立井井筒表土施工方法的类型及其应用

2.1 冻结法施工井筒(表土)

Dmoke公式适用于冻结深度<200m。实际工程中一般采用短段掘砌方式施工冻结井筒，采用有
限段高进行冻结壁厚度的计算将更为符合实际。
冻结壁厚度计算
里别尔曼提出用轴对称极限平衡理论计算冻结壁厚度，假设：（1）冻结壁外侧水平地压为 p i h i
i
（2）段高的上下端固定
（3）冻土为理想塑性体
4 立井工程冻结法
Klein(1981)引入冻土“内摩擦角”φ来修正Domke公式
p0 p0 2 t a [(0.29 1.42 sin )( ) (2.30 4.06 sin )( ) ] q q
我国还常常采用Dmoke公式的第四强度理论形式
p0 p0 2 t a [0.56( ) 1.33( ) ] q q
盐水体积
V=V1+V2+V3 V1－盐水干管、配、集液圈总容积 V2－冻结管总容积 V3－盐水箱总容积
固体氯化钙用量
G＝ρV a /b
ρ－盐水密度
V－盐水体积
a －单位质量盐水中氯化钙的含量
b －固体氯化钙的纯度，
无水氯化钙b＝0.96
晶体氯化钙b＝0.70
主副井均采用冻结施工先冻结主井，后冻结副井－－顺序冻结
H ——冻结深度，m
冻结孔的布置
冻结孔数目：N=π D0 ／L
式中：N ——冻结孔数目，个 D0 ——冻结孔圈径，m L ——冻结孔间距，1－1.3m
若计算结果为小数，则调整为整数后，再确定孔距
冻结站实际制冷能力
Q0 ＝Kπd n H q 式中： Q0 ——冻结一个井筒的实际制冷能力，kw
K ——管路冷量损失系数，K＝1.1－1.25 d ——冻结管直径，m

立井表土特殊施工法施工

壁的下端带有刃脚，刃脚在竖向力作用下能插＾、土体，使井壁与土体保持机超前钻头和扩孔钻头的直径是固定的，也有一些钻机洳ＢＺ一１钻机）的竖向静力平衡。当井壁内侧土体松动并取出后，土体对井壁的支撑力减钻头直径可在一定范围内进行凋整。对于后者，应按隋况确定扩孔的直径小，井壁整体下沉，刃脚插＾更深位置的士体，建立新的平衡。仅利用井壁和次数，确定的原则是在转盘和提吊系统能力允许的情况下尽可能减少
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１３８特殊施工法施工
黄建忠
（中煤邯郸特殊凿井有限公司，河北邯郸０５６０００）摘要：主要阐述了立井表土特殊施工法施工的沉井法、钻井法凿井、冻结法等技术问题。关键词：立井；表土；特殊施工法１沉井法注。井壁与套井之间要用毛石混凝土充填密实。采用此法施工能有效防止井２钻井法凿井全断面一次钻成，或将井筒片帮，保证井筒施工顺利穿过不稳定表土段。沉井用井壁是分段预制、可以对接成—个整体的钢筋混凝土圆管（内径等于井简净直径在管壁内筒分次扩孔钻成。２１井筒钻进预留６－８个沿周向均匀分布的轴向通孔用于预埋注浆管。井壁是在地面逐段安装的，安装好的井壁随井筒掘进而下沉，每沉人一段井壁后在其上多采用分次扩孔钻进，即先用超前钻头一次将小孔钻到基岩（当基岩端列拯兰竺毖匕另— 段井壁，直到全羹沉＾．井筒内。撮每装的一段井部分占的比例不大时，也可一次钻到井底ｋ后分次扩孔至没计直径。 —般钻
自重克服井壁下沉时的阻力『括井帮作用于井壁Ｅ的摩擦阻力和井壁刃扩孔次数以缩短辅助时间。２２沉井和壁后充填脚下匕体作用于刃脚的端头阻力）使井壁下沉的沉井方法称为普通沉井法。该法施工设备和工艺简单，但由于受井壁与井帮摩擦阻力的影响，一采用钻井法施工的井筒，多采用管状预制钢筋混凝土作井壁。等井筒钻完并提出钻头后始安装井壁。井壁安装采月５：｝孚下沉法，施工过程为：般只ｆｉ：２０ｍ一３０ｍ。在不稳定表土层厚度不超过３０ｍ时，可采用普通沉井法。普通沉井先用起重将第—ｌ段井壁带底井壁在Ｉ井内泥浆中，向井壁内注水法的施工过程为：随掘进、井壁随下沉、随在地面接长井壁，边施工边进行使其缓慢下沉至髓当位置后停止ｌ注水，在地面接Ｅ第二段井壁，继续注水重复Ｅ述操作直到安装完全部井壁。沉井过程应注意以下问题：测量与纠偏，沉井结束后进行壁后注浆。其中掘井＿定表土中施工相使其下沉，同，其他与淹水沉井法相同。 ①接长井壁时，要进行２贝墁以保证井筒的垂直度延冶；『井壁下沉的同时，要在表土层厚度轼呔时，通常习硼淹水沉井法。其中泥浆护壁淹水沉井及时排除井壁外泥浆以免泥浆外溢和沉淀，同时直保证井壁外泥浆面不具有鞍－大的优趔｝性，在国内夕明都比较成功。得低于锁门以下ｌｍ以防井筒片帮； ③当井壁下沉到距没计深度ｌｍ一２ｍ时，要停止下沉，测量井壁的垂直度并进行调整，再下沉到底。２．３冻结法井。套井的深度由第—层含水层深度决定，ｏ５ｍ左右。采用冻结法施工井筒的过程为：在井筒掘进之前在井筒外围钻冻结安装孔，建立＾工制冷系统并对围岩进行冻结，待在井筒掘进边界以外的不稳定岩层中形成—傩｝闭的冻结圈后开始掘砌井简，当掘砌通过不稳定岩ｌ３向井壁后压溘妮浆。用泵通过预埋的由泥浆池向井壁后压层达到预计深度后停Ｉ匕携站，拆除冻结设备，充填冻结孔。冻结圈的作用水或流沙涌入井筒，其位置、厚度、冻结程度及维持时注泥浆。泥浆池位于地面，泥浆经均匀。预埋在井壁中的６ — ８根泥浆管，由是抵抗地压和防止刃脚上端出口注＾井壁与井帮之间。泥浆的作用是在井帮与井壁间形成间都会影响施工，应根据实际情况确定。冻结法凿井的主要工作东结泥浆隔层和泥皮，以保护井帮和润滑井壁与井帮下沉摩擦阻力）。孔、冻结和井简掘砌。ｌ４向型内注冰。通过供水系统向粥塞内注水以平筏地下水的静水２－３．１钻冻结孔压力，避免向井壁内涌砂冒泥。冻结孔是用于安设带底锥的冻结管和底部开口的供液管的钻孔。通ｌ５沉井舡。过擗孔可使肃ｌ冷系统深人到地下深部，从而沿井筒轴线形成足够深的１５．１破土ｆ｛查。破土撇高压水破土和钻机破土两种。排渣朗去冻结圈。２３２冻结。①人冷凝器，在１６ — ２０ｏ（：冷却水的淋洗下被冷却到般都采用压气排渣。其排碴原理为在混合器内压气与水混合形成相对密度为０５ — ０．６的水、气混合物，与管外淹水造成压力差，管内水气混合物２０ — ２５０ｃ而变或液态氨侈徐腋态氨流入贮氨器贮存，不足时由贮氨器补带动泥沙沿排泥管上升排到地面沉淀池内。水枪、混合器和排碴管等设备充ｋ再经过调压粥：压力降到Ｑｌ５５ＭＰａ左萄使其温度降到蒸发温度一吊挂在井架Ｅ的游动小车上，可以沿井简全断面进行破土排渣。排渣也可２５＿＿３５０Ｃ后进入蒸发器中蒸发，大量吸收周围盐水的热量，使盐水降温。以采用大抓斗直接抓取泥沙并提到地面的方法，该方法对碎石层和卵石＠盐水循环系统。在设有蒸发器的盐水箱中，盐水被制冷剂冷却到一２Ｏ一５（１Ｃ以下。借助盐水泵将盐水箱中低温盐水经配液管输送到各供液管内。层非常有效，适用于井深在３０ｍ以内的情况，在井深大时一次抓取提升时２间较长，排渣效率将显著下降。盐水沿插在冻结孔内的供液管流至孔底后再沿冻结孑Ｌ徐徐上升至孔口，１＿５２井壁安装。在已安装好的井壁下沉到距地面适当高度时，在地面沿途吸收了周围岩土层热量的盐水在孔口经集液管返回盐水箱。盐水循安装另外一Ｅ殳井壁。安装井壁时直注意把井壁安直，将预埋营ｊ茴接好。环方式即正循环方式，其冻结壁厚度沿孔长比｛交均匀，故常被采用。③冷局部冻结、差异冻结和分期冻结等１５．．３防偏纠偏。预制井壁在下沉过程中，由于受土层倾角、土中大块却水循环系统。冻结采用一次冻全深、石头（正ｌ好处在刃脚— ｎ、地下水的流向、刃脚处涌砂冒泥、沿井壁周边出土方法。—次冻全深方案的适应性强，应用比寝广泛。局部冻结方案即只在不均衡、井壁不直等因素影响，可能出现偏斜。如果偏斜超过允许值，会影涌水部位冻结，其冻结器结构复杂，但是冻结费用低。差异冻结即长短管响井筒继续施工和以后正常使用。防偏是尽可能防止人为因素引起偏斜冻结，采用长短不同的两种冻结管间隔布置，在短管到达的上段冻结管较和对引起偏斜的外因及时罘邛省施，纠偏—般采用的力程面在Ｉ井密，冻绪决，可早日开挖在下段较疏，冻结慢，可防止开挖时冻结过实，浪壁较ｆ氐＿ — 侧用千斤顶或小顶柱向斜Ｅ方施力，同时在井壁较高— 侧的刃费冷量和影响沲工速度。分期冻结是在冻结深度铰大日寸，为防ｌ上使用过多的制冷设备，可将全深分为数段，由上而下依次冻结。脚附ｉ丘力 Ⅱ 强破土。在井壁偏斜较大时纠偏很难， —般以防偏为主。１＿６注浆固井２．３．３冻结段井简掘砌采用冻结法施工，井筒开挖应适时，最为理想的开挖时间是当冻结壁井壁下沉到没汁深度后要进行注浆固井工作，是要把井壁与井帮固此时既便于掘进，又不会造成涌水结在—起，以防井壁继续下沉和漏水。注浆前—般需要封底，以避免冒砂已形而又尚未冻至井筒范围以内时，跑浆。如果刃脚已插＾、风ｆ｛二基岩内，则不会冒砂跑浆，可不封底而直接注冒砂事故。但是该时间很难把握，把握不好往往会使整个井筒被冻实。掘浆。所注浆液为水泥砂浆， —般利用预埋的泥浆管和专门预埋的注浆管输进冻土，可采用风镐或钻眼爆破法施工。

立井井筒施工作业方式及选择

掘砌平行作业方式是指在井筒下部工作面掘进
的同时，在其上部的吊盘，即在另一个空间进行砌
砌平行施工的方法由于是需要立体交叉进行上下的同时施工，因此这种方法对于空间的使用率很高。
但是在进行平行施工的过程中需要较多的工作人员
一
【关键词】立井井筒施工作业方式选择
筑井壁的作业方式。这种方式都需要临时支护，或网喷方式、或掩护井筒方式。这种作业方式的临时支护段与混合作业方式比，安全保障程度稍差；掘
进砌壁在上下两个空间同时进行，安全性差，组织

【ＡｂｓｔｒａｃｔｌＡｌＯｎｇｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙ
起进行施工，因此井下的安全成为了平行作业施
工过程中的重点。如果井筒的直径大于６ｍ，并且涌水量很少，围岩稳固，就可以使用平行作业的方式来进行施工。平行作业一般用于深井工程。掘砌混合作业的特点与短段单行施工较为类似，所使用的
达到一个可砌筑永久井壁的高度；当砌壁完成后，再抓装其余的矸石。所谓的混合，其含义就是掘、
● 李建红 ■ ＬｉＪｉａｎｈｏｎｇ
【摘

2018一建《矿业工程》教材：立井井筒表土施工

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lG416020 立井井筒表土施工lG416021 立井井筒表土施工方法的类型及其应用在立井井筒施工中，覆盖于基岩之上的第四纪冲积层和岩石风化带统称为表士层。

工程中按表土稳定性将其分成两大类:稳定表土层主要包括含非饱和水的结土层、含少量水的砂质教土层，无水的大孔性土层和含水量不大的砾(卵)石层等;不稳定表土层包括含水砂土、淤泥层、含饱和水的黠土、浸水的大孔性土层、膨胀士和华东地区的红色却土层等。

根据表土的性质及其所采用的施工措施，井筒表土施工方法可分为普通施工法和特殊施工法两大类。

对于稳定表土层一般采用普通施工法，而对于不稳定表土层可采用特殊施工法或普通与特殊相结合的综合施工方法。

一、井筒表土普通法施工(一)井圈背板普通施工法井圈背板普通施工法是采用人工或抓岩机(土硬时可放小炮)出土，下掘一小段后(空帮距根据土层的稳定性来确定，一般不超过1. 2m) ，即用井圈、背板进行临时支护，掘进一长段后(一般不超过30m) ，再由下向上拆除井圈、背板，然后砌筑永久井壁。

如此周而复始，直至基岩。

这种方法适用于较稳定的土层。

(二)吊挂井壁施工法学尔森教育—大建工领域专业的一站式职业教育机构吊挂井壁施工法是适用于稳定性较差的土层中的一种短段掘砌施工方法。

竖井施工

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(3)冻结段井筒掘砌
采用冻结法施工，井筒的开挖时间要选择适时，即当冻结壁已形成而又尚末冻至井筒范围以内时最为理想，此时，既有利于掘进又不会造成涌水冒砂事故。但是，在冻结井筒掘进过程中很准保证处于理想状态，往往整个井筒被冻实，对于这种坚硬的冻土也耍采用钻眼爆破法进行掘进，有条件时也可采用冻土掘进机掘进。
帮距不超过1.2m），然后用井圈、背板临时支护，掘一小段后（一般不超过30m），再由下向上拆除井圈、背板，然后砌筑永久井壁。如此，周而复始，直至基岩。这种方法适用于较稳定的土层。
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2．吊挂井壁施工法
用于稳定性较差的土层中的一种短段掘砌施工方法。段高一般0.5～ 1.5m。采用台阶式或分段分块，并配以超前小井降低水位的挖掘方法。为了防止井壁拉裂或脱落，在井壁内设置钢筋。
沉井法，就是在设计的井筒位置上构筑带刃脚的沉井井
壁，而后在其保护下挖土，井壁随着掘进面下沉，同时在地
面上相应地砌筑接高井壁。这种沉井方法通常称做沉井法。为了增加沉井的下沉深度，可采用在沉井上加外荷载
的办法使之强制下沉，这种沉井方法通常称做强制沉井。从施工情况来看，泥浆护壁淹水沉井法具有很大的优
越性，在国内外用得都比较成功。
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3．简易井架与小绞车提升。从简易井架的外形可分为人字形、帐幕式、一面坡、龙门架等几种。它们配以小绞车和小吊桶，可用于井筒深度在20～50m范围内的表土施工。
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4、标准凿井井架。

井筒表土段内外井壁无夹层注浆施工

井筒表土段内外井壁无夹层注浆施工摘要:本文大体总结了井筒表土段内外井壁无夹层注浆施工的一般方法，包括井筒表土施工、井壁无夹层注浆施工、以及将其组合进行施工的优势。

本文阐述了施工现场的实施方式，并从特殊工况和施工对比阐明了注浆施工的优越性，为使用该施工方法的工程提供参考和指导意见。

关键词: 井筒表土; 无夹层注浆; 施工方法; 优越性正文:井筒表土段内外井壁无夹层注浆施工，是一种新型的智能施工方法，它可以针对复杂地质结构中存在的夹层及不可预测地压等复杂状况，实现对井筒表土内外井壁的统一施工。

在此种施工方法中，井筒表土施工是重要的组成部分，应根据钻孔断面的特征，采取适当的取心方法，保证施工质量，避免表土层的损坏。

井壁无夹层注浆施工则是重点部分，应采用合理的施工方案，并结合实际情况制定特殊的施工要求，及时根据钻孔状况适当调整。

将井筒表土施工和井壁无夹层注浆施工组合起来，可以充分发挥单独施工的优势，增强岩溶体、固结剂和水泥等材料的作用，有效改善井筒结构，提高井壁的稳定性，以及降低施工难度和施工成本。

本文针对实际工程情况，从施工方法、特殊工况、施工对比等方面，进行了井筒表土段内外井壁无夹层注浆施工的总结和评价，为使用该施工方法的施工工程提供参考和指导意见。

施工中，应综合考虑地质、工程及施工设备的特殊工况，根据实际情况采取适当的控制措施，提高施工效率和质量。

例如，在应对地层拉张的工况时，可以采取加固措施，采用聚合物凝胶的特殊施工方法。

此外，为了防止因注浆过程中产生的隆起，可以在浆层间植入夹层或在基层上施加表面减水剂。

在施工对比方面，井筒表土段内外井壁无夹层注浆施工方法优于传统的单一施工方法，尤其是在处理复杂状况时，更显优势。

与传统的施工方法相比，无夹层注浆施工的优点是能够有效减少施工时间，从而提高施工效率，并且可以有效节约施工成本。

此外，注浆材料能改善井筒壁结构，使井壁更加坚固，从而达到延长井架使用寿命的目的。

浅谈冻结法与钻井法凿井

浅谈冻结法与钻井法凿井论文导读：冻结法与钻井法凿井介绍立井井筒工程是矿井建设的关键工程。

在不稳定表土层中施工立井井筒，用普通的施工方法是不可以通过其表土层的，必须采用特殊的施工方法，如冻结法、钻井法、沉井法、注浆法、和帷幕法等。

我国目前主要以冻结法和钻井法为主。

2主要施工设备工作原理分析2.1冻结法人工制冷设备冻结法凿井分为钻冻结孔、形成冻结壁和井筒掘砌三大工序。

关键词：立井井筒，冻结法，钻井法，制冷设备，钻进设备1.冻结法与钻井法凿井介绍立井井筒工程是矿井建设的关键工程。

我国立井井筒的主要特点是井筒深度大、断面积大、表土层厚、水文地质条件复杂，导致其施工难度大、施工技术复杂、施工周期长。

立井井筒表土段施工方法是由表土层的地质及水文条件决定的。

立井井筒穿过的表土层，按其掘砌施工的难易程度分为稳定表土层和不稳定表土层。

在不稳定表土层中施工立井井筒，用普通的施工方法是不可以通过其表土层的，必须采用特殊的施工方法，如冻结法、钻井法、沉井法、注浆法、和帷幕法等。

我国目前主要以冻结法和钻井法为主。

冻结法凿井就是在井筒掘进之前，在井筒周围钻冻结孔，用人工制冷的方法将井筒周围的不稳定表土层和风化岩层冻结成一个封闭的冻结圈。

以防止水或流砂涌入井筒抵抗地压，然后在冻结圈的保护下掘砌井筒。

待掘砌到预计的深度后，停止冻结，进行拔管和充填工作。

钻井法是用钻头刀具破碎岩石，用洗井液进行洗井排渣和护壁，直到将井筒钻到设计直径和深度后，进行支护的机械化凿井方法。

2主要施工设备工作原理分析2.1冻结法人工制冷设备冻结法凿井分为钻冻结孔、形成冻结壁和井筒掘砌三大工序。

首先在未开凿的井筒周围打一定数量的冻结孔，其深度穿过不稳定岩层进入稳定岩层，在孔内安装冻结器。

形成冻结壁是冻结法凿井的中心环节，是岩层冷冻的结果。

人工制冷是通过冻结站的氨循环系统、盐水循环系统、和冷却水循环系统来实现的。

通常使用氨作为制冷剂。

利用氨由液态变为气态吸热的原理达到制冷。

立井井筒表土段加固开挖施工技术研究【最新】

立井井筒表土段加固开挖施工技术研究随着我国煤矿开采范围的增大，部分立井井筒因受人为因素或自然地形因素影响，需在深厚、复杂的不稳定回填土层上进行施工。

那么立井井筒表土段开挖支护及防井壁下沉施工技术的选择，将决定能否安全、优质、快速的通过不稳定表土层(回填土层)。

立井井筒表土段施工方法根据表土的性质及其所采用的施工措施分为普通施工法和特殊施工法两大类。

普通施工法包括井圈背板施工法、吊挂井壁施工法、板桩施工法等;特殊施工法包括冻结法、帷幕法、沉井法、注浆法及钻井法等。

采用冻结法、帷幕法、沉井法等特殊施工法能够有效安全地通过不稳定回填土层，但因其施工周期长、建设投资大、施工工艺复杂等缺点，难以满足市场竞争带来的工期和成本等压力。

而采用吊挂井壁法、板桩法等普通施工法通过不稳定回填土层，不仅可解决立井井筒施工的诸多不利因素，而且还具有较好的经济效益和社会效益。

本文针对兴无矿下组煤进风立井井筒表土段地质情况，结合目前常用的表土段施工法，研究采用“吊挂井壁+井圈+钢板桩加固”综合施工法，短段掘砌单行作业，以保证表土段安全、快速施工。

1工程概况兴无矿下组煤进风立井井筒设计深度为293#1049008;7m，井筒永久锁口标高+912#1049008;7m，井底水窝底板标高+619m。

其中，井颈段58#1049008;65m，井身段224#1049008;2m，1号壁座1#1049008;85m，2号壁座1m，井底连接处8m。

井筒净直径6m，单层井壁，0~60#1049008;5m表土及基岩风化带采用钢筋混凝土单层井壁，井壁厚度为800mm，混凝土强度为C40;基岩段采用素混凝土井壁结构，井壁厚度400mm，混凝土强度为C30。

进风立井井筒担负矿井下组煤进风任务，兼做安全出口。

根据野外钻探揭露的地层和堆积物沉积韵律特征，结合室内土工试验结果及区域地质资料综合分析，立井场地地基土自上而下岩性依次为:素填土、粉质黏土、全风化泥岩、强风化砂岩、中风化砂岩、中风化泥岩。

井巷工程立井施工方法(3篇)

第1篇一、引言井巷工程是矿山、隧道、地下工程等领域的重要施工内容，其中立井施工是井巷工程的重要组成部分。

立井施工是指从地面垂直向下挖掘，形成竖直的井筒，以满足矿井、隧道等地下工程的需要。

立井施工方法的选择直接影响到工程的安全、质量和进度。

本文将详细介绍立井施工的方法，包括井筒掘进、支护、提升、通风等环节。

二、井筒掘进1. 掘进方式立井掘进主要有以下几种方式：（1）钻眼爆破法：钻眼爆破法是最常用的立井掘进方法，适用于大部分岩石地层。

该方法通过钻孔、装药、爆破、出渣等工序完成掘进。

（2）钻进法：钻进法适用于基岩坚硬、稳定性好的地层，通过钻机直接钻进形成井筒。

（3）开挖掘进法：开挖掘进法适用于软岩、煤层等松散地层，通过挖掘机、铲斗等机械设备完成掘进。

2. 掘进工艺（1）钻眼爆破法：钻眼爆破法包括钻孔、装药、爆破、出渣等工序。

钻孔采用钻机进行，装药时需注意安全，爆破后及时清理出渣。

（2）钻进法：钻进法包括钻孔、支护、提升等工序。

钻孔采用钻机进行，支护根据地层情况选择合适的支护方式，提升采用提升设备将钻头、钻杆等物料运至地面。

（3）开挖掘进法：开挖掘进法包括挖掘、支护、提升等工序。

挖掘采用挖掘机、铲斗等机械设备进行，支护根据地层情况选择合适的支护方式，提升采用提升设备将物料运至地面。

三、支护1. 支护类型立井支护主要有以下几种类型：（1）锚杆支护：锚杆支护适用于岩体稳定性较好的地层，通过锚杆与岩体相互作用，提高岩体的整体稳定性。

（2）喷混凝土支护：喷混凝土支护适用于软岩、松散地层，通过喷射混凝土形成支护层，提高岩体的稳定性。

（3）钢支架支护：钢支架支护适用于基岩坚硬、稳定性好的地层，通过设置钢支架对井筒进行支护。

2. 支护工艺（1）锚杆支护：锚杆支护包括锚杆钻孔、锚杆安装、锚杆注浆等工序。

钻孔采用钻机进行，锚杆安装时需注意锚杆的长度、角度等参数。

（2）喷混凝土支护：喷混凝土支护包括喷混凝土、锚杆支护等工序。

立井井筒表土施工

第五章立井井筒表土施工立井井筒工程是矿井建设的关键工程。

我国立井井筒的特点：井筒深度大、断面积大、表土层厚、水文地质条件复杂。

因此，导致施工难度大，施工技术复杂、施工工期长。

虽然井筒工程量只占矿井建设工程量的5％左右，而施工工期却往往占建井总工期的40％～50％，而且凿井工程的总体布署，对后续工程会有很大影响。

因此，提高立井施工机械化装备水平，采用先进的施工技术，做好井内涌水的综合治理，是加快凿井速度，缩短凿井工期，提高工程质量和工效的有效措施，也是加快矿井建设速度和缩短建井总工期的关键。

立井井筒一般要穿过表土与基岩两个部分，其施工技术由于围岩条件不同各有特点。

表土施工方案选择主要考虑工程的安全，而基岩施工主要考虑施工速度。

由于表土松软，稳定性较差，经常含水，并直接承受井口结构物的荷载。

所以，表土施工比较复杂，往往成为立井施工的关键工程。

近几年来，我国立井施工技术和机械化装备水平有了很大的提高。

其中表土施工技术和施工水平也在不断进步。

但在施工中仍然存在一些薄弱环节，尤其是深厚表土层中立井井筒的施工方法比较单一，施工技术还存在一些问题，制约着立井井筒的整体质量，因此必须认真总结经验，勇于创新，不断推进深厚表土层立井井筒的施工技术。

在立井井筒施工中，覆盖于基岩之上的第四纪冲积层和岩石风化带统称为表土层。

由于表土层土质松软、稳定性差、变化大，且一般均有涌水；又因接近地表，直接承受井口构筑物的荷载，因此，对立井井筒施工方案的选择影响比较大。

表土通常是以土为骨架（主要是矿物和一些有机体），并和水、空气组成三相体，由于各个煤田的地质和水文条件的不同，土的结构性质（矿物成分和颗粒大小）、含水量、水压和渗透性，以及土层厚度和赋存关系等各项性能指标变化很大，反映在工程上的稳定性及施工时的难易程度差别也大。

其中对土层稳定性起决定作用的是土质结构性质和含水情况，而水对土的稳定性影响是很大的，如井内涌水处理不当，不但影响施工速度和质量，往往造成井筒片帮、壁后空洞、地面塌陷，以至直接关系到施工的成败。

立井井筒的快速施工技术浅析

立井井筒的快速施工技术浅析1. 立井井筒的分类立井是从矿井到达地面的主要进出口，是提高煤炭运输、升降人员，材料，设备，以及通风和排水工程的咽喉。

立井井筒按照用途大致可以分为以下几种：（1）主井专门用于提升煤炭的井筒为主井。

在大、中型矿山中，提升煤炭的容器为箕斗，因此主井也被称为箕斗井。

图1—主井（箕斗井）断面图（2）副井用于升降人员，材料，设备和提升煤矸石的井筒叫副井。

副井的提升容器为罐笼，所以副井又叫做罐笼井。

（3）通风井专门用于通风的井称为通风井。

除了用做通风外，还可以作为矿井的安全出口。

2. 立井井筒装备竖井井筒装备是指安设在井筒内的空间结构物，主要包括罐道、罐梁（和托架）、梯子间、管路电缆、防过卷装置以及井口和井底金属支撑结构等。

罐道和罐梁是井筒装备的主要组成部分，保证容器增加设施的安全运行。

井筒装备根据不同结构的可以分为刚性装备（刚性罐道）和柔性装备（钢丝绳罐道）。

2.1罐道罐道是促进容器在井筒内操作的导向装置，具有一定的强度和刚度，以减少容器的横向振动。

有木质罐道、钢轨罐道、型钢组合罐道、整体轧制罐道、复合材料罐道和钢丝绳罐道等，钢丝绳罐道是一个灵活的罐道，与其他刚性导相比，不用罐梁，通风阻力小，安装方便，减少材料消耗，提高运行稳定，因此被广泛应用。

2.2罐梁竖井装备采用刚性罐道时，在井筒内需安设罐梁以固定罐道。

罐梁沿井筒全深每隔一定距离布置一层，一般都采用金属材料，如工字钢、型钢等。

罐梁与井壁的固定方式有梁端埋入井壁和树脂锚杆固定两种，前者需要在井壁上预留或现凿梁窝；后者可以用树脂锚杆将梁支座直接固定在井壁上。

2.3其他隔间当竖井作为矿山安全出口时，井筒内必须设置梯子间，梯子间两平台之间的垂直距离不得大于8m，梯子斜度不得大于80°。

梯子间除作为安全出口外，还可利用它进行井筒检修和卡罐事故处理。

管路间和电缆间安设有排水管、压风管、供水管和各种电缆。

为了安装和检修方便，管路间和电缆间一般布置在靠近梯子间的一侧。

2.1 冻结法施工井筒(表土)

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7
冻结方案
一般采用单圈管冻结方案，即只在井筒周围布置一圈冻
结管
➢ 当表土厚，要求冻结壁厚、平均温度低时可采用双圈
管冻结，即在井筒周围布置两圈冻结管
➢ 为加速上部冻结，尽早开挖，可采用上粗下细异径管
冻结，上部冻结管吸热面积大，冻结快，下部管吸热面
积小，冻结慢。
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长短管（差异）冻结方案
长短管冻结，又称“差异冻结”——指冻结管的深度不同，长短管交错布置于一圈上，一次冻结形成冻结壁的冻结方式。
此方案主要用于同时冻结冲积层和含水基岩的情况。长管超出短管深度的部分主要任务是冻结基岩、封堵地下水，而上部分则与短管共同形成承受水土压力的冻结壁。
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分段（分期）冻结方案
当冻结深度较大，且水文、工程地质条件比较适宜时，可将整个冻结深度自上而下分为数段，分段冻结形成冻结壁。这一方案的冻结管布置方式与一次冻全深相同，只是采用不同结构的冻结器来实现分段冻结的目的。
2 立井表土冻结法施工
概述： 120年，含水、软弱、不稳定地层矿山立井建设的成熟技术
国外：
最大冻深(m)
1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
930 915 860
638 634
620
650
550 531
英国美国波兰比利时加拿大前苏联法国德国中国
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19
盐水体积
V=V1+V2+V3 V1－盐水干管、配、集液圈总容积 V2－冻结管总容积 V3－盐水箱总容积
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20
固体氯化钙用量
G＝ρV a /b ρ－盐水密度 V－盐水体积 a －单位质量盐水中氯化钙的含量 b －固体氯化钙的纯度，

井筒表土层软泥段特殊施工工艺

关键词］竖井井筒；表土层软泥段；短段掘砌；“锚网喷+井圈+背板”联合支护1工程概况马家沟进风立井井筒设计净直径为6.8m，荒径7.8m，壁厚500mm，素混凝土、钢筋混凝土结构。

进风立井井口标高在+1249.6m，井底标高在+992.935m，井筒净深度在256.665m，井底铺底厚度在0.5m。

目前井筒已施工至垂深3.4m，锁口盘已施工完成且座落在破除后的灌浆柱上。

根据井检孔资料及回风立井实际揭露地质情况显示，预计井筒垂深在6.5~14m为表土软泥段，该段为河沟淤泥沉积段，含水量增大。

为保证井筒过软泥段的施工安全和施工质量，特编制专项安全技术措施。

进风井表土段井检孔地质资料如表1所示。

2施工方案在表土软泥段施工过程中，充分利用12根灌注桩（深度在18~20m、桩径0.8m、圈径9m）作为临时围护和支撑，结合井壁防坠、防片帮措施顺利穿过软泥段。

在过软泥段施工期间，井筒掘进采用短掘短支，掘砌段高不超过2.2m［1-2］。

采取“锚网喷+井圈+背板”支护形式，防止施工过程井帮抽帮、片帮［3-4］。

井圈架设排距为1000mm，第1道井圈需采用钢丝绳或钢筋挂钩等方式固定在上部井壁钢筋上，其余井圈采用Z型钢筋挂钩连接固定，并使用规格准20mm×1500mm钢筋锚杆固定在12根灌注桩上。

作为防井壁下沉的双保险措施，每道井圈架、背板安设完成后进行喷浆支护，确保安全顺利通过不良地层。

过软泥段井帮支护布置如图1所示。

3施工方法3.1掘进方式开挖时采用分区分段开挖、分区分段回填的原则。

每挖掘段高1.5m，回填干燥黄土0.5m，在整个段高挖掘回填后，工作面再铺设规格为3m×2m的木板，进行架圈背板临时支护。

3.2支护参考（1）井帮锚网喷支护参数：支护材料采用规格为准20mm×1500mm树脂锚杆，网片采用准6.5mm钢筋制作成规格2000mm×1000mm金属网，网格为100mm×100mm；喷浆厚度为50mm，喷射混凝土强度为C20。

冻结法施工井筒(表土)

Ed aH
a 井筒掘进半径 H－－井筒计算处的深度
、－－经验系数，＝0.04，＝0.61
工程实例简介
冻结法早就成功用于含水、不稳定表土层中立井井筒的开凿，这一领域的工程实例很多。 1. 中国淮南潘谢矿区
淮南潘谢矿区于1973年开发，至1989年共施工井筒19个，其中16个采用冻结法，设计采用Domke公式计算冻结壁厚度，冻土强度安全系数2.0~3.0,各井筒均采用双层钢筋混凝土井壁，井壁厚度在900~1700mm之间
盐水体积
V=V1+V2+V3 V1－盐水干管、配、集液圈总容积 V2－冻结管总容积 V3－盐水箱总容积
固体氯化钙用量
G＝ρV a /b ρ－盐水密度 V－盐水体积 a －单位质量盐水中氯化钙的含量 b －固体氯化钙的纯度，
无水氯化钙b＝0.96 晶体氯化钙b＝0.70
主副井均采用冻结施工先冻结主井，后冻结副井－－顺序冻结冻结站实际制冷能力＝主井维护冻结＋副井积极冻结
施工过程
冻结法凿井主要工艺过程包括： —— 冷冻站安装 —— 钻孔施工 —— 井筒冻结 —— 井筒掘砌
等四项主要内容三大关键技术：冻结壁、井壁、冻结孔钻进
冻结方案针对不同水文、地质和工程条件，采用不同冻结方案，以达到最佳经济效益。实际工程常用冻结方案有：一次冻全深所有冻结孔的深度与最大冻结深度一致，并且全深一次冻结形成冻结壁的冻结方式。包括单圈管、双圈管和异径管。
----《煤矿安全规程》
冻结孔的布置
圈径：D0=Dj+2(ηEd+eH)
式中D0 ——冻结孔单圈布置的圈径，m Dj ——冻结井筒掘进直径，m Ed ——冻结壁厚度，m η ——冻结壁内侧扩展系数，0.55—0.6 e ——冻结孔允许偏斜率，3‰ H ——冻结深度，m

一建-矿业工程管理与实务-精-6-1

一级建造师矿业工程管理与实务
精讲班
1G416010 矿山开拓与设计
（二）矿井施工的通风方式 1、压入式通风
2、抽出式通风
3、混合式通风
1G416010 矿山开拓与设计
1、压入式通风压入式通风是局部风机把新鲜空气用风筒压
入工作面，污浊空气沿井巷流出。在通风过程中
炮烟逐渐随风流排出。局部扇风机必须安设在有新鲜风流中，距掘进巷道回风口不小于10m，以免产生循环风流。风筒口距工作面的距离一般以不大于10m为宜。
答案：BCD（根据对顶板和围岩地压管理方法不同，采
矿方法分空场采矿法、充填采矿法、崩落采矿法。）
1G416020 立井井筒表土施工
此部分为第四版新增章节，最大变化是将原来第四节特殊凿井法纳入本节，其次新
增了立井表土施工方法的内容，尤其是表土
提升工作内容为全新。需忘记第三版，重新理顺。
1G416020 立井井筒表土施工
1G416010 矿山开拓与设计
2、充填采矿法：用废石、尾砂等充填材料充填采空区，由充填体支撑围岩。
3、崩落采矿法：是随着回采工作面的推进，崩落
围岩，利用崩落的围岩管理和控制地压。采用崩落采矿法前提是覆岩容易破坏和地表允许塌陷。
1G416010 矿山开拓与设计
二、矿井设计（一）矿山设计工作的阶段划分
1G416010 矿山开拓与设计
7、矿井供电和供配电系统、通讯及运输调度，矿井的安全和生产监控与计算机管理系统；
8、地面建筑设计所需的数据资料；
9、全矿给排水、暖通和供热，消防系统； 10、矿井环保标准和环境保护的设计依据与要求； 11、工业卫生设施与绿化规划； 12、井巷工程量、施工顺序、进度指标和工期；

井筒表土特殊施工法

井筒表土特殊施工法
井筒表土特殊施工法是一种在建筑工程中常用的施工方法，它是指在井筒的周围进行表土处理的一种特殊施工方法。

井筒是指在建筑工程中为了进行地下施工或者地下设施建设而挖掘的竖井，它通常是一个圆柱形的结构，用于取得地下水位或者进行排水、通风等作用。

井筒表土特殊施工法的目的是为了保证井筒的稳定性和安全性，同时也可以保护周围的建筑物和地下管线等设施。

这种施工方法通常采用以下步骤：
1. 清理井筒周围的表土，使其表面平整。

2. 在井筒周围设置支撑结构，例如钢梁、钢板等，以保证井筒的稳定性。

3. 在支撑结构的上方设置防护层，例如防水膜、防渗板等，以防止地下水渗入井筒。

4. 在防护层的上方填充适当的填充材料，例如砂土、碎石等，以增加井筒周围的支撑力和稳定性。

5. 最后再进行表土处理，例如铺设草皮、种植植物等，以美化周围环境。

井筒表土特殊施工法的优点是可以保证井筒的稳定性和安全性，同时也可以美化周围环境，提高建筑物的美观性。

但是在实施过程中也存在一些问题，例如施工难度较大、成本较高等。

因此，在选择施工方法时需要根据具体情况进行综合考虑，选择最适合的施工方法。

竖井施工

板桩材料可采用木材和金属材料两种。木板桩用于厚度为3～6m的不稳定表土层。金属板桩可根据打桩设备的能力条件，适用于厚度8～10m厚的不稳定土层，与其它方法相结合，应用深度更大。
㈢提升方式
1．汽车起重机。适用于井筒深度尚未超过30m的情况下，只能采用很小的吊桶，运行速度很慢。
2．三角架。它是一种用于井筒深度未超过20m的情况下，效率低，设备简单，使用方便。
(3)冻结段井筒掘砌
采用冻结法施工，井筒的开挖时间要选择适时，即当冻结壁已形成而又尚末冻至井筒范围以内时最为理想，此时，既有利于掘进又不会造成涌水冒砂事故。但是，在冻结井筒掘进过程中很准保证处于理想状态，往往整个井筒被冻实，对于这种坚硬的冻土也耍采用钻眼爆破法进行掘进，有条件时也可采用冻土掘进机掘进。
为了形成冻结圈，首先要在井筒周围钻一定数量的冻结孔，以便在孔内安装带底锥的冻结管和底部开口的供液管。
冻结孔一般等距离地布置在与井筒同心的圆周上，冻结孔间距一般为0.9～ 1.3m，孔径为200～250㎜，孔深应比冻结深度大5～10m。
2)冻结 (1)制冷过程整个制冷过程包括三个循环系统，即氨循系统、盐水循环系统和冷却水循环系统。
①利用简易设备施工；
②直接利用凿井井架施工；
③先利用简易设备后利用凿井井架等方法。
二、井筒表土特殊施工法
1．冻结法
冻结法凿井就是在井筒掘进之前，在井筒周围钻冻结孔，用人工制冷的方法将井筒周围的不稳定表土层冻结成一个封闭坚固的冻结圈，防止水或流砂涌入井筒，然后在冻结圈的保护下进行掘砌工作。待井筒掘砌到预计深度后，进行拔冻结管和充填，最后解冻。
根据表土的性质及其所采用的施工设施，井筒表土施工