[发明专利]一种风井寒冷条件下快速建井技术及立井井筒开凿工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种对表土段采用冻结法，基岩段采用地面预注浆法封水开凿的所有立井井筒的建井工艺，尤其是一种适合风井寒冷条件下快速建井技术。

背景技术

随着近年来井筒开采深度及范围的加大，矿井瓦斯涌出量也随着增加，瓦斯对矿井安全生产造成极大影响。采取一些常规的通风系统改造和瓦斯抽放等多项治理措施，虽有效果，但无法从根本上解决通风及瓦斯问题，建设边界风井是矿井能否安全生产的大事，势在必行。通过特殊的技术手段，将冻结、地面预注浆及井筒掘砌工作在一段时间内同时进行的“三同时”，即在进行地面预注浆工程的同时，进行永久井架的制作安装、表土段冻结及井筒掘砌施工，这种施工技术已经在多个矿成功实现。

发明内容

本发明目的是从根本上解决井下通风及瓦斯问题，提供一种应用陀螺测斜定向仪器，调整修正仪器方位漂移，提高测量重复性，以指导钻孔走向，使钻孔准确落靶，为注浆帷幕的形成、冻结连续墙的形成提供条件。同时作业施工中注浆定向钻孔的轨迹设计计算方法及施工过程的钻孔走向的控制；将冻结、注浆、凿井施工“三同时”优化设计的一种风井寒冷条件下快速建井技术及立井井筒开凿工艺。

具体实施方式

本发明解决其技术问题采取的实施方式是：

1、冻结孔28个，施工测温孔3个和水文观测孔1个，共造钻孔32个，孔深115m，造孔总工程量3540m。施工用两台DZJ500-1000型钻机，用JDT-5型陀螺测斜仪定向，偏心导斜器造斜。

冻结站主要安装YSLG20F型氟利昂螺杆冷冻机组3台，两台运转，一台备用。10SH-9型盐水泵2台，一台运转，一台备用，12SH-9A型冷却水循环泵2台，一台运转，一台备用，NBL-250冷却塔2台等设备，干管盐水流量用电磁流量计监测，单孔盐水流量用专门的量测回路测量，在冻结器端部留有专门用来量测冻结器盐水纵向温度分布的测温口。

2、注浆孔分直孔和“S”孔。直孔注浆布孔圈径为Φ10m，注浆孔4个，均匀布置；6个“S”孔地面布孔圈径为Φ29.6m～38.6m。根据冻结等其它工法占用场地的限制，6个“S”型注浆定向钻孔需要布置在注浆圈径之外。

3、为了保证井筒掘砌安全、优质、快速施工，根据实际情况，采用V型钢管井架凿井，选用大提升机、大吊桶、伞钻、大抓岩机、整体金属大模板、生产能力较大的混凝土搅拌机和大型装卸机配自卸式汽车排矸为主的立井机械化作业线。即伞钻打眼，4.2m深孔光面光底爆破，中心回转抓岩机装岩，两套单钩吊桶提升，座钩式自动翻矸，落地后铲车配合自卸式汽车排矸，4.0m高度液压伸缩整体下移式金属模板砌壁，一掘一砌，井口设两台强制式砼搅拌机，溜灰管下砼。

本发明的有益效果是：采用“三同时”的施工方法，即冻结、注浆、凿井同时施工。缩短了工期，提高了施工效率，为矿井的投产争取了时间，创造了可观的经济效益，在“三同时”施工中，冻结沟槽铺底与井筒锁口同时施工，注浆打钻位置避开井架基础位置，井架分装起立，减少空间使用，避免与钻塔位置发生冲突。