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(shè)井筒檢查孔的目的、任務(wù)，為礦井開拓部署及井巷開鑿建設(shè)提供可靠的地質(zhì)與水文資料，驗(yàn)證礦井開拓部署的合理性及設(shè)計(jì)的井筒落底與實(shí)際地質(zhì)情況的相符狀況。闡述井筒檢查孔對(duì)礦井建設(shè)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(jìn)入后續(xù)階段，大部分礦井已完成地質(zhì)報(bào)告、初步設(shè)計(jì)、安全專篇的審批，申領(lǐng)了開工許可報(bào)告，進(jìn)入了開始建設(shè)的實(shí)踐階段，在礦井開工建設(shè)前進(jìn)行一些井筒檢查孔的打設(shè)，對(duì)地質(zhì)資料進(jìn)行驗(yàn)證，確認(rèn)設(shè)計(jì)的合理性與能否按設(shè)計(jì)進(jìn)行施工成為了當(dāng)前礦井建設(shè)的一個(gè)重要工作，檢查孔的打設(shè)在很大程度上保障了設(shè)計(jì)的可行性，減少了施工中不必要的返工，彰顯了它對(duì)礦井開拓部署及建設(shè)的重要性。我公司是一個(gè)山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合中單獨(dú)保留的礦井，主體為太原東山煤電集團(tuán)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(zhǔn)開采15號(hào)煤層，生產(chǎn)能力為450kt/a，保有資源儲(chǔ)量10330kt，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，水文類型中等，煤層傾角4～14o，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單-復(fù)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(xiǎn)性，煤層條件和開采技術(shù)條件良好，適宜于綜合機(jī)械化開采。設(shè)計(jì)采用混合開拓的方式對(duì)全井田進(jìn)行開拓布置。分別為主斜井、副斜井、回風(fēng)立井三個(gè)井筒進(jìn)行全井田開拓。主、副斜井為原舊井筒刷大，回風(fēng)立井為新掘。主斜井為原主斜井刷大，井筒傾角20.6°，斜長(zhǎng)500.5m，凈寬4.5m，凈斷面14.7m2。井筒落底于15號(hào)煤層，水平標(biāo)高+757.050m，在落底點(diǎn)上部20m處設(shè)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(jī)，另一側(cè)裝備架空乘人裝置，并設(shè)行人臺(tái)階和扶手。主斜井擔(dān)負(fù)全礦井的原煤提升和人員升降任務(wù)，兼作礦井進(jìn)風(fēng)井和安全出口。下井管線、電纜均沿該井筒敷設(shè)。副斜井：原副井刷大取直，井筒傾角21.6°，斜長(zhǎng)479.7m，凈寬3.4m，凈斷面9.64m2。井筒落底于15號(hào)煤層，水平標(biāo)高+755m，井筒內(nèi)鋪設(shè)600mm軌距、30kg/m的單軌（新鋪設(shè)），并設(shè)行人臺(tái)階和扶手。副井擔(dān)負(fù)全礦井材料、矸石、設(shè)備等除人員升降外所有輔助提升任務(wù)，兼作礦井進(jìn)風(fēng)井和安全出口。在原地面火藥庫場(chǎng)地布置回風(fēng)立井，設(shè)計(jì)為凈徑3.5m，垂深75m。井筒內(nèi)裝備封閉梯子間，擔(dān)負(fù)全礦井回風(fēng)任務(wù)，兼做安全出口。主、副井筒為舊井筒刷擴(kuò)，煤、巖層產(chǎn)狀，井筒落底點(diǎn)都比較清楚，回風(fēng)井新掘，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告的地質(zhì)情況、標(biāo)高資料進(jìn)行了設(shè)計(jì)。開工前為了驗(yàn)證井筒的見煤點(diǎn)和落底點(diǎn)與設(shè)計(jì)的可行性及進(jìn)一步了解設(shè)計(jì)風(fēng)井位置的地層、地質(zhì)資料，在設(shè)計(jì)的風(fēng)井位置打設(shè)一個(gè)井筒檢查孔進(jìn)行資料的收集，以核實(shí)設(shè)計(jì)風(fēng)井?dāng)?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(dāng)?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(fù)雜，井筒檢查孔應(yīng)布置在井筒中心）。通過施工該鉆孔完成對(duì)井筒地質(zhì)勘察，主要任務(wù)如下：①詳細(xì)查明巖土層的層次、厚度、巖土層性質(zhì)、埋藏條件。②詳細(xì)查明可采煤層的層位及厚度。③ 查明基巖風(fēng)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(duì)巖土層采樣，對(duì)松散層采取土工試驗(yàn)樣，以取得松散層典型土層狀態(tài)下的力學(xué)性能試驗(yàn)資料；對(duì)巖層采取巖石物理力學(xué)試驗(yàn)樣，以取得巖層的物理力學(xué)性質(zhì)資料。⑥查明煤層瓦斯含量、煤的自然趨勢(shì)等開采技術(shù)條件，并做出相應(yīng)的評(píng)價(jià)。我公司在設(shè)計(jì)的回風(fēng)立井位置打設(shè)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(jìn)，在基巖段采用泥漿鉆進(jìn)，在基巖漏水、破碎段及塌陷段進(jìn)行堵漏，施工設(shè)備為GJ-240型油壓迴轉(zhuǎn)鉆機(jī)，共計(jì)施工2個(gè)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(xué)試驗(yàn)樣2組；并進(jìn)行了物探測(cè)井，測(cè)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(xué)試驗(yàn)樣3組，采取煤層瓦斯樣2組。依據(jù)鉆探資料判斷，回風(fēng)立井處15號(hào)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(cè)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(qiáng)度較低，而《初步設(shè)計(jì)》中設(shè)計(jì)回風(fēng)立井，預(yù)計(jì)井筒深75m，落地于15#煤層頂板，回風(fēng)大巷沿煤層頂板進(jìn)行掘進(jìn)。檢查孔確定的見煤點(diǎn)與原設(shè)計(jì)的立井預(yù)計(jì)見煤點(diǎn)相差了46.8m，有著明顯的差距，本處地層與地質(zhì)報(bào)告中所提供的煤層賦存情況有出入，此地段已不適應(yīng)進(jìn)行立井開拓。根據(jù)這一情況，我單位及時(shí)將此處的勘探地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)院進(jìn)行了溝通，調(diào)整了開拓方案，將原設(shè)計(jì)的立井開拓方式變?yōu)榱诵本_拓，這一方式的變更大大的簡(jiǎn)化了施工程序，節(jié)約了建設(shè)成本，縮減了建設(shè)工期，為我公司的建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。兩種不同的開拓形式方案比較：立井開拓：施工工藝復(fù)雜、危險(xiǎn)性高；設(shè)備投入大，開工前需進(jìn)行10部開工絞車的安設(shè)，天輪架的安裝，立井施工傘鉆的安裝，前期的措施費(fèi)用大約123萬元，井筒落底后還得改變出煤方式，進(jìn)行裝備的改角，費(fèi)用大約為26萬元，立井井筒裝備梯子間的費(fèi)用共計(jì)302138元，井底連接段馬頭門施工工藝復(fù)雜，難度大。斜井的開拓：施工技術(shù)較為簡(jiǎn)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(fèi)大約33萬元，省去了改角的麻煩，加快了建設(shè)工期，斜井井筒也沒有梯子間的安裝與維護(hù)費(fèi)用，減少成本302138元，同時(shí)建設(shè)速度快、可以實(shí)現(xiàn)從工作面到地面的連續(xù)運(yùn)輸，有力的保證了礦井的高產(chǎn)高效。打設(shè)兩個(gè)檢查孔共計(jì)費(fèi)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(jì)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(shè)施，開挖井筒，一旦發(fā)現(xiàn)構(gòu)造復(fù)雜，或?qū)嶋H與設(shè)計(jì)的出入較大，需要井筒移動(dòng)位置或變更開拓方式時(shí)，牽涉的因素很多，困難也更大，有時(shí)不得不屈就于原井位不動(dòng)或局部進(jìn)行調(diào)整，不能徹底擺脫井下不利的被動(dòng)局面。給以后的井筒、井底車場(chǎng)及硐室等工程施工帶來了許多困難，甚至由此延誤了建設(shè)工期。我公司通過這次檢查孔打設(shè)進(jìn)行了設(shè)計(jì)變更，節(jié)約了建設(shè)成本、加快了施工工期，有力的證明了檢查孔