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立井井筒工组织设计
第三章 立井井筒施工组织设计
1.井筒概况
1.1.水文地质
根据根据永夏安全改建工程井筒检查孔地质报告成果资料,井位处地层自上而下为:第四系、第三系、二叠系(上石盒子组、下石盒子组)。副井井位处新生界松散层厚为: 340.45m,基岩风化带厚分别为12.87m。北回风井井位处新生界松散层厚为294.03m,基岩风化带厚为29.97m左右。箕斗井、副井和回风井井筒基岩段有两个主要含水层,煤间砂岩裂隙第一含水层(段),其垂深在1147.50米~1154.00米,厚度为60~100米;第二含水层(段),其垂深在1267.50米~1329.00米,厚度 30~40m。副井井筒基岩段全井筒混合含水层涌水量171.55m3/h。二叠系煤系各砂岩裂隙含水层(段)由于砂岩裂隙不发育,富性弱,渗透性差,在自然状态下,地下水运动缓慢,处于半封闭状态,地下水补给、排泄条件差,以储存量为主。主要为区域层间补给、迳流、排泄。垂向上各含水层(段)之间都有相应的隔水层,正常情况下无直接水力联系。
副井基岩段两个含水层均在设计水平以下,其风化带以下至井底水平之间没有较大的含水层。
二叠系地层岩性主要由砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成,以泥岩、粉砂岩为主,砂岩次之。不同岩石的抗压强度大小不同,一般是砂岩粉砂岩泥岩。而风氧化带岩石由于风化裂隙发育,受地下水作用影响,岩石的抗压强度明显降低。总体上二叠系基岩段岩体工程质量较差,岩性软弱。
预计井筒涌水量见副井井筒单层涌水量计算结果表3—1
表3—1副井井筒单层涌水量计算结果表
含水层名称 井筒深度(m) 涌水量(m3/h) 基岩风化带 322.33~333.10 110 K5砂层 326.97~372.18 400 三煤下砂层 443.85~447.13 150 二煤顶砂层 483.4~489 75 K3灰岩 547.92~549.73 15
1.2.副井井筒主要技术特征
井筒主要技术特征祥间表3—2
表3—2副井主要技术特征表
序号 项目名称 单位 指标 备注 1 坐标 X m 375180.00 含水层深度
砼标号
C30~C60 Y m00 2 标高 井口 m +34.60 井底车场 m —505 3 井筒深度 锁口 m 6.5 冻结段 m 404 基岩层 m 161.6 全深 m 565.6 4 井筒净直径 m 6.5 5 井筒净断面 m2 33.18 6 井壁厚度 表土段 mm 1200~1600 基岩段 mm 450 7 掘进断面 表土段 m2 70.88~76.20 基岩段 m2 43.0 8 井壁结构 表土段 双层砼 基岩段 单砼 9 井筒掘进工程量 m3 33585.26
2.井筒施工
本矿井深部井工业场地内设的箕斗井、副井、回风井分别需穿过353.03m~362.93m左右厚的新生界松散层和基岩风化带;浅部北回风井井筒需穿过324m左右厚的新生界松散层和基岩风化带,目前各井筒可供选择的井筒施工方法只有冻结法和钻井法。而箕斗井、副井和回风井井筒穿过的基岩所占的比例约为67.0%~68.0%左右,厚度达692.0m~723.0m。若采用钻井法施工,需在工业广场内设置泥浆池和预制井壁场地等,这对工业场地的布置、井口附近有关永久建筑物的施工及环境保护影响较大。而且,钻井法施工不能一次钻到井底,即井筒穿过的新生界松散层采用钻井法施工,基岩段采用普通法施工,这样两种施工方法的施工单位之间和施工工艺之间均需相互转换,不可预见的因素较多,且钻井法施工综合成井速度慢,建井工期难以保证。北回风井从技术方面考虑采用两种施工方法均可,但采用钻井法施工需在工业场地内设置泥浆池和预制井壁场地等,对工业场地的布置、井口附近有关永久建筑物的施工及环境保护影响较大。
就穿过的新生界松散层厚度和井筒净直径而言,根据两淮井筒施工经验,冻结深度在389.0~400.0m左右的箕斗井、副井、回风井和冻结深度在340.0m的北回风井井筒,不仅技术可靠,经济合理,而且建井速度、工期和井壁质量均较易得到保证。
综上所述,本矿井内设的副井穿过的新生界松散层段井筒建议采用冻结法施工。
2.1.表土施工
2.1.1.表土特征
表土层为第三、第四系冲积层,厚292.68m,主要由粘土和粉细砂组成,由于粘土前度低,可塑性强,塑性指数在14.1~19.9之间,且粘土具有亲水性,遇水膨胀及失水收缩的特征,在天然状态下处于固结状态。一旦开挖采动,可与上覆砂层沟通,在水的作用下,结构遭到破坏,力学强度降低,同时产生膨胀、你话沿界面滑动等。对井筒稳定不利。风化带厚度33.6~41.6m,为上石盒子组岩层,主要由泥岩、砂质
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