大断面斜井表土冻结施工创新技术研究

古城矿井在大断面斜井表土段冻结法凿井过程中,引入了综掘机截割冻结表土、综掘机前配套扶棚平台、可移式10 m钢模台车整体支模、千米下行混凝土输送系统等新技术,加快了施工进度,取得了较好的施工效果。     

升富矿冻结副斜井掘砌平行作业施工工艺

为解决深长冻结斜井掘砌速度慢、井壁外及壁间易串水的老大难问题,在升富矿冻结副斜井井筒施工中,在应用全断面掘进施工技术、迈步式和栈桥式模板台车施工技术的基础上,采用全新的掘进排矸、外壁施工和内壁施工平行作业施工工艺,将三大施工环节中的工艺流程、工序用时与循环作业相结合,制定合理的正规作业循环图,形成平行、统一的综合作业方式,解决了冻结斜井掘砌施工三大环节相互干扰的问题,实现了1 031 m暗挖冻结段实际平均掘砌(成井)速度50.8 m/月、最高月成井速度102.4 m/月的掘进速度,稳步提高了冻结斜井掘砌施工速度水平和冻结斜井井壁施工质量,可为深长冻结斜井的掘进支护提供参考。     

冻结斜井综合掘进机全断面掘进施工技术

在升富矿副斜井超千米暗挖冻结段井筒掘砌施工中,为确保深长冻结斜井施工安全,提高冻结斜井掘砌施工速度,应用EBZ260H型综合掘进机,采用先挖掘断面中上部、后挖掘断面下部的小进度掘进方式,替代以往的台阶式掘进方式,创新冻结斜井全断面掘进施工工艺,确保掘进机配套的加长二运皮带有序前行,并在二运皮带下完成外壁底板施工,解决了冻结斜井随掘随支护,以及掘进排矸与浇筑混凝土井壁相互干扰的问题,提高了深长冻结斜井持续快速掘砌的能力。     

厚风积砂强富水地层斜井冻结法快速掘进工艺

袁大滩煤矿副斜井表土冻结段全长681 m,是目前国内最长的斜井冻凿施工记录。冻结段掘进采用EBZ160综掘机掘进+皮带排矸,可移模板台车整体浇筑内、外壁,创造了国内斜井冻凿施工72 m/月的新记录,丰富了冻结法凿井技术支撑体系,为斜井冻结凿井提供了成熟的经验。     

大段长液压滑模台车在大断面软岩斜井的应用

采用大段长液压滑模台车模板配合皮带、综掘机施工,前后工序紧凑,机械化程度高、能够平行作业,并且能确保浇筑质量及施工安全,提高了工作效率,增加了经济效益,取得快速施工的良好效果。该施工工艺设计的出现,有效地解决了大断面大倾角斜井快速施工问题,在国内尚属首次。     

富水松散地层斜井井筒普通综掘法施工技术

针对内蒙古西部矿井建设过程中遇到的富水松散白垩纪地层对建井施工影响极大,且采用冻结法施工井筒工期较长的问题,采用普通综掘法施工替代冻结法施工通过白垩纪地层。介绍了综掘机掘进＋小型挖掘机装矸＋箕斗运送的综合机械一体化斜井井筒普通施工技术,制定了探、降、截、疏等综合防治水方案;设计采用36U型钢喷混凝土＋钢筋混凝土砌碹和锚网喷＋钢筋混凝土砌碹2种支护方式;研发了软弱岩层底板处理技术、出渣工艺、综掘机排矸链条堵塞处理技术、运输安全技术等。采取上述措施后,有效遏制了该地区地层富水松散特性对井筒施工的不利影响,解决了装载和运输矸石困难等难题。     

整体移动金属模板在砌筑冻结井筒内壁中的应用

目前我国冻结法施工的立井，普遍采用液压滑升模板砌筑冻结井筒内壁。随着煤层开采深度的增加，基岩段井筒深度也越来越深，而基岩段普遍采用整体移动金属模板进行短段掘砌的施工工艺．故用冻结法施工的井筒需配备两套砌壁模板。为减少支护费用，减少模板装配占用时间，我们对用于基岩段的整体移动金属模板做了部分改进，用于大屯煤电公司姚桥主井冻结井段内壁的施工，共砌壁190m，达到了预期效果。     

淮南矿区复杂地层大型矿井建设关键技术

针对淮南矿区开采条件复杂等特点,结合淮南矿区第1轮新井建设工程,总结了深部大型矿井建设关键技术,具体探讨了深井建设中矿井分区开拓优化设计,冻结、注浆、凿井三同时建井技术、特厚表土层冻结法凿井技术、井筒快速凿砌技术、井筒快速揭煤技术和巷道掘进与支护技术等问题,采用综掘机+带式转载机+除尘通风机+储矸仓+扒矸机的综掘作业线,集破、装、运和除尘机械化为一体,使炮掘最高月进尺达到270 m、岩巷综掘最高月进尺达到715 m、煤巷锚网索支护最高月进尺达到1 060 m。     

西部矿井无轨胶轮车配窄罐笼新型改绞施工工艺探讨

西部千万吨级矿井普遍采用立、斜井开拓方式。为了充分发挥立、斜井的各自优势,在基建期间主斜井采用综掘机进行掘进,加快施工速度尽快到底后,进行皮带安装;副井、风井同时开工,回风立井到底即与主斜井贯通形成通风、运输系统,然后进行新型无轨胶轮车配窄罐笼改绞临时装备,并配备下料孔,实现高效率的无轨运输方式。     

软岩地层斜井冻结方案设计

马泰壕煤矿主斜井基岩冻结工程,采用分段钻直孔冻结、分段掘砌的施工方案,最终顺利完成了倾斜长度为440.64m、水平长度为423.57m的斜井冻结工程施工任务。     

富水基岩长斜井冻结法凿井技术

以鄂尔多斯新街矿区某矿主斜井为研究对象,针对该斜井井筒涌水量大、冻结长度长的难题,通过理论计算、数值模拟及现场实测等手段,对斜井冻结壁形成规律、冻结壁自然解冻规律、冻结壁交圈、斜井分段冻结进行研究,优化设计了斜井冻结方案,将整个冻结段分成5段,分段冻结、分段掘进、分段砌筑,并实现了平行作业,使倾角达16°斜井顺利通过白垩纪含水层,创造了斜井冻结长度最长的记录,为西部矿区类似井筒的冻结施工提供了宝贵的借鉴经验。     

大断面斜井明槽安全快速施工

河南平宝煤业有限公司首山一矿主斜井行人口明槽设计断面大、挖土量较大,所处地层为第四系,表土蓄水丰富。采取引水沟+预注浆+壁后注浆综合防治水方法,实现了“打干井”和边坡稳定;采用大型挖掘机和铲车机械化配套设备,实现了快速挖土、转运和堆放;采用高强度组合钢模板+装配式木模板浇筑混凝土井壁,提高了井壁浇筑效率、浇筑质量和内外壁观感质量,实现了安全快速施工,保证了明槽段井壁的永久使用质量。     

面向煤矿斜井跑车防护的柔性缓冲动力学仿真分析与实践

煤矿跑车现象是斜井运输中常见的事故类型,跑车防护效果关系到斜井运输安全和防护装置重复使用效率。针对斜井车辆失控时撞击能量大、巷道环境复杂的情况,面向2~8节矿车的应用场景,设计了跑车防护柔性缓冲器,建立了煤矿斜井跑车碰撞的数学模型,分析了斜井跑车高能碰撞柔性缓冲器在矿车失控时的受力状态,得出进行动力学和有限元分析的数据。采用有限元分析方法对柔性缓冲器的模型进行动力学仿真分析,当矿车为满载时,沿着轨道向下运动,其撞击挡车栏瞬间为最大撞击力,用动力学分析出的最大撞击力,对挡车栏进行了有限元分析,得出挡车栏在撞击的一瞬间的形变为1.4 mm,变形率为0.12%,金属一般会产生回弹,对挡车栏后续工作的影响不大,因此可以反复多次使用。研究对于提升煤矿斜井安全水平和减少跑车防护设施维护强度具有重要意义。     

冻结井壁高强高性能混凝土配合比设计及应用

顾桥煤矿二水平延深工程新建进风井和回风井2个井筒,均采用冻结法凿井,冻结深度分别为472和464m。2个井筒在300m深以下均要穿过多个厚膨胀粘土层。根据2个井筒深部厚膨胀粘土层段内层井壁耐久性和防裂、抗渗要求,确定了井壁高强高性能混凝土配制思路。采用全计算方法,设计了高强高性能混凝土配合比参数。合理选择了原材料,通过试验,优选了C60、C65和C70高强高性能混凝土配合比,并应用于井壁施工,取得了良好的效果。     

唐山矿斜井轨道运输系统技术改造

针对8070乙斜井轨道运输系统信号躲避硐室不健全、斜井挡车设施不可靠、操作人员行为不规范的现状,开滦能源化工股份公司唐山矿对8070乙斜井轨道运输系统进行了技术改造,上车场重新规划设置信号硐室,斜井引进安装ZDC30-2.2型跑车防护装置,各车场场外口改进阻车器、截人栅栏门及警示设备,斜井上下车场安装固定视频摄像仪,斜井运输车辆上安装无线视频监控装置。斜井轨道运输系统技术改造为员工提供安全可靠的作业环境,健全完善了防跑车、跑车防护安全设施,对作业现场进行实时安全视频监管,约束规范员工操作行为,实现斜井轨道运输的本质安全,可为其他矿井斜井安全运输提供借鉴。     

特厚冲积层冻结法凿井外层井壁受力实测研究

为解决济西生建煤矿主、副井筒特厚冲积层中冻结法凿井的技术难题，在施工过程中对外层井壁的内、外力进行了实时监测，获得了400m以下深厚黏土层冻结压力的实测数据。通过实测信息反馈，两井筒实现了动态设计和信息化施工。     

大断面斜井底部冻结段温度场模拟研究

 本文以霍州煤电庞庞塔矿主斜井冻结施工为工程背景,采用ANSYS有限元分析软件,建立了斜井底部温度场三维模型并研究了典型参数下其发展规律。研究结果表明,底部冻结温度场从时间和空间上来说都是不均匀的,各个位置的冻结壁向下发展的厚度和冻结壁平均温度均不同且随时间不断发展变化,受到下部地层热流的影响,其向下发展较慢。     

富水基岩井筒冻结壁砂质泥岩力学特性试验研究

在深厚表土层或基岩中建设煤矿井筒,冻结法是有效穿越不稳定的厚表土层或基岩的有效施工方法。为了给立井冻结壁和井壁设计提供合理的设计参数,对冻结壁岩石的力学特性试验很有必要。以陕西彬长矿区胡家河煤矿立井冻结施工工程为背景,对主井井筒砂质泥岩,进行了不同冻结温度梯度状态下的单轴、三轴力学特性试验研究。研究了砂质泥岩在相同围压不同温度条件下及相同温度不同围压条件下的强度和变形特性的变化规律。试验结果表明:随着冻结温度的降低,冻结砂质泥岩的强度在提高,主要原因是温度降低时,岩石冻结时的矿物收缩和冰本身的强度及冻胀力使得富水冻结岩石的强度得到提高。     

冻结井筒冻结孔涌水机理及逆流引流注浆封堵技术

针对我国西部地区深基岩冻结井筒冻结孔涌水水害技术难题,以胡家河矿主立井井筒冻结孔水害治理工程为实例,分析了冻结孔环状导水通道生成及涌水机理,进而提出一种创新性的逆流引流注浆封堵技术,并介绍了该技术的原理及施工工艺。工程实践证明,该技术能高效快速治理冻结孔涌水水害。     

地层冻结远程监测系统的设计与应用

神木冻结工程中具有多井监测、测温点相对集中、空间分布远的特点.为实现多井筒冻结温度场同期监测,基于集中管理、分散监测的设计思想,应用无线数传电台及具有强力驱动性能的一线总线监测模块,构建、设计了地层冻结远程监测系统.在每个井筒的监测设计中,将测温孔与冻结器回水的温度测点制成多根测温电缆全部接至一个测温模块,使监测分站精简很多;监测模块的搜索与监测相分离的运行模式,保证了系统的可靠运行.所开发的监测系统取得了完整的监测信息,为冻结工程的顺利进行提供了保障.