下而上連續(xù)砌筑，不存在接茬縫;而單層井壁分段高自上而下逐段澆筑，井壁接茬多，凍結(jié)段解凍后漏水機(jī)率較雙層井壁結(jié)構(gòu)大。

　　2、凍結(jié)法井筒施工屬特殊施工工藝，井壁混凝土在低溫條件下凝固，受凍脹力的影響，一段時間后，井壁均存在不同程度的破壞，雙層井壁結(jié)構(gòu)在外壁受凍脹力損壞后，套砌內(nèi)壁能夠彌補(bǔ)該方面的缺陷，而采用單層井壁則存在因凍脹壓力造成井壁被破壞的風(fēng)險(xiǎn)，并且凍結(jié)壁解凍后井筒防治水工作量較大。

　　3、內(nèi)蒙古中煤能源葫蘆素煤礦副立井井筒凍結(jié)段設(shè)計(jì)為900mm單層鋼筋砼井壁，接茬設(shè)有止水鋼板。但在井筒施工完畢后，凍結(jié)壁化凍，井筒涌水量達(dá)到50m3/h以上。

　　七、基巖段施工：

　　國內(nèi)立井基巖段均采用鉆爆法施工，標(biāo)志性的設(shè)備有傘鉆，中心回轉(zhuǎn)抓機(jī)、整體下移金屬模板。施工工序主要有：

　　1、傘鉆打眼放炮：根據(jù)井筒直徑和提升機(jī)靜張力的不同，選取不同型號的傘鉆，配YGZ-70型高頻鑿巖機(jī)，B25㎜，L=4500～5500㎜六角中空鋼釬，Ø55㎜“十 ”字鉆頭。在井筒荒徑超出單個傘鉆作業(yè)范圍時，可將2臺傘鉆進(jìn)行聯(lián)合，形成雙聯(lián)傘鉆同時進(jìn)行作業(yè)，擴(kuò)大作業(yè)半徑，同時增加鑿巖速度。炸藥可選擇水膠炸藥或乳化炸藥，雷管可選用電磁雷管、導(dǎo)爆管或普通電雷管來引爆。

　　(1)從目前的爆破技術(shù)和雷管炸藥的性能來看，將炮眼深度增加到5.5～6m，對現(xiàn)場操作來講沒有什么原則區(qū)別，可以較大幅度提高單炮爆破進(jìn)尺。但是需要對施工設(shè)備進(jìn)行更新之處較多，必須選用足夠靜張力的絞車、鋼絲繩、封口盤至二層平臺的高度也要加大，這會造成更新設(shè)備和施工成本大幅增加的問題。另外，還要考慮和混凝土澆灌段高相配套的問題。

　　(2)火工品的選型和使用：

　　基巖段施工時，工作面電器設(shè)備較多且多用電泵排水，有可能會漏電或出現(xiàn)雜散電流，雷管最好選取電磁雷管或?qū)П�管。電磁雷管具有抗雜散電流、穩(wěn)定性好、操作簡單的特點(diǎn)，但價(jià)格較貴。導(dǎo)爆管也具有抗雜散電流、穩(wěn)定性好、操作簡單的特點(diǎn)且價(jià)格便宜，但是在揭煤或巖層里有瓦斯的情況下，不能使用。普通電雷管在使用時，在裝炮過程中曾出現(xiàn)過響炮、早爆等事故，所以盡量少用，使用時必須要編制嚴(yán)格的操作規(guī)程和按章作業(yè)。炸藥大多選用水膠炸藥或乳化炸藥，這兩種炸藥均防水，而且炮煙較小。如果和炸藥廠聯(lián)系好，選用作功能力 300ml以上的型號，爆破效果較為理想。

　　(3)在井筒無瓦斯的情況下，可選用隔段裝藥的方式。理論上講，每圈炮眼響炮時間間隔在50～100ms之間時，爆破效果最好，但從我多年施工經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)值來看，其效果差別并不大。

　　(4)現(xiàn)有的爆破理論證明，反向裝藥的爆破效果要好于正向裝藥，但反向裝藥巖石拋擲的高度也較高，力量也較大。采用反向裝藥，盡管有爆破效果稍好的優(yōu)點(diǎn)，但是崩壞吊盤和抓巖機(jī)的機(jī)率增加了許多。由于井筒施工裝藥受客觀條件的限制，吊盤提升的高度一般不超過30米，如果要再提高，就要拆管路電纜等，費(fèi)工費(fèi)時。所以裝藥方式要綜合考慮，目前關(guān)于正反向裝藥的理論計(jì)算也尚需完善。

　　2、抓巖機(jī)配小型挖掘機(jī)、吊桶出矸石

　　立井出矸石普遍使用HZ-6型中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)。根據(jù)井筒斷面不同，可選用一臺或兩臺同時作業(yè)，同時井底安設(shè)一臺小型挖掘機(jī)進(jìn)行清底出矸作業(yè)，可大大提高排矸速度。吊桶一般選用2m3 、3 m3、4 m3、5 m3等幾種規(guī)格。

　　3、整體下移金屬模板澆灌混凝土

　　單縫伸縮整體下移金屬模板在目前國內(nèi)的立井施工中被廣泛應(yīng)用。段高一般在3.4～4.0m之間。按其接茬形式的不同，可分為三類：

　　(1)噴漿接茬

　　砌筑井壁砼時，兩段高之間接茬留設(shè)200~300㎜的間隙，砌筑3～5個段高后集中噴砼支護(hù)。優(yōu)點(diǎn)：①可以保證井壁砼的密實(shí)性和整體性。②施工工藝較為簡單。 ③如果井壁滲水，可以在接茬位置預(yù)埋排水管，為以后注漿堵水創(chuàng)造條件。缺點(diǎn)：①表面平整度及觀感質(zhì)量有待于技術(shù)性改進(jìn)。②噴射砼難以達(dá)到高標(biāo)號混凝土的要求。

　　(2)利用接茬斜模板接茬：

　　大模板找正調(diào)平時，使接茬斜模板上平面高于上一段井壁砼100～150㎜，砌筑井壁砼時，砼澆灌至接茬斜模板上平面。脫模后，用風(fēng)鎬將接茬砼刷掉再用水泥砂漿抹平。優(yōu)點(diǎn)：施工工藝簡單，操作方便。缺點(diǎn)：①刷接茬時間較長，對高速施工不利。如果在模板上利用中上部小平臺與其它工序平行作業(yè)，可節(jié)約時間，但安全性不好。②井壁密實(shí)性不好，如果井壁滲水，竣工時總涌水量難于控制。③觀感質(zhì)量有待于提高。

　　(3)利用合茬窗口合茬：

　　模板設(shè)計(jì)時，根據(jù)井筒直徑大小，上部留有6～8個四方小窗口。模板調(diào)平找正時，模板的上平面高于上一段井壁100～150㎜。澆灌砼時，砼經(jīng)過分灰器的溜灰管從窗口進(jìn)入模板內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)：①施工工藝簡單。②接茬平整度較好。缺點(diǎn)：①窗口處混凝土密實(shí)性的質(zhì)量不易控制，尤其在有鋼筋和涌水的情況下。②接茬密實(shí)性不好，如果多處滲水，竣工時總涌水量較難于控制。

　　八、相關(guān)硐室施工

　　與立井井筒相關(guān)聯(lián)的特殊硐室主要有馬頭門、箕斗裝礦硐室、管子道等。這些工程具有斷面大，施工工藝復(fù)雜的特點(diǎn)。開門口前要做好定向和高程導(dǎo)入工作。施工前，還要先進(jìn)行探水或涌水量預(yù)測工作，防止開門口后涌水量大增，超過水泵的排水能力而淹井。如果水量大，可采用預(yù)注漿等措施。施工時，首先要做好錨網(wǎng)索噴等臨時支護(hù)措施。硐室主體施工主要有導(dǎo)硐法、正臺階施工法、倒臺階施工法。支設(shè)模板、安裝預(yù)埋件、梁窩、澆灌混凝土要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)施工。

　　九、注漿的問題

　　立井施工中的注漿，作為防治水的主要技術(shù)之一，主要有工作面預(yù)注漿和壁后注漿兩種形式。

　　1、工作面注漿：一般距含水層10米位置施工止?jié){墊，根據(jù)相關(guān)公式和施工經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算出注漿孔數(shù)量、注漿終壓、止?jié){墊厚度等參數(shù)。施工工序?yàn)椋褐節(jié){墊施工、止?jié){墊凝固、用鉆機(jī)鉆孔探水、注漿泵注漿、止?jié){墊拆除。注漿工藝的注意事項(xiàng)：

　　(1)止?jié){墊施工時，先鋪設(shè)濾水層、安裝濾水筒和孔口管，然后澆灌混凝土。澆灌混凝土?xí)r，可適當(dāng)加入一定量的早強(qiáng)劑，以縮短凝固時間。根據(jù)靜水壓大小和混凝土標(biāo)號，止?jié){墊凝固3~7天后，開始對其注漿加固，沒有涌水時，終壓3～5Mpa為宜;有涌水時，終壓比靜水壓大2～3Mpa為宜。止?jié){墊的施工質(zhì)量極其重要，是注漿成敗的關(guān)鍵。施工時，可適當(dāng)把井幫巖石通過放炮或風(fēng)鎬刷大300～500mm，或者止?jié){墊上平面與永久混凝土井壁下沿相接，以增大止?jié){墊與井幫的磨擦力;工作面有涌水時，必須通過濾水桶或集水坑把水及時排出，井壁上的淋水通過截水槽的方式排至吊盤水箱;孔口管上口要高于止?jié){墊上平0.5米，距井幫距離也要大于0.5米，孔口管向外的斜度要按設(shè)計(jì)施工。止?jié){墊加固時最后注雙液漿封口，必須確保雙液漿充足的注入量。

　　(2)鉆機(jī)鉆孔探水前，工作面及吊盤的排水系統(tǒng)必須完備。探水時，要先把孔口管的高壓閥門安裝好，在閥門中鉆孔，水涌出后，及時提鉆桿關(guān)閉閥門。

　　(3)目前，工作面注漿時，注漿泵有放置在井下和地面兩種形式。

　　注漿泵放在工作或吊盤上注漿，距離現(xiàn)場比較近，操作和控制比較簡單方便，先注單液漿，后注雙液漿封口。但這種方式，注漿材料都要經(jīng)過吊桶下放至井下，設(shè)備多為小型，注漿速度有限。

　　注漿泵放置在地面的施工，可以選擇大型注漿設(shè)備，注漿速度大大提高，而且井筒深度也形成注漿壓力，共同作用于注漿孔。對于深井注漿而言，這種方式更具有明顯的優(yōu)勢。只是注漿封孔后，管路內(nèi)的漿液必須放掉，有一定的浪費(fèi)現(xiàn)象。

　　(4)目前國內(nèi)使用比較廣泛的MZ-120鉆機(jī)，與中高風(fēng)壓的壓風(fēng)機(jī)配合使用，打孔深度可達(dá)100米。但施工經(jīng)驗(yàn)證明，如果含水層距止?jié){墊距離較遠(yuǎn)或者對兩個含水層同時注漿，注漿效果一般不佳。因此，筆者認(rèn)為：可采用鉆機(jī)探明含水層的準(zhǔn)確位置及水量后用止?jié){塞封孔，施工至距含水層約10米的位置再施工止?jié){墊注漿。探水孔可在井中位置施工，加柔軟充填物處理后，作為以后放炮作業(yè)掏槽眼的空眼使用。

　　(5)抽水試驗(yàn)公式預(yù)測的涌水量與實(shí)際揭露的涌水量偏差較大。這可能由兩方面原因造成：一是抽水試驗(yàn)時，數(shù)據(jù)測定的方法不當(dāng)或準(zhǔn)確度不夠。二是公式本身存在偏差。另外，一些涌水計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式偏差也較大。有些礦井實(shí)際全斷面揭露后實(shí)測涌水量為單孔涌水量的3～5倍。遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論推測數(shù)值。因此實(shí)際施工特別注意，避免因準(zhǔn)備不足造成淹井事故。

　　2、壁后注漿

　　通常來講，深立井施工時，對于含水量較小的巖層，可采取強(qiáng)行掘進(jìn)的方式通過。而且，工作面注漿常常并不能完全把水封住。所以壁后注漿是立井防治水的一個必要補(bǔ)充。施工時，采用風(fēng)鉆鑿眼，深入壁后巖層，安裝注漿管，用高壓注漿泵在支護(hù)壁后的巖層中注入配制好的具有充塞膠結(jié)性能的漿液，漿液以充填或滲透等形式驅(qū)走巖石裂隙或空隙中的水，達(dá)到封堵裂隙、隔絕水源的目的。施工注意事項(xiàng)：

　　(1)壁后注漿時，要根據(jù)井壁厚度和強(qiáng)度計(jì)算出終壓，在施工時嚴(yán)格控制，并專人觀察井壁實(shí)際情況，防止將井壁壓裂。注漿時，尤其當(dāng)壓力開始上升后，一定要放緩漿液的注入速度。

　　(2)壁后注漿的過程，以封堵水為主要目的，同時也可以對井壁起到整體加固的作用，尤其是破碎巖層或相關(guān)硐室處作用更為明顯。

　　(3)從實(shí)際施工來看，注漿孔深入壁后巖石1.5米以上效果較好，一方面可以減小漿液對井壁的直接壓力,另一方面,對深層巖石裂隙進(jìn)行填充，起到標(biāo)本兼治的效果。

　　(4)凍結(jié)段需要注漿時，注漿孔最多穿進(jìn)外壁100mm，不可全部穿透外壁。

　　(5)注漿漿液中按比例加入一定量的膨脹劑，可以有效防止?jié){液凝固過程中體積收縮，對注漿效果和控制反彈大有幫助。

　　(6)壁后注漿的鉆孔和孔口管直徑選擇要略大些，如果一次注漿后有滲漏現(xiàn)象，可以用鉆頭鉆開后復(fù)注。

　　十、井筒揭煤：

　　煤礦立井施工時，因井筒深度的增加，大多會穿過煤層，需要進(jìn)行揭煤施工。揭煤前，首先對地質(zhì)報(bào)告和精檢孔柱狀圖進(jìn)行綜合分析，了解煤層的賦存情況、頂?shù)装迩闆r、煤質(zhì)及瓦斯含量、是否有突出危險(xiǎn)等，以此為基礎(chǔ)編制詳細(xì)的施工作業(yè)措施。但要注意以下問題：

　　1、揭煤前，對井筒內(nèi)及井口20米內(nèi)的電器設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格檢查，嚴(yán)防煙火和失爆。瓦斯檢測儀、自救器等要齊備。

　　2、井筒施工至距煤層頂板10米和5米位置時，都要按規(guī)定對煤層進(jìn)行打孔鉆探，以準(zhǔn)確了解煤層的具體情況，和預(yù)計(jì)的情況不一致時，要及時調(diào)整施工方案，確保施工安全。

　　3、揭煤一般采用放震動炮的方法一次揭露煤層。爆破采用煤礦許用炸藥，起爆采用銅質(zhì)腳線毫秒延期電雷管，1～5段，最后一段延期時間不超過130ms。裝放炮嚴(yán)格執(zhí)行一炮三檢制度。

　　4、放炮后立即開啟局扇通風(fēng)，瓦檢員在井口檢測回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛龋�瓦斯�(jié)舛扔傻偷礁撸�再由高到底，降�?%以下，方可由瓦檢員、安全員攜帶銅質(zhì)器具，坐吊桶緩慢自上而下下井檢查瓦斯及二氧化碳濃度。確認(rèn)安全無問題后，其它人員方可下井作業(yè)。

　　十一、通風(fēng)問題：

　　立井施工期間，一般采用壓入式通風(fēng)方式。局扇安裝在地面距井口20米以外的合適位置，一臺使用，一臺備用。凍結(jié)段施工時，可采用膠質(zhì)阻燃風(fēng)筒。深立井基巖段施工時，一般地溫較高。為有效增大工作面風(fēng)量，改善井下作業(yè)環(huán)境，內(nèi)層井壁套壁結(jié)束后，吊盤自井口下放的過程中，可以安裝采用玻璃鋼風(fēng)筒。

　　隨井筒深度加大，尤其是達(dá)到1000m以上時，地溫梯度大。如山東魚臺雙合煤礦主井井筒，接近井底位置時，涌水溫度達(dá)49.5℃。因此在深立井施工中應(yīng)采取以下措施：

　　1、使用玻璃鋼風(fēng)筒通風(fēng)，使實(shí)際通風(fēng)效率達(dá)到95%以上。

　　2、鑿井期間使用凍結(jié)設(shè)備作為空氣降溫的冷源，把地面空氣從35～39℃處理到5-10℃左右，通風(fēng)至井下工作面。確保了井下工作面氣溫不超過28℃。(空氣壓縮溫升約為每下降100米溫度升高1℃，風(fēng)筒的百米傳熱溫升一般在0.5～1.2℃/100m)。

　　十二、排水問題

　　深立井排水系統(tǒng)一般采用兩種形式：利用轉(zhuǎn)水站排水、利用大揚(yáng)程水泵直接將水排至地面。

　　1、利用轉(zhuǎn)水站排水。根據(jù)水泵揚(yáng)程的實(shí)際情況，一般在井深約500米位置的井壁上施工一個轉(zhuǎn)水泵站，作為臨時水倉，工作面的水排至轉(zhuǎn)水站之后，通過轉(zhuǎn)水站的水泵再排至地面。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是：可以采用較小揚(yáng)程的水泵進(jìn)行施工，管路及連接件所承受的壓力較小，整體技術(shù)要求較低。缺點(diǎn)是：接管路在轉(zhuǎn)水站附近的吊桶中進(jìn)行，操作煩瑣且比較危險(xiǎn)，轉(zhuǎn)水站要有水泵操作人員作業(yè)，也需要清理泥漿。

　　2、利用大揚(yáng)程水泵直接排水。目前，國內(nèi)千米大揚(yáng)程水泵技術(shù)已經(jīng)非常成熟，所以可在吊盤上安裝二臺水泵，出水側(cè)做好三通與井筒的排水管路相連，將井下的水直接排至地面，避免了煩瑣的中間轉(zhuǎn)水環(huán)節(jié)。目前深井施工的吊盤大多設(shè)計(jì)為三層，上層盤放水箱，中層盤安裝水泵，下層盤安裝電器開關(guān)和信號工作業(yè)。工作面的水由防爆潛污泵排至上層盤水箱。這種排水方式要注意以下幾個問題：

　　(1)高壓法蘭具有整體性好，換墊圈操作簡便的特點(diǎn)，所以排水管路的連接最好采用法蘭連接，不用管卡。對于凍結(jié)表土段比較深的井筒，可以考慮套壁結(jié)束后下放吊盤的過程中，采用管箍連接，基巖段正常連接再用法蘭。

　　(2)排水管路下部要安裝逆止閥，防止停泵后水倒流。但要注意不能長時間停泵(如壁后注漿，止?jié){墊凝固期間)，否則管路內(nèi)淤泥沉淀可能造成下部幾節(jié)管路堵塞，而且電機(jī)容易受潮而燒損。

　　(3)吊盤以上的淋水，要通過在井壁上安裝截水槽的方式直接截入上層盤水箱。

　　十三、供電用電問題

　　立井施工用電總負(fù)荷約2500～3000KWH，主要用電設(shè)備有絞車、穩(wěn)車、攪拌站、局扇、水泵、空壓機(jī)等。絞車采用6000V高壓，其它為低壓電器設(shè)備，井下電器設(shè)備中心點(diǎn)不接地。需要注意的問題：

　　1、各種電器設(shè)備特別是高壓設(shè)備使用前要嚴(yán)格做好檢驗(yàn)和試驗(yàn)。

　　2、不能實(shí)現(xiàn)雙回路供電的立井施工時，要備有柴油發(fā)電機(jī)，與安全梯穩(wěn)車、局扇、通訊信號連接好。以備突然停電后通訊暢通，把人員從井下提出到地面。

　　3、變電所、井架、生活區(qū)需安裝避雷設(shè)施。

　　4、井下兩條信號電纜不能布置在同一條管路上，放炮電纜單獨(dú)懸吊。

　　十四、綜述

　　立井施工是煤田開拓過程中的一個重要方式，是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，尤其是在大直徑深立井的施工中，存在很多的難題，因此不斷的完善其施工工藝和方法，將是我們不變的最求。以上是筆者在多年施工過程的一些總結(jié)和感悟，鑒于水平有限，不足之處，敬請指正。