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青东矿风井井筒施工技术探讨
摘 要:介绍了青东矿风井井筒的施工概况和地层条件,探讨了冻结井井筒外壁掘砌过膨胀粘土段的施工 方法 和对策,使井筒施工安全顺利的进行,保证了井筒的质量。
关键词:井筒;膨胀粘土;施工技术
  
  1 概述
  
  2007年6月13日,青东矿风井井筒冻结段已掘砌至垂深126.25。根据青东煤矿风井综合柱状图,在132.39 -147.55 和190.2 -211.9 粘土层的厚度分别为15.16 和21.70 。根据柱状图描述情况,其较为致密,块状、塑性大、抗压、剪度低、冻胀量大,尤其是钙质粘土更为突出。为确保井筒安全、优质施工,需采取特殊技术进行施工。
  
  2 膨胀粘土层物理特性
  
  通过对国内井筒过膨胀粘土层的调查、 分析 ,根据膨胀粘土层的物理特性和赋存情况,对青东矿风井井筒过膨胀粘土层这一 问题 ,组织了专家会议研讨,探讨对策。
  国内有不少井筒固过膨胀粘土层所采取的对策不合适,致使井筒在该段出现不同程度的破坏,其主要表现为:井筒出现“V” 字型、一字型、波浪型、垂直型、斜线型、“X”交错型开裂,膨胀粘土挤出裂缝外流,使井壁开裂,井筒有效断面减小,并 影响 井壁的质量和安全施工,分析其原因,都是膨胀粘土的物理特性所致。
  青东矿井表土段采用的冻结技术施工,井壁温度为-8℃,温度低,粘土在低温下冻胀力大。
  粘土的膨胀性主要表现在:遇水膨胀和受压塑性变形大。
  在累深132.39 ~147.55 和190.2 ~211.9 ,该段地层为粘土层,其较为致密,块状、塑性大、剪度低、冻胀量大,尤其是钙质粘土更为突出。
  
  3 过膨胀粘土层的支护机理
  
  由于粘土层的物理性质为遇水膨胀、受冻膨胀、暴露时间愈长膨胀体积愈大、质密、块状、较硬、剪度低,从其物理性质及其影响因素入手解决问题。减少井壁水量、升高井壁温度、缩短井壁暴露时间、快速施工、开挖卸压槽、增强钢筋混凝土强度等方式解决过粘土层的井壁支护问题。
  
  4 过膨胀粘土段施工技术
  
  通过对粘土层物理特性的分析,对青东矿井风井过粘土层所采取的技术如下:
  (1)施工中采用“先让后抗、抗让结合”的原则,快速通过粘土层。
  让:在掘进周边荒径中,开切竖向卸压槽,规格:宽150,深200,长度为一模段高,间距2。其内充填芦苇笆, 当粘土膨胀时,其膨胀土流入槽内空间,体现出“卸压”的效果。
  抗:提高混凝土的强度,原设计该混凝土强度为40,改为50;提高钢筋布置的密度,原设计钢筋间排距为宽250×250,改为150×150;在混凝土初凝时间上,添加早强剂,使混凝土的凝固时间提前,体现出“抗”的原则,使粘土出现膨胀时,能抗住膨胀压力。
  (2)减少井壁暴露时间。
  ①在掘进方式上组织足够人力、物力、机械强行快速台阶式掘进。先挖超前小井,使井筒中心超前小井低于工作面1以上,防止井筒空气与井帮温差,融化井壁冰霜的淋水浸泡粘土。然后进行刷帮,释放部分压力。
  ②在掘进上组织足够的人力、机械强行挖掘,快速掘进,缩短大循环时间。
  ③在支护上采用短段掘进,使用2.2的小模板浇注,使掘进与井壁浇注的循环时间缩短,使冻结壁暴露时间控制在18小时以内。
  (3)调节冻结方式,加强井筒外排冻结孔的流量,减少内排孔冻结的流量,使总冻结流量不变,使井帮冻结温度有所下降,减少粘土层的冻胀力,且不降低总冻结壁的厚度。
  (4)加强已暴露井壁位移量的观测,掌握粘土层膨胀速度。
  (5)在厚粘土层或膨胀粘土层中施工时,当井帮位移过快或膨胀量大时,在砼井壁与井帮之间铺设25厚聚苯乙烯泡沫塑料板,以缓解粘土层膨胀空间和减少低温对混凝土强度的影响。
  (6)提高钢筋混凝土的强度。①提高钢笔筋的配筋量,原设计钢筋间排距为250×250,改为150×150;②提高混凝土的标号,原设计该混凝土强度等级为40,改为50;③添加高效复合早强剂,提高砼的早期强度,使砼的强度24小时内达到设计值的50%以上,72小时内达到设计值的80%以上。

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青东矿风井井筒施工技术探讨

摘 要:介绍了青东矿风井井筒的施工概况和地层条件,探讨了冻结井井筒外壁掘砌过膨胀粘土段的施工 方法 和对策,使井筒施工安全顺利的进行,保证了井筒的质量。 关键词:井筒;膨胀粘土;施工技术 1 概述 2007年6月13日,青东矿风井井筒冻结段已掘砌至
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