豎井特殊法掘進(jìn)

采礦工程學(xué)術(shù)語(yǔ)豎井特殊法掘進(jìn)01簡(jiǎn)介沉井法注漿法板樁法混凝土帷幕法凍結(jié)法目錄030502040607矽化法人工降低地下水位法鉆井法目錄0908基本信息豎井特殊法掘進(jìn)是指在松軟不穩(wěn)定的含水層或在穩(wěn)定的、但涌水量很大的裂陳巖層或破碎帶中，預(yù)先采取特殊的技術(shù)措施改善豎井施工的地質(zhì)條件，再進(jìn)行井筒施工，簡(jiǎn)稱(chēng)特殊鑿井法。18世紀(jì)末，由于礦業(yè)的發(fā)展，需要在復(fù)雜和困難的地質(zhì)條件下掘進(jìn)礦井，因而出現(xiàn)多種特殊鑿井法。簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介豎井特殊法掘進(jìn)是指在松軟不穩(wěn)定的含水層或在穩(wěn)定的、但涌水量很大的裂陳巖層或破碎帶中，預(yù)先采取特殊的技術(shù)措施改善豎井施工的地質(zhì)條件，再進(jìn)行井筒施工，簡(jiǎn)稱(chēng)特殊鑿井法。18世紀(jì)末，由于礦業(yè)的發(fā)展，需要在復(fù)雜和困難的地質(zhì)條件下掘進(jìn)礦井，因而出現(xiàn)多種特殊鑿井法

。板樁法板樁法最古老的特殊鑿井法，最初是使用木板樁，18世紀(jì)中葉開(kāi)始使用鋼板樁，但在掘井過(guò)程中仍然發(fā)生塌井和涌砂事故，所以板樁法不能用于在深表土層鑿井。沉井法沉井法1839年法國(guó)采用了由磚、金屬弧板等組成的沉井施工、后來(lái)又將沉井上部封閉，使之形成一個(gè)沉箱，在其中充滿(mǎn)壓氣。用壓氣擠走地下水，使掘進(jìn)工作在壓氣下進(jìn)行，順利地掘進(jìn)到預(yù)定深處。故又稱(chēng)為壓氣沉箱法。此種壓氣沉箱法先后在歐洲許多國(guó)家應(yīng)用，但由于它有損于在壓氣下工作人員的健康，且沉箱下沉困難，現(xiàn)已很少采用，1943年日本開(kāi)始使用淹沒(méi)沉井法。用泥漿的壓力來(lái)抵抗地下水向掘進(jìn)工作面涌人，同時(shí)在沉井璧外側(cè)加設(shè)壓氣質(zhì)嘴噴氣，以減少井壁下沉的阻力，加深了沉井下沉的深度。1956年德國(guó)成功地使用沉井壁后充填泥漿和井內(nèi)用泥漿淹沒(méi)的沉井法口挖土和出土全部由水下挖掘機(jī)來(lái)完成。1958年中國(guó)把震動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于沉井法。利用震動(dòng)作用減小了沉井下沉的阻力，加大了沉井下沉的深度，故稱(chēng)為震動(dòng)沉井法。各種沉井法的共同特點(diǎn)是，沉井壁下沉超前于掘進(jìn)工作面，超前段井壁的作用是防止掘進(jìn)過(guò)程中圍巖失穩(wěn)和涌水，而不是改變圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)。這種方法是由板樁法發(fā)展成的。為加大下沉深度和速度，已采取淹沒(méi)沉井泥漿減阻、機(jī)械破土和壓氣排碴等綜合措施，已形成一套較為完善的沉并法施工技術(shù)

?；炷玲∧环ɑ炷玲∧环ㄖ袊?guó)把水工工程中槽壁施工法引進(jìn)到豎井施工中。本方法是環(huán)繞井筒周?chē)谒绍浐硗翆又?，鉆鑿-環(huán)形槽孔，其中灌入混凝土形成地下混凝上連續(xù)墻，以確保并筒施工安全。注漿法注漿法1864年德國(guó)為解決沉井封底和掘進(jìn)工作面底鼓問(wèn)題。曾向沉井刃腳處的地層注入水泥漿。1873年又用注漿法防堵隧道的涌水，效果均很好。1901年瑞士首次成功地使用了井筒工作面預(yù)注漿法。同年，德國(guó)采用由地面鉆孔進(jìn)行預(yù)注漿而后掘進(jìn)的豎井施工法，此后，用注漿法加固圍巖和堵水技術(shù)，逐漸為各國(guó)廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)50年代美國(guó)研制成功可控凝聚時(shí)間的有機(jī)化學(xué)漿液，日本和中國(guó)也相繼研制了可控凝聚時(shí)間的、以高分子有機(jī)材料作為主劑的化學(xué)漿液、它能注入巖石扣的細(xì)微裂隙，起到水泥漿無(wú)法灌注的作用。70年代后期，中國(guó)地面預(yù)注漿深度達(dá)500m。南非豎井施工注漿深度已達(dá)2000m。各國(guó)還發(fā)展了旋噴樁注漿新技術(shù)

。凍結(jié)法凍結(jié)法1880年德國(guó)人彼茨奇在制冷技術(shù)的基礎(chǔ)上。提出用凍結(jié)方法加固井筒圍巖后再進(jìn)行井筒掘進(jìn)的施王方法，并于1883年實(shí)驗(yàn)成功，獲得了“流砂通過(guò)一定時(shí)間的人工凍結(jié)，能固結(jié)成巖體”的發(fā)明專(zhuān)利。1884年他創(chuàng)建了凍結(jié)鑿井公司，1886年在鉀鹽礦成功地用凍結(jié)法開(kāi)鑿一條80m深的豎井。波蘭于1885年開(kāi)始采用凍結(jié)法鑿井，至20世紀(jì)90年代。凍結(jié)深度達(dá)725m。英國(guó)用凍結(jié)法鑿井始于1909年，1969年創(chuàng)世界紀(jì)錄的最大凍結(jié)深度達(dá)930m。前蘇聯(lián)是采用凍結(jié)法鑿井規(guī)模最大的國(guó)家，從1928年到1982年已完成740條井筒。中國(guó)于155年使用凍結(jié)鑿井技術(shù)，到80年代末己開(kāi)鑿300余條井筒，凍結(jié)最大深度達(dá)435m。矽化法矽化法1922年前后。在鑿井中曾采用過(guò)巖層矽化法(化學(xué)加固)，后來(lái)發(fā)展成電動(dòng)矽化法(電化學(xué)加固)。本法是向巖層中注人一種溶液，同時(shí)通以電流，使溶液在滲透系數(shù)較小的巖層中迅速擴(kuò)散和固化，從根本上改善巖層的物理力學(xué)性質(zhì)。但因此法成本過(guò)高未能推廣應(yīng)用

。鉆井法鉆井法鉆井法是在地質(zhì)和石油鉆機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展成的。1850年德國(guó)開(kāi)始用沖擊鉆鉆井。1871年霍尼曼開(kāi)始研制擴(kuò)孔式鉆井機(jī)，1884年獲得專(zhuān)利權(quán)。到20世紀(jì)30年代，已在歐洲用霍尼曼鉆井機(jī)鉆成30條井筒，深度在80-512m，直徑2-725m。1938年蘇聯(lián)開(kāi)始采用鉆井法，先后研制成YZTM型擴(kuò)孔式鉆井機(jī)、JKB型取芯鉆井機(jī)、PT型渦輪鉆井機(jī)、TM型潛入式鉆井機(jī)和LM型掘井機(jī)組。美國(guó)于1910年開(kāi)始引進(jìn)鉆井法，直至50年代有較大發(fā)展口中國(guó)于1969年開(kāi)始使用鉆井法，先后制造52型和AS型煤礦專(zhuān)用鉆井機(jī)，到1985年止已建成35條井筒，總長(zhǎng)累汁達(dá)7000m以上，在淮南潘集鉆成一條直徑9.3m、深508m的