煤矿回风立井施工工艺探讨范文

［摘要］为解决煤矿深部开采地压大、地质条件复杂的问题，在对晋华宫矿的暗立井施工情况分析的基础上，阐述了施工方法和施工工序，重点分析了过煤层及过不稳岩层施工的施工工艺。通过使用反井钻机施工工艺对回风暗立井进行施工，有效提升了煤矿开采区域的工程进度，确保煤矿开采区域的接替顺利完成。

［关键词］煤矿采掘工作面；暗立井；施工工艺；反井钻机

0引言

暗立井又称盲竖井、盲立井，为不与地面直接相通的直立巷道。其最重要的作用是通风、探矿、运输设备及工具等。暗立井施工过程中采用的反井断面形式有很多种，常见的有圆形结构、方形结构及矩形结构。暗立井不仅能够使井下的作业条件得以有效改善，还能有效地提升煤矿开采效率，确保煤矿开采作业的安全性。

1工程概况

晋华宫矿的生产能力为4.0Mt/a，402采区为该矿井的接替采区，其回风设计为暗立井，高度为177.9m。暗立井的形状为圆形，直径4.5m，采用素混凝土支护，井壁厚为0.4m，混凝土强度标号为C25，掘进断面22.1m2，净断面15.896m2，在过煤区域及过不稳岩层区域，加设锚网喷支护。

2施工方案设计

在进行暗立井施工之前，首先完成瓦斯抽放钻孔作业，全面地抽放煤层中赋存的瓦斯。采用型号为ZFY-300反井钻机设备，钻取直径1.4m的孔，将此钻孔作为通风及溜矸孔使用。并且，在硐室临近位置安装JY-4A型绞车，作为暗立井施工期间的临时提升设备。暗立井垂直深度相对较大，当施工至30m深的位置时，应当加设双层吊盘，利用2台JH-20型绞车进行悬吊，悬吊使用的钢丝绳作为吊桶的稳绳。经过爆破处理以后的矸石，采用人工方式攉到钻孔之中，使之跌落至回风道之中，再通过耙斗机将矸石装至矿车之中运送出去。

3施工方法和施工工序

3.1施工前准备工作

依照施工暗立井实际情况，在硐室施工过程中，架设2根工字钢作为悬吊设备以及天轮的固定平台梁。因为在硐室临近位置安装型号为JY-4A的绞车，需要对人员、材料以及设备等进行运输，而硐室的提升高度有限，因此，将井盖设计成推拉式井盖，便于吊桶的提升。

3.2施工方法和施工要点

（1）作业方式的选择。此次暗立井施工采用一掘一砌循环作业，可有效地提升作业效率。

（2）使用钢筋网盖板将溜矸孔及时封盖，避免人员意外坠入孔中，确保施工人员安全。

（3）在暗立井施工深度达到5m以后，及时安装锁口盘，并且在暗立井上口安装上锁扣钢梁，将风管、水管等与钢梁固定。在暗立井施工深度达到30m以后，安装双层吊盘，吊盘间距离为3.5m，采用2台JH-20型绞车进行悬吊。

（4）施工工艺为钻爆法钻眼爆破施工工艺。采用YT-28型钻眼设备打眼施工，采用水胶炸药和MFB-200型引爆器。

（5）装岩出矸。在完成爆破施工作业以后，将岩石碎块采用人工的方式攉到钻孔之中，使之跌落至回风道之中，再通过耙斗机将矸石装至矿车运送出去。

（6）支护施工。暗立井的永久支护使用素混凝土材料进行支护，在过煤区域以及过不稳岩层区域，加设锚网喷支护，以有效地避免片帮问题发生。在混凝土浇筑施工过程中，采用每段高度为1.3m的钢模板。使用机械设备进行均匀搅拌制备混凝土材料，下料使用溜灰管道进行输送。

4过煤层及过不稳岩层施工

4.1过煤层施工

4.1.1刷扩掘进前加固处理

暗立井施工作业前，在暗立井上口硐室内进行瓦斯抽放钻孔作业，等到煤层中赋存的瓦斯抽放作业完成，经测试符合设计以及标准要求后，通过高压注浆设备，利用瓦斯抽放钻孔实施注浆加固处理，确保煤层稳定性。钻孔封堵时，首先在无缝钢管上口位置设计丝扣结构、下口位置安装法兰盘、法兰的下部再加设2个橡胶垫塞，然后再装上长度为0.5m的短节，在短节的上、下端分别安装上法兰盘。在上口位置加装上螺母，并将螺母旋紧，从而使加设的橡胶垫塞受到一定的压力而膨胀密封钻孔。螺母旋紧的压力在3~5MPa之间。

4.1.2刷扩掘进支护施工工艺

依据设计以及规范要求进行施工作业，在工作面掘进作业以及打钻作业过程中，确保煤壁保持铅锤，防止出现“伞檐”问题。当暗立井施工作业达到全煤区域以后，在井壁四周的钻眼不安装炸药，在爆破施工完成以后，个别部位达不到尺寸的要求，可以采用人工作业方式，使用手镐等工具进行刷扩处理，同时，挂防护网，进行临时的支护处理，避免煤层出现垮落使瓦斯突出。在临时支护施工中，使用规格为覬20mm×2000mm树脂锚杆，锚杆间排距为800mm×800mm。临时支护网材料为冷拔丝网，网格大小为40mm×40mm，不同的网片之间搭接长度为100mm。在进行井帮的刷扩施工过程中应当加设观测人员，避免发生片帮伤人事故。

4.2过不稳岩层施工

在导孔形成贯通状的孔洞以后，因为上部的水不断经过导孔向下方流动，在这一过程中对孔洞造成了严重的冲刷，使得距离导孔上口80m左右的部位发生了塌孔问题，导致导孔堵塞。在这样的状况下，若强行扩孔处理，极易引发夹钻问题，还有可能发生断杆问题，造成较大的安全事故。所以，在经过专业技术人员的分析与研究之后，制定了专门的施工方案。首先，把导孔钻杆依次提至上口位置，并摆放好，使用足够大的木塞将下口堵塞住，并且使用2根钢丝绳把堵塞下口的木塞牢牢固定，防止掉落。然后，向导孔内填塞砂子，直到填充到塌孔位置，再由孔洞的上方向孔洞内灌注搅拌均匀的水泥浆体，确保水泥浆体填充满整个导孔。待水泥完全固化以后，自孔洞上方重新进行钻孔施工，直到钻至塌孔位置，将下方的木塞去除，使孔洞中的砂子排出。最后依次将钻杆连接到下口位置，换上较大的钻头进行反向的扩孔施工。在实际施工过程中，此方案取得了良好的效果，而且也有效地节约了施工成本。

5结论

（1）通过使用反钻机施工工艺对回风暗立井进行施工，有效提升了煤矿开采区域的工程进度，确保煤矿开采区域的接替顺利完成，为以后暗立井施工提供了一定的参考。

（2）在此次暗立井施工过程中，加设双层吊盘，确保了井下作业安全。

（3）在进行反井扩孔的施工过程中对塌孔的处理，首先利用砂子将孔洞填充，再向上方灌注预先搅拌均匀的水泥浆体，使得不稳定层的岩石得以有效加固，提高了施工效率，减少了施工成本，为以后的塌孔处理提供了一定的参考。

（4）在过煤层施工过程中，进行注浆加固处理，有效避免了煤层突出问题的发生，降低了煤层施工过程中的危险性，确保了过煤层施工过程中拥有更为优良的岩层条件。

作者：崔占鳌 单位：大同煤矿集团