斜井冻结技术在庞庞塔矿千万吨项目部斜井施工中的应用
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庞庞塔矿9#煤仓与附近硐室围岩强化支护技术ZHANG Yuejun【摘要】以霍州煤电庞庞塔矿9#煤仓及附近硐室的改造支护为工程背景,对巷道支护的特点进行了分析,并针对性地对给煤机硐室开口顶板、承重墙小断面通道、西区9#煤带式输送机暗斜井上段架棚强化段采取了相应的支护方式.工业性试验的结果表明,支护后的硐室围岩变形量较小,安全稳定性得到提高.【期刊名称】《山西焦煤科技》【年(卷),期】2018(042)010【总页数】4页(P8-11)【关键词】煤仓;硐室;围岩变形;支护【作者】ZHANG Yuejun【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TD3531 工程背景吕临能化庞庞塔煤矿目前采用斜井运输方式,为了使9#煤仓内的煤转运到西区9#煤暗斜井下强力带式输送机上,在西区9#煤暗斜井带式输送机机尾处施工溜煤眼与9#煤仓下部收口段贯通,溜煤眼设计斜长11 m(中至中),正方形断面,毛宽、毛高2.2 m,净宽、净高1.6 m,目前已施工5.5 m,剩余5.5 m. 9#煤井底煤仓剖面图见图1. 但是经过论证,该方案会导致9#煤煤仓堵仓,严重影响矿井正常生产。
因此,提出了9#煤煤仓上下口的改造工程方案,由于斜溜煤眼已经施工了一部分(1/2长度),必然会对后期改造工程的支护参数设计造成影响。
图1 9#煤井底煤仓剖面图为使9#煤仓内的煤转运到西区9#煤暗斜井下强力带式输送机上,需将9#煤仓下部给煤机硐室与西区9#煤带式输送机暗斜井带式输送机机尾处打通并安装斜溜槽,改造工程包括在给煤机硐室西侧开口、承重墙上部开槽及西区9#煤带式输送机暗斜井上段架棚段顶部扩刷。
具体的工程位置图见图2. 改造工程局部处于泥岩围岩中,在掘进过程中应注意对泥岩围岩的控制,加强支护。
图2 改造工程位置关系图2 巷道维护特征分析1) 应力集中区收缩增载。
9#煤煤仓巷道在改造前,围岩应力集中区较为稳定,改造后,围岩应力集中区收缩,围岩应力更加集中,即巷道围岩集中区发生收缩增载,致使改造后围岩发生大变形以致发生破坏。
斜井冲积层冻结法施工技术作者:韩敬涛来源:《山东工业技术》2015年第14期摘要:为了完成建井任务,通过密集布置冻结孔、严格控制钻孔偏斜度、监控冻结全过程、快速掘砌、注浆封堵加固等方法,使主斜井井筒顺利穿过了第四系松散砾石层,如期高质量竣工,为破解斜井冻结难题又增加了一个成功实例,并总结了斜井冻结的要点和经验。
关键词:斜井;冲积层;冻结;凿井冻结凿井技术应用于立井,已经很成熟了,但应用于斜井还存在两个主要困难:一是与含水层斜交的特点,使斜井比立井需要的冻结壁周长更长,需要的冻结孔数量更多。
二是与立井的冻结管布置在井筒外围不同,斜井的部分冻结管需要布置在井筒内才能交圈,井筒施工会破坏部分冻结管,导致破坏冻结壁。
所以,斜井的冻结方法值得研究,斜井冻结成功的案例值得推广。
1 工程概况1.1 水文地质条件第四系地层总厚度30m,自上至下包括:杂填土0.3m;浅黄色细砂土20m;砾石4.7m;浅黄色粘土5m。
第四系地层下方为新近系棕红色粘土,厚89m,第四系与新近系平行不整合接触。
碎石松散含水层静止水位标高+1214m,单位涌水量2.402L/(s·m),渗透系数68.95m/d,影响半径830.33m。
井筒涌水量143m3/h。
1.2 井筒特征新汶矿业集团长城煤矿300万吨/年改扩建项目新建主斜井,担负全井田的煤炭提升任务。
井口标高+1225.2m,以方位87°17′17″向东施工,坡度-21.5°,长度977.1m。
半圆拱形断面,净宽4.6m,净高3.8m,净断面15.21m2。
表土段采用钢棚+钢筋混凝土支护,支护厚度350mm,表土段掘进断面21.63m2。
钢棚使用25U型钢,钢棚间距800mm;钢筋直径20mm,钢筋间距300mm;混凝土强度C30;混凝土抗渗等级P6。
新建主斜井井筒横断面如下图1所示。
2 冻结工艺及参数2.1 冻结方案冻结区域为长方体,长32.5m,宽7.8m,深30m。
2015年第5期(总第320期)NO.5.2015 ( CumulativetyNO.320)冻结凿井的技术来自于德国,主要是针对地下含水量不稳定的地质情况,随着技术发展我国将其应用在斜井上。
随着西部开发的拓展,其地质情况不允许采用注浆法进行施工,所以冻结法被应用于孔隙大且含水丰富的地层上,在实践中获得了一定的成果。
1 冻结施工的关键问题分析1.1 缓凝水泥浆的配置在实际的施工中水泥浆是关键的辅助材料,因此在实践中应当对水泥浆的配置进行设计,保证水泥浆的初凝时间,同时保证终凝的强度。
此时应根据实际的施工情况配比选择水泥浆的缓凝剂比例,根据实验检测井的情况进行分析对比,最终形成稳定剂和缓凝剂的比例。
1.2 泥浆的现场配置按照试验的结果,考虑现场井深的情况以及地质复杂性,加上水泥浆注入后的失水问题,在现场拌合前应对灰水比进行调整,并在现场测试后确定最后的灰水比,根据泥浆的置换高度要求,确定单孔置换水泥浆的缓凝水泥的比例,以此形成最后的拌合比例。
1.3 冻结孔封固水泥浆在搅拌之前必须保证泥浆按照比例下料,并在拌合前对孔内的情况进行检查,保证冲孔以及清理完成,然后开始进行拌合并泵送如冻结孔中,保证一次性完成,浇筑完成后应立即将泥浆泵吸管转入到泥浆池并压入一定量的泥浆方可完成操作,随后就应将冻结管下沉。
2 斜井冻结的技术工艺措施分析2.1 表面冻结施工斜井冻结段施工采用的多为分段施工的工艺,冻结和掘砌之间相互配合,每个冻结段都会设置水文观测点,通过对温度和水文测试来了解冻结的工艺情况,掌握各个区域的冻结情况,并进行测试挖掘,此时应减量缩短掘砌的长度、通过测定孔内的温度可以了解孔内的冻结厚度,进内的温度满足连续施工的要求时才能进行施工,即转入正常的掘进。
施工中可以分为两个阶段进行,即采用台阶法。
利用工具进行掘进,并配合出料。
同时应注意的是表层开挖时应配合安全措施,利用锚网、槽钢等进行保护,防止冻结的井壁发生变形,初期挖掘应控制在一定的距离内,并进行观察,防止出现蠕变的情况。
冻结法凿井快速施工技术在工程中的应用作者:孙蕾蕾赵明河魏奎来源:《城市建设理论研究》2013年第10期摘要:结合某煤矿中央回风立井冻结表土段凿井施工工程, 该井筒深1005m, 其中冻结段深618m。
介绍了在冻结法施工中所采用的综合机械化配套方案和多项新技术、新工艺、新设备, 实现了快速施工。
关键词: 冻结法;立井井筒;机械化配套设备;快速施工中图分类号: TD262 文献标识码: A文章编号:近年来,冻结法凿井施工技术应用越来越广泛,尤其对于冲积层较厚的煤矿建井施工能有效起到安全快速的作用。
所谓冻结凿井法(freeze sinking method),即是采用制冷技术暂时冻结加固井筒周围不稳定地层并隔绝地下水后再进行凿井的特殊施工方法。
1862年英国首先将人工制冷方法用于基础工程,1883年德国最早用人工冻结法开凿立井,我国是1955年首次在开滦林西煤矿开凿风井中开始应用。
冻结法是特殊凿井的主要方法之一,虽然需用设备较多,工期较长,成本较高,但安全可靠,施工技术较成熟。
现结合工程实例,就实现快速施工所采取的相关技术措施作简要探讨。
该煤矿中央回风立井, 井筒净直径7.5m, 深度1005m, 其中冻结段深度618m, 基岩段深度387m。
冻结段为双层钢筋混凝土井壁, 混凝土强度等级C50~C75。
井筒冻结段穿过第四系表土层, 主要以粘土和砂土为主。
1 凿井施工综合机械化配套方案井筒冻结表土段快速施工的关键环节是掘进、提升运输和砌壁;应根据井筒表土层实际情况和合同要求,合理选用能满足相应工序要求的施工设备。
选用综合机械化配套设备如下:CX55型挖掘机掘进,多台风镐、凿岩机、铁锹等刷帮,HZ-6型中心回转式抓岩机装矸。
主提升为2JK-4.0×2.1(Ⅱ)E型提升机,配单钩5.0m3 吊桶提升。
副提升为JKZ-2.8/15.5型提升机,配单钩4.0m3吊桶提升,座钩式自动翻矸;矸石落地后,铲车装载,自卸式汽车排矸。
主斜井过冻结段快速施工技术探讨摘要: 吕临能化霍州煤电庞庞塔煤矿主斜井过冻结段采用普通钻爆法,u29型钢底梁加双层钢筋混凝土铺底,混凝土输送泵配合液压钢模台车浇筑钢筋混凝土砌碹,自卸式汽车配合前卸式6m³箕斗排矸,通过合理的劳动组织,精细化管理与施工,探索出一种较合理的施工方法,连续3个月实现月成井50m(不含躲避硐),首例实现安全顺利通过斜井冻结段。
关键词:斜井;冻结段;快速施工方法。
中图分类号:tu74文献标识码: a 文章编号:一、工程概况:庞庞塔煤矿主斜井冻结段主要穿过黄土和黄土中夹杂钙质土的少量砾石层。
表土层中含水量较大(>20m³/h)。
井筒冻结段净宽5.2m,净高4.1m,倾角-16.0°,s净=18.41m2;冻结段斜长288.35m, s掘=30.96m2 ,第一次支护为架设u29型钢棚,后铺设钢筋网+喷射混凝土(厚度为130mm),二次支护为钢筋混凝土砌碹(厚度为570mm);冻结段躲避硐设计共7个,计10.5m;砌碹混凝土强度为c45,台阶、铺底为c25。
混凝土中添加br型增强防水剂,加入量为40kg/m3。
根据冻结施工过程中的情况添加防冻剂,u29型钢架棚之间用φ25螺纹钢筋加工而成的连接钩进行连接。
砌碹所配钢筋为φ25ⅱ级螺纹钢筋,环筋间距300mm,纵筋间距300mm,16#铁丝绑扎。
后附:冻结段永久支护图二、施工机械装备庞庞塔煤矿主斜井由中煤第一建设公司第十工程处承建,冻结段施工所用机械设备详见下表。
施工使用设备一览表三、施工方法3.1掘进冻结段采用人工使用风镐配合挖掘机破岩土,风镐刷帮进行掘进,当冻结段冻结半径进入荒径超过500mm,冻结硬度较高,风镐、挖掘机无法破岩土时,采用爆破方法。
使用yt—28型风钻、φ22mm 中空六角钢钎钻杆、φ32mm“一”字型合金钢钻头凿岩,眼深1200mm,循环进尺1000mm。
庞庞塔煤矿辅助运输巷道安全避险设施的设计丁大明【期刊名称】《《山东煤炭科技》》【年(卷),期】2019(000)010【总页数】3页(P189-190,192)【关键词】大坡度长距离; 辅助运输; 安全避险设施; 无轨胶轮车【作者】丁大明【作者单位】霍州煤电集团吕临能化煤电综合项目部山西吕梁033200【正文语种】中文【中图分类】TD5251 工程概况吕临能化公司庞庞塔煤矿位于离柳矿区的临县,设计生产能力为1000万t/a,辅助运输承担着开采设备、材料、人员等运输任务。
矿井机械化程度高,矿井辅助运输系统由一号、二号副斜井、一水平7号煤南翼北翼辅助运输大巷、12采区辅助运输上山、二水平13号煤辅助运输大巷和22采区辅助运输上山以及各采煤工作面辅助运输巷道、各掘进工作面巷道组成。
矿井辅助运输采用无轨胶轮车从一号副斜井下井、二号副斜井出井的方式。
一号副斜井井筒长度为2914m,倾角为5.8°;二号副斜井井筒长度为2943m,倾角为5.8°~6°;12采区辅助运输上山倾角为5.2°~6.8°,长度为3500m;22采区辅助运输上山倾角为5.5°,长度为3460m;其他辅助运输巷道倾角一般约为0~1°。
无轨胶轮车在此类型路段行驶时极易发生打滑、制动失灵、碰撞等事故。
对于煤矿井下无轨胶轮车事故应急处理没有详细的规定,安全技术措施主要是针对车辆制动系统性能本身进行研究,对于无轨胶轮车强制避险的安全技术及相应的防范措施研究的少。
以庞庞塔煤矿井下大坡度长距离辅助运输为案例,进行了无轨胶轮车强制避险设施的研究,主要是从应急车道、缓冲墙、防滑槽和相关安全警示标志提出了具体的方案,实践应用效果良好。
2 煤矿井下辅助运输安全避险设施分析2.1 辅助运输安全避险设施辅助运输安全避险设施是设置在矿井大坡度长距离巷道危险路段内、能够给运输设备提供紧急避险需求的安全设施,能够有效降低车辆损坏,避免运输事故的发生。
井筒冻结法在矿建施工中的技术应用摘要:在井筒施工过程中,冻结法的施工工艺较为简单,同时能够降低工程施工成本,有助于施工企业达到经济利益最大化的目标。
所以,对井筒冻结法的施工工艺以及施工原理进行分析是十分有必要的,这有助于行业的未来发展。
本文论述了井筒冻结法的施工原理和分类,分析了井筒掘砌的施工技术,可供参考!关键词:井筒;冻结法;施工技术随着经济的不断发展进步,国家和社会的建设项目也越来越多,对空间的利用也越来越重视,在矿建施工方面,由于地下空间的情况比地面施工更为复杂,难度也上升了一个很高的层次,面对复杂的矿建工程地质和水文地质环境和施工条件,常规的施工技术显然不能够满足施工的要求,而要根据具体的施工特点和地质环境和条件来进行具体的分析,从而提高施工的质量。
井筒冻结法在矿建施工中就应用的比较广泛,因此,对井筒冻结法在矿建施工中的技术进行分析,对矿建施工具有重要意义。
1井筒冻结法的施工原理冻结法指的是工作人员使用人工制冷方法,对要挖掘地下空间的周边土层中含有的水进行冻结处理,使其和土层之间构成胶结状态,如此一来,就能构成冻土墙或者是构成一个密封的冻土体,从而能够有效科学地抵御土层的压力,解决地下水出现渗漏的情况。
作为在地下工程施工过程较为特殊的施工技术,冻结技术经常被使用在竖井工程项目中。
冻结技术利用人工制冷方式,把天然岩土做成冻土,这不但大大节约了工程施工的成本和周期,也加强了土体的安全性和稳定性,并且有了冻结壁面的保护,相关施工人员就能够在井下进行堆砌、挖掘等特殊工程的施工。
在冻结技术中,冻结壁面被当做一种临时性的支护构造而存在,在永久支护施工完成之后,冻结壁面就不再具备存在价值了,相关工作人员就能够停止对其冻结。
在冻结过程中,工程施工人员常常是采用物质从液态转化成气态的自然现象来进行人工制冷的。
在此环节中,氨是最常被使用到的物质,整个制冷环节也是由盐水循环、氨循环、盐水循环、冷却水循环三个循环环节组成的。
浅谈斜井冻结提前开挖施工技术发表时间:2020-09-08T15:22:22.653Z 来源:《基层建设》2020年第13期作者:韩文镇王英波[导读] 摘要:斜井冻结一般采用分段冻结,根据掘进速度,在合适的时间提前开冻下一个冻结段,达到满足井筒连续掘进的要求。
中煤华晋集团晋城能源有限公司山西晋城 048000摘要:斜井冻结一般采用分段冻结,根据掘进速度,在合适的时间提前开冻下一个冻结段,达到满足井筒连续掘进的要求。
本文通过对里必矿井主斜井第一段进行优化及开冻时间调整,达到井筒提前开挖及安全连续掘进的目的,为以后斜井冻结提供了新的思路。
关键词:斜井冻结;提前开挖;明槽段;最大孔间距;1.工程概况里必煤矿隶属于中煤华晋集团晋城能源有限公司,工程位于晋城市沁水县东部约7km处,行政区划为沁水县龙港镇的马邑-里必-郑庄镇陈家南-小老君一带,行政隶属沁水县龙港镇管辖。
主斜井冻结工程由河南煤炭建设集团有限责任公司(以下简称河南煤建)承建,并编制施工组织设计。
主斜井井筒冻结钻孔施工于2013年10月份开始,2014年7月份施工完成后因故停工。
2016年9月国投煤炭公司煤炭板块整体划归中煤集团,2018年10月河南煤建退出里必煤矿主斜井冻结工程项目施工。
2019年1月份里必煤矿又进行邀请招标,由中煤邯郸特殊凿井有限公司中标承揽了该项工程,主斜井冻结站安装LG25L250/20S220-YZ型冷冻机6套,总装机容量1038万kcal/h。
2.井筒概况里必矿井主斜井井心坐标:X=3952626.852m,Y=37616706.220m,Z=+769.00m,井筒倾角16°,井筒斜长1770.807m,井筒水平长1703.289m,井筒采用局部冻结法施工,井筒技术参数见表1:表1 主斜井井筒技术参数表3、设计优化情况(1)明槽段钻孔设计优化:原设计第1、2段采取全断面冻结,第一段最大斜距3.73m,最大边排距2.4m,计算开冻至开挖需冻结75天。
主斜井冻结段施工补充安全技术措施一、工程概况:1、主斜井经我方前两天的工作,明槽段的清淤已结束,冻结段由于冻结时间不足加之是原施工明槽段的回填土,土质较为松软,经现场实测松软段约为2m,为安全优质完成本段工程特编写该措施。
所有施工人员必须严格执行本措施2、主斜井按倾度20°掘进, 掘进长度113.57米。
断面为拱形,规格为:宽×高=5800mm×4800mm,掘进断面24.32m2,净断面16.81m2;水沟位于巷道的右侧,人行台阶位于巷道的右侧,在井筒右侧每40米设置一个躲避硐室。
排水管、压风管和供水管托梁间距均为6m,排水管托管梁预留孔尺寸为250mm(宽)×300mm(高)×450mm(深),压风及供水管托管梁预留孔尺寸为200mm(宽)×250mm(高)×450mm(深)。
主斜井每隔20m设置地辊坑一个。
地辊坑规格暂定 400(长)×300(宽)mm,现场根据实际地辊尺寸适当调整深度;安装地辊后,地辊超出轨面高度尺寸必须小于 50mm。
井筒内每隔60m设置横向水沟,规格100mm×60mm(宽×深),主水沟流水坡度为3‰。
3、主斜井冻结段为单层钢筋+25#U型钢棚+砼支护,铺底厚度为150mm,水沟规格为宽×深=250×230mm,台阶规格为600×420×120mm。
二、施工方法1)首先准确探定松软段长度。
2)清理施工现场两侧的侧滑土。
3)接近工作面架设两架碹骨,碹骨之间焊接牢固,在原巷道轮廓均匀打眼固定20#膨胀螺栓,与碹骨焊接牢固,碹骨与原地坪上预留的防倒橛联接牢固。
碹骨与原巷道轮廓之间用木背板、斜头木楔塞实,确保接顶牢固,碹骨固定生根。
4)两架碹骨分别用三道锚链吊挂三根前探梁用以固定顶板。
(前探梁平、剖面图附后)5)用长柄工具找顶找帮,清理工作面,试探性的掘进。