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摘要:井筒表土段混凝土井壁發(fā)生的變形、破壞，不僅會(huì)造成井筒使用過(guò)程中的重大安全隱患，還會(huì)影響煤礦開(kāi)采的效率與質(zhì)量。為此，必須采用有效措施進(jìn)行井壁修復(fù)，其中鋼筋混凝土井壁破壁開(kāi)槽是井筒修復(fù)的難點(diǎn)，同時(shí)也是影響井壁修復(fù)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)對(duì)鋼筋混凝土井壁控制爆破開(kāi)槽技術(shù)進(jìn)行研究，總結(jié)出一套安全、高效的破壁開(kāi)槽技術(shù)。

關(guān)鍵詞:井筒修復(fù);爆破;開(kāi)槽技術(shù);井壁

1工程概述

城郊煤礦東風(fēng)井井筒設(shè)計(jì)深度494m，凈直徑5m，受地下水位下降等不良因素影響，分別在井筒表土段－199．5m和－343．5m處井壁出現(xiàn)不同程度的破損現(xiàn)象。主要表現(xiàn)為井壁局部突水和潰沙，對(duì)礦井安全生產(chǎn)造成重大安全隱患。

2井壁控制爆破開(kāi)槽技術(shù)的施工工藝

成立的專家小組在針對(duì)突水原因和過(guò)程進(jìn)行分析之后，又進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)地勘察，最終確定井筒修復(fù)的技術(shù)方法。首先在井筒破損部位植入鋼筋，之后分別在－287m和－343．5m處安裝可壓縮層，在可壓縮層的上下15m處進(jìn)行注漿作業(yè)。在新安裝的可壓縮層位置進(jìn)行破壁開(kāi)槽施工，之后進(jìn)行第二道可壓縮層的安裝，最后采用混凝土進(jìn)行澆注作業(yè)，從而達(dá)到修復(fù)井筒的目的。

2．1破壁開(kāi)槽施工

2．1．1開(kāi)槽高度和位置的確定

在井壁破損處安裝可壓縮層裝置后，還需要采取破壁開(kāi)槽施工，而開(kāi)槽高度的確認(rèn)，則要考慮到施工人員的作業(yè)空間需求以及可壓縮裝置的高度，還要考慮施工過(guò)程中可壓縮層裝置的起吊空間。本次施工，開(kāi)槽高度確認(rèn)為1．6m。對(duì)于井壁開(kāi)槽位置的確定，需要根據(jù)井壁破損位置、井筒表土層段以及井內(nèi)管道梁位置進(jìn)行調(diào)整。一般設(shè)置在管道梁位置10m范圍內(nèi)。鑒于在井筒破損位置已經(jīng)安裝了可壓縮裝置，開(kāi)槽位置確認(rèn)時(shí)，需要在可壓縮裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行標(biāo)高確認(rèn)。

2．1．2開(kāi)槽準(zhǔn)備工作

井壁爆破過(guò)程產(chǎn)生的震動(dòng)力較大，極易對(duì)上層活動(dòng)的碎石產(chǎn)生影響，使其發(fā)生墜落。為此，在進(jìn)行破壁開(kāi)槽作業(yè)前，需要全面清理井筒上方的碎石，之后方可進(jìn)行可壓縮層的混凝土施工作業(yè)。在碎石清理完畢之后，打眼深度控制在650mm以內(nèi)。此次爆破作業(yè)采用的起爆裝置有型號(hào)為MY3×25+1×16的爆破專用電纜、爆破柜、起爆電源和炸藥、雷管等。

2．1．3破壁開(kāi)槽方法

在針對(duì)井筒破損問(wèn)題進(jìn)行全面分析后，確認(rèn)采用分區(qū)爆破、豎向掏槽、控制剝層和人工鎬配合擴(kuò)刷的施工方案。首先對(duì)井筒爆破區(qū)域進(jìn)行劃分，沿豎直方向?qū)⑵鋭澐譃檫吔绫茀^(qū)和崩落區(qū)。在邊界爆破區(qū)需要開(kāi)槽的上下端設(shè)置2排炮孔，在崩落區(qū)沿豎直方向設(shè)置6排炮孔。井筒水平方向的崩落區(qū)劃分為掏槽區(qū)和擴(kuò)刷區(qū)。井筒－343．5m處的掏槽區(qū)寬1．5m，高1．2m，此區(qū)域水平方向設(shè)置8排炮孔，豎直方向設(shè)置6排炮孔，均使用正向裝藥方式，采取并線連接方式進(jìn)行引爆。為了保證爆破規(guī)格與設(shè)計(jì)需求相符，擴(kuò)刷區(qū)的引爆作業(yè)需沿水平方向每次引爆8排炮孔，之后引爆掏槽區(qū)左右2層的炮孔。在擴(kuò)刷區(qū)豎直方向引爆6排炮孔，崩落區(qū)炮孔全部引爆完成后，對(duì)光爆區(qū)進(jìn)行爆破作業(yè)。本次設(shè)置的2個(gè)光爆區(qū)均分成3次進(jìn)行引爆，每次爆破周長(zhǎng)控制在5m，即每次引爆2排炮孔。需要特別注意的是，排水管附近的炮孔要留到最后引爆。本次井壁爆破施工，崩落區(qū)炮孔間距200mm，光爆區(qū)炮孔間距150mm。在設(shè)置井筒－287m位置掏槽區(qū)時(shí)，鑒于此處井壁破損情況與－343．5m位置破損情況存在一定差異，將炮孔排數(shù)設(shè)置為橫向和豎向各6排炮孔。引爆時(shí)，沿?cái)U(kuò)刷區(qū)水平方向起爆6排炮孔，沿豎直方向在掏槽區(qū)兩側(cè)分別起爆3排炮孔，遵循沿?cái)U(kuò)刷方向向掏槽區(qū)逐漸延伸的起爆原則。崩落區(qū)爆破完成后，光爆區(qū)也分成3次引爆，每次爆破周長(zhǎng)控制在5m，即每次引爆2排炮孔。同樣，需要考慮到排水管的安全問(wèn)題，將排水管周圍的炮孔放置到最后引爆。

2．2破壁開(kāi)槽技術(shù)的作業(yè)要點(diǎn)

(1)井壁內(nèi)存在豎向和橫向鋼筋，造成井壁爆破橫向開(kāi)槽困難，同時(shí)井壁橫向開(kāi)槽工程量大、爆破工序復(fù)雜。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試爆，決定采用豎向開(kāi)槽、兩側(cè)爆破擴(kuò)刷的方案。(2)井壁內(nèi)的排水管路直徑較大，在排水管路后的垂直井壁打孔存在一定困難。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，在排水管路后井壁鉆孔過(guò)程中，可以允許炮孔與井壁成一定角度;為防止眼孔超深或兩側(cè)眼孔打穿，鉆孔過(guò)程中必須有技術(shù)人員在場(chǎng)指導(dǎo)鉆孔，無(wú)技術(shù)人員指導(dǎo)的情況下禁止進(jìn)行鉆孔。(3)炮孔裝藥過(guò)程存在藥包數(shù)量和雷管數(shù)量多的特點(diǎn)，串聯(lián)起爆網(wǎng)絡(luò)連接方式容易出現(xiàn)漏聯(lián)的情況。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用并聯(lián)起爆網(wǎng)絡(luò)可解決漏聯(lián)現(xiàn)象，使爆破施工更加安全、快捷。(4)井壁內(nèi)管路、電纜較多，爆破施工前必須對(duì)井壁內(nèi)所有管路進(jìn)行安全防護(hù)，未防護(hù)或防護(hù)不合格的位置禁止進(jìn)行爆破作業(yè)。

3井壁控制爆破應(yīng)用情況

(1)井壁控制爆破開(kāi)槽效果較好，保證了安裝工程順利進(jìn)行。(2)采用該控制爆破技術(shù)提高了效率，工期提前10天完成。(3)爆破開(kāi)槽施工對(duì)井筒的內(nèi)外壁及井筒內(nèi)設(shè)施未產(chǎn)生任何損壞，保證了井筒的順利運(yùn)行。(4)城郊礦是4．0Mt/a的大型礦井，爆破開(kāi)槽施工節(jié)省了礦井停產(chǎn)時(shí)間約1個(gè)月。該項(xiàng)施工技術(shù)在礦井正常生產(chǎn)的前提下對(duì)井壁進(jìn)行修復(fù)，保證了井壁的整體性和抗壓能力，為建設(shè)方節(jié)約了大量的資金，為公司贏得了良好的口碑。

參考文獻(xiàn):

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作者:王俊杰 孫亞?wèn)| 王植陽(yáng) 單位:河南國(guó)龍礦業(yè)建設(shè)有限公司