井筒檢查孔在優(yōu)化礦井開拓部署中的作用

井筒檢查孔在優(yōu)化礦井開拓部署中的作用[摘要]介紹打設井筒檢查孔的目的、任務，為礦井開拓部署及井巷開鑿建設提供可靠的地質(zhì)與水文資料，驗證礦井開拓部署的合理性及設計的井筒落底與實際地質(zhì)情況的相符狀況。闡述井筒檢查孔對礦井建設的關(guān)鍵性和必要性。[關(guān)鍵詞]煤礦井筒檢查孔我省煤礦企業(yè)兼并重組工作已進入后續(xù)階段，大部分礦井已完成地質(zhì)報告、初步設計、安全專篇的審批，申領(lǐng)了開工許可報告，進入了開始建設的實踐階段，在礦井開工建設前進行一些井筒檢查孔的打設，對地質(zhì)資料進行驗證，確認設計的合理性與能否按設計進行施工成為了當前礦井建設的一個重要工作，檢查孔的打設在很大程度上保障了設計的可行性，減少了施工中不必要的返工，彰顯了它對礦井開拓部署及建設的重要性。我公司是一個山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合中單獨保留的礦井，主體為太原東山煤電集團有限公司，位于山西省太原市杏花嶺區(qū)小返鄉(xiāng)東0.5Km處，行政區(qū)劃屬杏花嶺區(qū)小返鄉(xiāng)管轄。礦井井田面積1.6486km2，批準開采15號煤層，生產(chǎn)能力為450kt/a，保有資源儲量10330kt，地質(zhì)構(gòu)造簡單，水文類型中等，煤層傾角4～14o，煤層結(jié)構(gòu)簡單-復雜，含0-3層夾矸，頂板為石灰?guī)r（L1），底板為泥巖。煤層Ⅱ自燃，煤塵有爆炸危險性，煤層條件和開采技術(shù)條件良好，適宜于綜合機械化開采。設計采用混合開拓的方式對全井田進行開拓布置。分別為主斜井、副斜井、回風立井三個井筒進行全井田開拓。主、副斜井為原舊井筒刷大，回風立井為新掘。主斜井為原主斜井刷大，井筒傾角20.6°，斜長500.5m，凈寬4.5m，凈斷面14.7m2。井筒落底于15號煤層，水平標高+757.050m，在落底點上部20m處設上抬式井底煤倉；井筒內(nèi)一側(cè)裝備一條帶寬為800mm的帶式輸送機，另一側(cè)裝備架空乘人裝置，并設行人臺階和扶手。主斜井擔負全礦井的原煤提升和人員升降任務，兼作礦井進風井和安全出口。下井管線、電纜均沿該井筒敷設。副斜井：原副井刷大取直，井筒傾角21.6°，斜長479.7m，凈寬3.4m，凈斷面9.64m2。井筒落底于15號煤層，水平標高+755m，井筒內(nèi)鋪設600mm軌距、30kg/m的單軌（新鋪設），并設行人臺階和扶手。副井擔負全礦井材料、矸石、設備等除人員升降外所有輔助提升任務，兼作礦井進風井和安全出口。在原地面火藥庫場地布置回風立井，設計為凈徑3.5m，垂深75m。井筒內(nèi)裝備封閉梯子間，擔負全礦井回風任務，兼做安全出口。主、副井筒為舊井筒刷擴，煤、巖層產(chǎn)狀，井筒落底點都比較清楚，回風井新掘，根據(jù)地質(zhì)報告的地質(zhì)情況、標高資料進行了設計。開工前為了驗證井筒的見煤點和落底點與設計的可行性及進一步了解設計風井位置的地層、地質(zhì)資料，在設計的風井位置打設一個井筒檢查孔進行資料的收集，以核實設計風井數(shù)據(jù)的可靠性。煤礦井筒檢查孔是在擬建礦井井筒附近距井筒中心10～25m范圍內(nèi)施工的與井筒落底深度相當?shù)墓こ炭辈煦@孔（如果井筒位置地段地質(zhì)及水文地質(zhì)條件復雜，井筒檢查孔應布置在井筒中心）。通過施工該鉆孔完成對井筒地質(zhì)勘察，主要任務如下：①詳細查明巖土層的層次、厚度、巖土層性質(zhì)、埋藏條件。②詳細查明可采煤層的層位及厚度。③ 查明基巖風化帶的發(fā)育程度。④ 查明可采煤層的煤類、煤質(zhì)特征。⑤對巖土層采樣，對松散層采取土工試驗樣，以取得松散層典型土層狀態(tài)下的力學性能試驗資料；對巖層采取巖石物理力學試驗樣，以取得巖層的物理力學性質(zhì)資料。⑥查明煤層瓦斯含量、煤的自然趨勢等開采技術(shù)條件，并做出相應的評價。我公司在設計的回風立井位置打設井筒檢查孔，鉆探施工采用全孔取芯，在松散層段采用跟管迴轉(zhuǎn)鉆進，在基巖段采用泥漿鉆進，在基巖漏水、破碎段及塌陷段進行堵漏，施工設備為GJ-240型油壓迴轉(zhuǎn)鉆機，共計施工2個鉆孔。DS1鉆孔，孔深133.6m，其中松散層厚度1.94m，基巖厚度131.66m；采取巖石力學試驗樣2組；并進行了物探測井，測井深度為86.75m。DS2鉆孔，孔深70.5m，其中松散層厚度2.5m，基巖厚度68.0m；采取巖石力學試驗樣3組，采取煤層瓦斯樣2組。依據(jù)鉆探資料判斷，回風立井處15號煤層頂板埋深27.1～43.8m，底板埋深為27.5～49.0m，煤層厚度0.4～5.2m；依據(jù)物探測井判斷DS1孔內(nèi)15#可采煤層頂板埋深為28.2，底板埋深為31.2m，煤層厚度3.0m。15#煤層甲烷含量為微量，二氧化碳含量0.16-0.67ml/g，屬低瓦斯礦井。該區(qū)域地層節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層整體破碎程度較高，抗壓、抗剪強度較低，而《初步設計》中設計回風立井，預計井筒深75m，落地于15#煤層頂板，回風大巷沿煤層頂板進行掘進。檢查孔確定的見煤點與原設計的立井預計見煤點相差了46.8m，有著明顯的差距，本處地層與地質(zhì)報告中所提供的煤層賦存情況有出入，此地段已不適應進行立井開拓。根據(jù)這一情況，我單位及時將此處的勘探地質(zhì)情況與設計院進行了溝通，調(diào)整了開拓方案，將原設計的立井開拓方式變?yōu)榱诵本_拓，這一方式的變更大大的簡化了施工程序，節(jié)約了建設成本，縮減了建設工期，為我公司的建設打下了堅實的基礎。兩種不同的開拓形式方案比較：立井開拓：施工工藝復雜、危險性高；設備投入大，開工前需進行10部開工絞車的安設，天輪架的安裝，立井施工傘鉆的安裝，前期的措施費用大約123萬元，井筒落底后還得改變出煤方式，進行裝備的改角，費用大約為26萬元，立井井筒裝備梯子間的費用共計302138元，井底連接段馬頭門施工工藝復雜，難度大。斜井的開拓：施工技術(shù)較為簡單、安全性高，井口安裝一部施工絞車，也免去了翻矸天輪的安裝，前期措施費大約33萬元，省去了改角的麻煩，加快了建設工期，斜井井筒也沒有梯子間的安裝與維護費用，減少成本302138元，同時建設速度快、可以實現(xiàn)從工作面到地面的連續(xù)運輸，有力的保證了礦井的高產(chǎn)高效。打設兩個檢查孔共計費用183281.8元，而根據(jù)檢查孔的資料變更了開拓方案后節(jié)約了資金146.2萬元。更重要的是使開拓方案更加合理、便于執(zhí)行。通過以上論述和經(jīng)濟分析，可見在地質(zhì)資料不確切的情況下就施工地面永久設施，開挖井筒，一旦發(fā)現(xiàn)構(gòu)造復雜，或?qū)嶋H與設計的出入較大，需要井筒移動位置或變更開拓方式時，牽涉的因素很多，困難也更大，有時不得不屈就于原井位不動或局部進行調(diào)整，不能徹底擺脫井下不利的被動局面。給以后的井筒、井底車場及硐室等工程施工帶來了許多困難，甚至由此延誤了建設工期。我公司通過這次檢查孔打設進行了設計變更，節(jié)約了建設成本、加快了施工工期，有力的證明了檢查孔