立井井筒快速掘进技术研究与应用

郑州煤电股份有限责任公司超化煤矿

立井井筒快速掘进技术研究与应用

研究报告

申报单位：郑煤集团超化煤矿 申报时间：二零一零年十月

目 录

一、前言……………………………………………………… 3 二、制约立井井筒掘进效率的因数………………………… 4 三、快速掘进技术研究……………………………………… 9 1、疏水孔、壁后注浆与井壁砼自防水联合治理井壁涌水……9

2、施工技术方案及工艺流程……………………………… 13 3、整体下移金属模板砌壁、短段掘砌支护技术方案………13 4、爆破技术工艺.………………………………………… 15

5、出碴、排矸技术工艺……………………………………17 6、合理优化人员组织配备，使人机有效结合………………18 四、关键技术及创新点………………………………………19 五、产生效益…………………………………………………19 1、经济效益…………………………………………………19 2、社会效益…………………………………………………19 六、结语……………………………………………………. 20 附表及附图………………………………………………. 21

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立井井筒快速掘进技术研究与应用

一、前言

井筒是矿井的咽喉。井筒工程量约占井巷工程总量的5～10％,而井筒工期却占建矿或建井总工期的30～55％。因此，加快井筒施工速度，对加速矿井建设具有重要意义。

超化煤矿31采区原设计利用西风井现有通风系统进行回风，存在通风距离远、通风阻力偏大等原因，经过方案比较，我矿又对31采区通风系统进行了优化设计，编制完成了《超化煤矿31采区通风系统方案设计》，郑煤集团公司以郑煤集团技字[2008]3号文予以批复，该设计确定在31采区浅部新增一回风立井，由其担负深部区回风任务。

超化煤矿31采区为我矿主要接替采区，根据我矿采掘接替安排，31采区所有开拓工程应在2010年6月底前完工，形成31采区生产系统。但由于目前采用西风井进行回风，回风线路长，通风阻力大，造成31采区供风量不足，通过“立井井筒快速掘进技术研究与应用”项目的实施，加快了31风井施工进度，对其尽快投入使用，改善31采区通风状况，缓解31采区接替紧张局面起到了很大作用。

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二、制约立井井筒掘进效率的因数

1、工程地质情况复杂，不利于快速掘进

根据勘测地质资料及井检孔地质资料分析，超化煤矿31风井井筒自上而下揭露地层系统依次为第四系、二叠系上统上石盒子组、二叠系下统下石盒子组、山西组、石炭系上统太原组；在

此基础上，进行了各岩组工程地质稳定性评价，评价内容如下：

（1）基岩风化带岩组

井检孔揭露厚度28.26m，埋深从8.40～36.66m，所取岩样岩性为泥岩，泥质结构，具擦痕，岩芯破碎，抗拉强度为1.10～1.28MPa，平均1.19MPa，中粒砂岩，呈中粒结构，中厚层构造，成分以石英为主，长石次之，硅质胶结。岩石抗压强度为84.30～126.50MPa，平均105.40MPa；抗拉强度为2.89～3.02MPa，平均2.90MPa。该岩性结构较致密，强度较高，但受风化影响岩体稳定性降低。

基岩风化带中的岩石由于风化作用和外力地质作用下，使原岩工程地质性质不断改变，其风化程度随深度而减弱，破坏了原岩结构，削弱了岩石组成颗粒间的联系，原岩胶结较好的岩石，变得松软，风化岩原生矿物成份中的不稳定矿物，如长石等遭到分解，而石英、白云母等稳定矿物残存，部分易溶矿物被水淋滤带走，从而使原岩强度下降，结构松散。

风化作用加剧了岩石的裂隙化，在原来节理、裂隙面的基础上，裂隙面宽度、广度增加，孔隙性增高，形成风化裂隙。风化

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裂隙一部分被方解石、泥质及岩屑充填，一部分成为开放性导水、富水裂隙。水的存在一方面对岩体裂隙产生静水压力，另一方面对岩体产生物理化学作用，因而进一步促使基岩风化带的不稳定性。但总的来说，本岩组较不稳定。

（2）基岩岩组

基岩岩组孔深36.66～446.21m，由二叠系上统上石盒子组下部、二叠系下统下石盒子组、山西组和石炭系上统太原组组成，是一套碎屑岩含煤构造；由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩、中粒砂岩、粗粒砂岩及石灰岩组成。

泥岩：泥质结构，局部含植物化石，常见擦痕、滑面。岩石抗压强度为13.20～78.30MPa，平均39.18MPa；抗拉强度15.20～50.00MPa，平均1.29MPa；抗剪强度为8.80～17.30MPa，平均14.01MPa；内摩擦角32°33′～37°39′，平均34°28′；岩石抗压抗拉强度较低，在水的影响下，易软化、膨胀，属低等稳定岩段。

砂质泥岩：含粉砂泥质结构，局部含少量炭质和植物化石，见滑面、擦痕。岩石抗压强度14.10～61.30MPa，平均39.71MPa；抗拉强度1.01～2.73MPa，平均1.77MPa；抗剪强度为7.80～31.30MPa，平均15.14MPa；内摩擦角23°20′～38°44′，平均32°28′；其稳定性类似泥岩，在水的影响下易软化、膨胀，属中低等稳定岩段，在普通法施工中要注意排水和防淋水，加速通过，减少围岩暴露时间。

粉砂岩：粉砂状结构，见滑面、擦痕。岩石抗压强度20.80～132.60MPa平均35.14MPa；抗拉强度1.42～4.79MPa，平均

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2.23MPa；抗剪强度为9.80～26.00MPa，平均16.25MPa，内磨擦角22°43′～37°42',平均28°59′ 。本岩性岩石结构致密，强度较高，岩体稳定性中等。

细粒砂岩：多具中厚层构造，呈细粒结构，成份以石英为主，长石次之，层面上含少量白云母片，钙硅质胶结，斜层理发育，具泥质条带，局部发育裂隙，充填方解石脉。岩石抗压强度32.20～160.10MPa，平均80.64MPa；抗拉强度1.44～14.80MPa，平均6.39Mpa；抗剪强度为20.50～24.40MPa，平均22.45MPa，内磨擦角36°19′；该岩性结构致密，强度较高，岩体一般较稳定。

中粒砂岩：呈中粒结构，成份以石英为主，长石次之，钙硅质胶结，具斜层理，局部发育裂隙、节理。岩石抗压强度64.80～126.50MPa，平均92.13MPa；抗拉强度2.89～11.64MPa，平均7.05MPa；抗剪强度为19.80～39.90MPa，平均27.08MPa；内摩擦角32°54′～34°40′，平均33°56′；该岩性结构致密，强度较高，岩体稳定。

粗粒砂岩：薄-厚层状构造，呈粗粒结构，成份以石英为主，长石次之，硅质胶结，斜层理发育，节理、裂隙极发育。岩石抗压强度49.00～99.70MPa，平均87.22MPa；抗拉强度3.57～11.57MPa，平均8.21MPa ；抗剪强度为14.50～32.30MPa，平均21.36MPa；内摩擦角24°56′～34°11′，平均28°13′；该岩性结构致密，强度较高，岩体稳定。

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石灰岩：隐晶质结构，含丰富的蜓类、腕足类化石，具裂隙，方解石脉充填，具缝合线。岩石抗压强度83.80～157.00MPa，平均120.40MPa；抗拉强度6.33～11.12MPa，平均7.95MPa；抗剪强度为20.90～39.00MPa，平均31.88MPa；内摩擦角39°53′～40°07′，平均40°该岩石致密坚硬，强度高，岩体稳定。

从以上评价可以看出，31风井井筒所穿过岩层中，基岩风化带岩组岩石稳定性差，受风化和水影响，裂隙发育，岩石易膨胀变形，对井筒的掘进造成不利影响；基岩岩组中，岩石性质不一，差异较大，其中泥岩，砂质泥岩、粉砂岩等围岩稳定性差，并根据钻孔取芯资料分析，山西组地层滑面、节理等小构造较发育，且在孔深362.13～366.44m见一落差约20m的正断层断层，断层带岩性为由泥岩、砂质泥岩和砂岩角砾组成的断层角砾，结构松散，固结程度差，岩芯采取率较低，断层带上下地层倾角比较大，最小2°，最大达35°，裂隙、节理、高角度滑面等构造面特别发育。因此施工中时，要对不同的岩石进行区别，注意防水和软弱夹层问题。井筒通过断层带时要防止井壁坍塌，采用预注浆、短段掘砌等方法安全施工，对井筒掘进带来不利影响和不安全因素。

2、区域水文地质情况复杂，井筒涌水量大 井筒从上往下穿过的含水层（段）主要有： （1）第四系卵石层孔隙含水层 （2）基岩风化带裂隙含水段 （3）上、下石盒子组砂岩裂隙含水段

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（4）二1煤顶板砂岩裂隙含水段 （5）L7-8灰岩岩溶裂隙含水层

在参考相似条件井筒出水量、各层岩石裂隙发育情况、钻进时的泥浆消耗量及含水层水位、井筒施工时因放炮、卸荷对井筒围岩的破坏等因素的基础上，经过利用解析法井筒涌水量预计公式、承压转无压井筒涌水量预计公式、Q－S曲线外推法等方法进行综合的分析预测，各主要含水层均提供一个建议值，详见下表：

主要含水层井筒涌水量预计结果表

预计井筒涌水量（m/h） 含水层 深度（m） 公式法 第四系卵石层 基岩风化带 田家沟砂岩 砂锅窑砂岩 二1煤顶板砂岩 L7-8灰岩 0.00～8.40 8.40～36.66 36.66～93.61 223.25～347.94 323.59～396.00 423.77～446.21 18.21 / / / 0.99 7.03 外推法 / / / / 2.94 / 建议值 30 5 30 35 40 60 3由上表可以看出，井筒施工过程中井壁涌水量较大，预计最大涌水量可达到200m/h，给井筒施工带来很大困难；并且由于31风井位于麻河岸边，开孔即是卵石层，含水层水位与河水水位基本持平，因此可以肯定卵石层将接受河流的直接补给，补给能力较强，井筒通过应采用特殊法施工，避免淹井。

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3、井筒施工断面小，技术管理难度高

31风井井筒设计净直径4m，壁厚350～500mm，掘进断面直径约5m，立井井筒可供作业空间狭小，且立井施工工序复杂，机械设备工作性能受限制，工作人员多，各工序交叉施工，影响施工进度。31风井施工班组有打眼班、出矸班、清底班、打灰班、机电班组等多个工种，人员管理复杂；并且因为涉及钻探、掘进、测量、支护、通风、防治水和机电等多个技术层面，技术管理复杂。

三、快速掘进技术研究

1、疏水孔、壁后注浆与井壁砼自防水联合治理井壁涌水 根据现有资料分析，预计最大涌水量约200 m/h，经过技术研究论证，决定采取使用疏水孔泄水方案：在井筒中心1.5米范围内钻直径φ194 mm的钻孔，终孔后下入φ139.7×7.72mm通天套管，含水层部位为筛管将含水层涌水直接泄到井底。

施工时打干井，混凝土支护过含水层后及时进行壁后注浆封堵井帮渗水，并使井壁接茬严密，井壁光滑平整，确保井壁质量，加快井筒施工。

根据表土段含水量大、土软易坍塌但表土段不厚的特点，本着安全、快捷、节省投资的原则，依据井筒设计变更，采用国内立井施工过软土层U型钢板桩隔水帷幕施工为主，井壁砼设计自防水，井筒工作面渗水由泄水孔排到井底，人工掘进。井口段衬砌与井架基础同步施工，Ⅲ型井架安装一步到位，努力做到地表潜水堵住封死，基岩施工不留隐患，井筒施工安全快捷。

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（1）隔水

①、材料：选用防水性能好，型材两端带咬口的U型钢板桩，长度7M，规格为550*150*10MM。U型钢板桩36根，板桩正反相扣，咬口处填塞遇水膨胀三倍体积的橡胶止水带，见钢板桩型材图。

②、施工机械：选用DH—220型挖掘机一台，用挖掘机抓斗，夯击板桩进入土中，遇到卵石用人工清除。32T轮胎汽车吊一台，用于U型钢板桩帷幕组装。

③、U型钢板桩帷幕的组装：在井筒中部搭设平台，用井筒十字中心线确定Ф5.6M，6根20#工字钢立柱的位臵，在其内侧安装三道井圈，间距1 M。按钢板桩的宽度弹线，安装U型钢板桩，在钢板桩的内侧间隔1M另安装三道井圈，确保钢板桩在夯击时保持垂直，采用台阶屏风式成排夯击，每排长度3M，高差1M，见钢板桩平面布臵图及立体效果图。

（2）堵水

24m基岩风化带混凝土施工完毕后采用壁后注浆施工方案将井壁渗水封堵，同时将地表含水层和下部基岩段隔开，防止渗水沿混凝土井壁和岩石之间缝隙下行影响工作面施工和造成安全隐患。下部基岩段含水层混凝土衬砌后采取同样方法施工。

①、设备及注浆材料的选择：设备选用2TGZ-60/210型双液调速注浆泵及相配套的TL-500型立式搅拌机；凿孔用YT－28型风动凿岩机钻头选用直径42mm一字型钻头；注浆材料选用袋装

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42.5＃普通硅酸盐水泥、水玻璃选用浓度25-40Be、膨胀剂选用UEA-H-V高性能膨胀剂；注浆管选用直径40mm x 5mm无缝钢管加工成0.8～1.2米长马牙扣式；注浆管选用1寸钢网橡皮管；球阀选用1寸高压不锈钢球阀；加固注浆管及井壁用高性能锚固剂。

②、浆液配比及用量 1）、液浆配制：

水泥浆的配比为0.8：1-1：1 水泥浆：水玻璃1：1 膨胀剂掺量为水泥量的7％ 2）、注浆量

注浆量是根据岩体孔系数率、浆液凝固的时间、壁后孔隙的大小及连通性确定。壁后注浆主要目的是为井筒周边2-3m范围形成无空隙的帷幕，以堵截向井筒渗水为目的，因此以充分把空隙充填饱满才能提高治水效果。

计算公式：Q = V.h.a 式中Q = 注浆量 V = 需充填体积 h = 空隙取9％（平均） a = 浆液损失取1.4

每米注浆量为（5.02-2.52）x 3.14x 9% x 1.4 x 1 = 7.42m3（根据施工经验损失在80％以上）以实际发生的用量为准。

③、注浆扩散半径

注浆扩散半径的确定对节约材料、缩短工期有决定作用，但

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由于各土层间的土质结构及间隙，井壁与土层间的结合等因素浆液扩散性相差较大，注浆目的主要为堵水，因此注浆确定扩散半径以1.5-2.5米为宜。

④、注浆压力

注浆压力决定扩散充填能力、压力的大小取决于净水压力及井壁承受能力。根据表土层的特性及过去注浆经验，压力开始取：浅孔＝0.3-1.0MPa，向下继续注浆时每下降10米延米增加0.1-0.2 Mpa压力。

⑤、设备布臵方式

风化基岩段注浆设备布臵在地面，后期基岩段壁后注浆施工注浆泵及拌料布臵在吊盘上，吊盘上设有压风管及供水管供施工使用。

⑥、施工工艺流程 1）、造孔：

在需注浆层位地点用YT-28型钻孔机，Φ42mm钻孔按间排距2.5 x 3m（每层需7个孔）垂直井壁打孔0.8-1.2m深。

2）、埋管：

每打完一个孔，首先用清水洗孔，根据孔深度用打管器把加工好的Φ40mm无缝钢管打入孔内外露60-80mm长。注浆管上用棉线缠在马牙扣上并用锚固剂固定。

（3）其它防水措施

混凝土严格按照实验室提供的配合比计量，并加入5%的水泥

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基渗透结晶型材料，该材料可自动充填0.2MM的裂缝，保证井壁不漏水，同时8.4m表土段钢筋砼井壁自下而上砼浇筑一次完成不留接茬,保证井壁的整体性。达到混凝土自防水的效果。

通过以上多种技术措施联合治理井筒出水，达到了理想效果，井筒掘进过程中，涌水量保持在15～25m/h，为井筒快速掘进奠定了基础。

2、施工技术方案及工艺流程

31风井全深435.37mm，井筒净径4.0m。其中基岩段深388.87m，砼壁厚350mm～500mm，根据该井筒的施工条件，施工队伍的技术水平和机械化装备情况，本着安全、快速、优质高效的原则，决定采用中深孔光面爆破，0.4m的中心回转抓岩机配合2.0 m的吊桶出碴，段高4m整体下移模板浇注砼井壁，选用一套单钩提升，一部提升绞车，单侧溜矸仓，8T自卸汽车运碴的混合作业施工方案。

采用两掘一砌的混合滚班作业方式，即打眼放炮两次，砌壁一次，施工工艺流程如下图：

井筒施工工艺流程

下钻打眼2.5m→装药放炮→通风扫盘→出碴→清底 下钻打眼→装药放炮→通风扫盘→出碴至4.3m→立 4.0m→出碴清底 模衬砌 3、整体下移金属模板砌壁、短段掘砌支护技术方案 根据风井现有地质资料，该井筒表土稳定性较差，同时考虑

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到现有队伍的素质和现有装备的情况，决定采用一次树立大井架，上一台ф2.0m绞车配2.0m吊桶提升，整体下移金属模板砌壁的机械化配套方案，进行短段掘砌混合作业。为充分发挥机械化在施工中的作用，井筒前8.4m临时井颈段掘进采用人工开挖，钢板桩帷幕治水，井筒掘进8.4m，砌井颈8.4m，再向下施工井筒。

下部井筒段采用整体下移式金属模板，井筒施工40m，进行临时改装，各井内施工设备及设施布臵齐全，使其具备了机械化快速施工的条件,加快井筒掘进速度。

机械化配套设备

（１）、Ⅲ型凿井井架，一套单钩提升，提升为JKT2.0*1.5-20型绞车配2.0m3吊桶出碴，井架二层台座钩式自动翻矸。

（２）、掘进：采用YT28型凿岩机打眼，爆破采用Ｔ200水胶炸药，4.5m长脚线，8号复铜毫秒延期电雷管起爆，2.5m中深孔光面爆破，装岩用HZ-0.4型中心回转抓岩机。

（３）、支护：砌壁采用整体下移金属模板，有效成井段高4.0m，砼制作在地面集中搅拌钻，混凝土输送采用TDX-1.6 m3型底卸式吊桶，在吊盘上设集中分料槽，底卸式吊桶运送混凝土通过溜灰管对称、均匀进入模板内。

①、一次临时支护

根据《煤矿安全规程》第二十七条规定，采用井圈或其他临时支护时，临时支护必须安全可靠、紧靠工作面，并及时进行永久支护。当围岩条件较差时，防止片帮措施为：在出碴的同时对岩帮进行敲找，岩帮采用锚网（喷）随机支护，锚杆采用ф18×2000mm树脂锚杆，间排距800×800mm布臵，铺设δ=8mm的金属网，网压茬100mm；当岩层稳定时，将岩帮的活矸危石打掉，不再进行临时支护。

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②、二次永久支护

放炮后，矸石不全部出完，留一部分找平作为座底矸石。绑焊钢筋（有钢筋段），稳立模板，分层对称浇筑砼。

使用MJY型整体下移金属模板,模板外径D外=4050mm，全高4.3m，全液压脱模和稳模。上循环模板脱模后，下放至工作面，根据测量找平、对中，撑开模板，使井壁的垂直度及支护厚度满足要求后，稳立好模板，进行浇筑砼。

通过整体下移金属模板砌壁、短段掘砌的技术施工方案，不但保证了不稳定岩层的支护效果，而且大大缩短了支护周期，提高了井筒掘进效率。

4、爆破技术工艺

根据31风井井筒所穿岩层岩性分析，并通过科学计算论证和以往爆破经验，确定以下爆破参数：

1、爆破图表：

（1）炮眼深度：炮眼深度2.5m，炮眼利用率按85%计，循环进尺2.1m。

（2）炮眼布臵及数量：井筒荒径4.7 m，中心眼采用二阶直眼掏槽方式。

一阶掏槽眼：中心眼深2.7 m，中心眼不装药。掏槽眼深1.8m，圈径取1.2m，眼数6个，眼距600mm，每眼装药6卷。

二阶掏槽眼：眼深2.7m，圈径取2.2m，眼数10个，眼距700mm，每眼装药10卷。

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辅助眼：眼深2.5m，圈径取3.7m，眼数16个，眼距720mm，每眼装药8卷。

周边眼：眼深2.5m，圈径取4.7m，眼数33个，眼距450mm，每眼装药4卷。

（3）装药、联线：取岩石硬度系数f=4-6，单位原岩炸药消耗量小于1.87KG/m3控制。选用2#岩石抗水炸药，规格ф32*200*150，以此确定各炮眼装药量。装药结构为连续偶合装药，反向起爆，联线方式为大并联。

基岩段原始爆破条件

瓦斯等级 普氏系数 炸药类型 突出 f=4-6 掘进断面 17.35m 钻眼机具 YT-28 22#岩石抗水炸药 雷管类别 毫秒延期电雷管

爆破参数表 f=4∽6

起圈径 爆 (mm) 卷/小计 顺眼 序 中心 孔 1200 6 36 Ⅰ 2200 10 100 Ⅱ 3700 8 128 Ⅲ 4700 4 132 Ⅳ 396卷 /59.4kg

装药量 16

圈圈距 眼距 眼数 眼深 别 (mm) (个) (mm) (mm) 1 2 3 4 5 合计 600 500 750 500 630 700 720 450 1 2700 6 10 16 33 67 1800 2700 2500 2500 装药 结构 连续 装药 正向 爆破 边线 方式 闭合 分散 大并 联

预期爆破效果表(f=4-6) 序号 名 称 单 位 数 量 1 炮眼深度 m 2.5 2 炮眼利用率 % 85 3 循环进尺 m 2.1 4 每循环爆破实体岩石 m3 36.44 5 每循环炸药消耗量 kg 59.4 6 每循环雷管消耗量 发 65 7 单位原岩炸药消耗量 kg/ m3 1.63 8 每米井筒炸药消耗量 kg/m 28.28 9 每循环炮眼长度 m 163 10 爆破正规循环率 % 85 备 注 说明：此图表适用于中硬砂岩、砂质泥岩互层的岩石，在实际施工中应根据井筒掘进围岩的裂隙发育、地质构造、岩石坚硬或较软等情况，随时给予合理的增加或减少装药量，以达到理想的光面爆破效果。

5、出碴、排矸技术工艺

因为井筒施工断面小，作业空间小，经利用最优化原理验证和机械设备选型，决定采用HZ-0.4型中心回转抓岩机装岩出碴，人工和抓岩机配合清底，使用中心回转抓岩机将矸石装入2.0m由8吨自卸汽车倒入指定填矸的区域内。

清底：抓岩机和人力并用，互相配合，加快清底速度。集中力量，采用多台风镐等工具加快清底工作。同时应做好工序转换前的准备工作。

出矸时，抓岩司机要清楚井筒的设备布臵，避免抓斗与井筒内的设施及提升容器相撞，并且在抓岩过程中扇形由近而远依次抓岩，向吊桶内装岩时，应先抓出罐窝，吊桶座在罐窝内，抓斗距吊桶上沿0.3m时，伸开抓片将矸石卸入吊桶内。

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吊桶中，经提升绞车将吊桶提升到二层台座钩式自动翻矸仓中，

抓岩时，不得用抓岩机抓取疏水钢管，防止抓坏管子造成堵管。

通过机械设备出碴、排矸，不仅减轻了工人劳动强度，并缩短了出碴排矸时间，提高了井筒施工循环效率，保证了井筒掘进的施工速度。

6、合理优化人员组织配备，使人机有效结合

根据以往的施工经验及工程实际，以适应施工管理的需要，设臵施工班组五个即打眼班、出矸班、清底班、打灰班、机电班组。

施工四个班组在施工期间采用滚班作业方式，担负工作面的打眼、装药、出碴、清底、立模、打灰及小班机电的维修和排水工作。机电班组“三八”制作业方式，负责地面设备的维护、检修、吊盘起落、接风水管路及有关岗位工种，实行定岗、定员、包机负责制。所有施工人员均居住在现场。

根据劳动组织形式，实行专业化的施工方法，严格分工，专班负责，专人操作，以便提高操作技术水平，充分发挥机械化施工的优势，提高工时利用率，确保正规循环，实现了快速施工。

四、关键技术及创新点

一、立体全方位综合防治水，保证安全高效作业环境 通过采用泄水孔排水和壁后注浆堵水、过软土层U型钢板桩隔水帷幕施工及井壁砼自防水等综合防水措施，用隔、堵、排等，有效低降低了井筒井壁涌水量，不仅为人机联合作业创造了快速掘进的有利条件，并保证了工人施工的安全环境，保障了井筒施

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工的顺利进行。

二、采用先进施工技术，人机有效结合，提高掘进效率 通过采用中深孔光面爆破，0.4m的中心回转抓岩机配合2.0 m的吊桶出碴，段高4m整体下移模板浇注砼井壁，选用一套单钩提升，一部提升绞车，单侧溜矸仓，8T自卸汽车运碴的混合作业施工方案和两掘一砌的混合滚班作业方式，将机械化作业力量和人工力量有效的结合起来，形成一套先进的立井施工人机作业流水线，充分发挥机械化快速施工力量，有效提高人工掘进效率，为超化煤矿31风井的快速掘进奠定了基础。

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五、产生效益

1、经济效益

（1）、缩短了井筒施工工期，减少了施工投入。由单进60米/月提高到100米/月，工期缩短3.0个月，每月节约100万元支出，合计300万元。

2、社会效益

（1）、通过疏水孔、壁后注浆与井壁砼自防水等综合措施联合治理井壁涌水，使涌水量由80m/h减小到25m/h，且全部经泄水孔流到井底，不仅为立井快速掘进创造了有力条件，而且改善了工作面作业环境条件，降低了施工时不安全因素的影响，为安全生产提供了保障。

（2）、通过机械化设备作业，安全合理的安全措施，降低了工人劳动强度，改善了作业环境条件，为安全生产提供了保障。

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3

五、结语

通过井筒快速掘进技术研究与应用，加快了建井速度，提高了施工质量，并得到不断完善和提高，取得了较好的经济和社会效益。

（1）在综合治理井下涌水方面积累了丰富经验，尤其是泄水孔排水和壁后注浆堵水、过软土层U型钢板桩隔水帷幕施工及井壁砼自防水等综合防水措施，确保了打干井，创造了快速施工条件。

（2）先进的施工技术及工艺流程，有效的将机械设备（如提升机、抓岩机、伞钻等）与施工工艺（混合作业法）和施工技术（深孔光爆、综合防治水、液压滑模等）结合起来，形成了一套先进的机械化作业线，大大提高了立井井筒掘进效率。

（3）采用项目法管理，优化劳动组织，充分调动了员工的积极性。采用专业化滚班制、机械设备包机制等，提高了工效，发挥了机械化配套设备的潜力。

（4）由于实现了立井井筒的快速施工，缩短了井筒建设总工期，使超化矿31风井提前投入使用，提前发挥投资效益，缓解了31采区接替紧张局面，保障了矿井高产、高效，社会和经济效益明显。

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超化煤矿31风井井筒施工循环作业图表

工作时间 工序名称 分 钟 下钻稳钻 打 眼 装药放炮 通风扫盘 出碴清底 脱模立模 打 灰 合 计 30 220 90 60 420 60 300 4 8 12 16 小 时 20 24 28 32 36 40 44 完成两掘一砌，循环时间28小时，成井4.0米，月正规循环25个，成井100米。 21

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混合作业天轮平台布置图

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砼管 序号名 称 规 格单位数量备 注

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