斜井施工工艺和方法的创新及探讨

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斜井施工工艺和方法的创新及探讨

宁玉民

（中煤第一建设有限公司经营管理部 河北邯郸 056022）



摘 要 本文介绍了不同条件下斜井的施工方法和施工中应注意解决的一些问题，通过斜井施工方法改进的比

较、效果分析和施工工艺创新的实践，为今后斜井施工技术创新提供了经验。

关键词 斜井施工 工艺方法 探 讨 中图号 TM51 文献标识码 B

1 工程概况

山西新元矿井位于晋中市寿阳县境内，毗邻石太铁路、太旧高速公路。矿井一期设计年生产能力3Mt，主采煤层为3#、9#、15#，煤层赋存平缓，倾角一般为3-6度。工业广场设主副斜井区和风井区，矿井采用斜井开拓方式，原煤运输主要采用胶带输送机，无轨胶轮车作为辅助运输方式。

主副斜井区位于寿阳构造堆积盆地，黄土丘陵地貌，沟谷密集呈“V”字型，气候干燥、昼夜温差大，白马河自西北向东南流经场区，从井筒上部通过。场区内自然地坪下约2m为静水位，表土段穿过三层含水流砂层，基岩段主要穿过红褐色泥岩、砂质泥岩、砂岩和泥岩，中粗砂岩含水。

设计主斜井长1274.48m，倾角16°，净宽4800mm，净高3800mm，净断面15.77m2，表土段长102m，混凝土与U型棚联合支护，铺底厚度350mm；基岩段为锚喷支护，支护厚度120mm，Φ20×2200mm树脂锚杆，间排距800mm×800mm，三花布置，铺底厚度150mm。

设计副斜井长1485.9m，倾角7°，净宽5000mm，净高3600mm，净断面16.32m2，表土段长164m，混凝土与U型棚联合支护，铺底厚度350mm；基岩段为锚喷支护，支护厚度120mm，Φ20×2200mm树脂锚杆，间排距800mm×800mm，三花布置，铺底厚度150mm。 2 施工方法及工艺 2.1 浅部表土段

两条斜井均采用明槽开挖，挖掘机挖土，自卸汽车排土，内外钢模板整体连续浇注混凝土。沿井筒中线两侧布设降水井，安装自动排水系统；井筒工作面设降水坑，用污水泵排水。



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2.2 明槽转暗洞段

2.2.1 主斜井选用导坑法施工，正台阶单腿扇型棚临时支护，短段挖掘后架设U型棚喷混凝土支护，每10—15m一段完成二次浇注混凝土支护，顺利得以通过；

2.2.2 副斜井因倾角小，表土段长，对流砂层的处理较为困难，下沉量大，采取小导管超前支护、管棚注浆等措施得以通过。 2.3 基岩段施工

2.3.1 主斜井采用多台7655型凿岩机钻眼，台阶法施工，PY—90型耙斗装岩机装矸，JK—2.5/11.5型提升机提升，6m3前卸式箕斗排矸。光面爆破，激光指向，ZP—5B型混凝土喷射机喷浆。设两套单钩提升系统，其中：主提升JK—2.5/11.5型提升机负责矸石排放；副提升XKT—2.5/20型提升机配一吨矿车串车运输，负责材料下放和人员上下井；排矸系统采用落地式矸石溜槽，ZL—50型装载机配8t自卸汽车地面排矸。

2.3.2 副斜井转入基岩段施工时也采用2JK-3/30主提和JK-2/20副提两套提升系统，YT26风钻配2.5m长中空六角钢钻眼，耙装机装矸，全断面爆破，6m3箕斗运矸，混凝土喷射机喷浆；改造后提升运输系统采用隧道工法施工，自制凿岩台车，YT26风钻配3.5m中空六角钢钻眼，激光指向，40F侧卸装岩机装岩，汽车运输并排矸，喷浆机喷浆与掘进平行交叉作业。 3 方法创新效果分析 3.1 斜井基岩段施工

在转入基岩段施工时，主、副斜井均采用两套提升系统，三掘一喷，正规循环作业，掘进与喷浆平行交叉作业，大耙装机装矸配大箕斗运输，出矸速度快。这样的施工方法与选用一套提升系统的施工方法相比，机械化程度大大提高，工效


也高，但受工作面涌水影响大。 3.2 副斜井系统改造前后的对比

3.2.1 经济评价

副斜井基岩段施工在系统改造前，采用2JK-3/30和JK-2/20型绞车提升，每月折旧大修费用为17975元，一台P-60B型耙装机的月折旧费为500元，提升钢丝绳、运输系统钢轨等周转材料摊销费为10408元/月，辅材和经修每月花费约1500元，翻矸架和箕斗的折旧摊销费为3000元，合计费用为33383元。

系统改造后，投入40F侧卸式装岩机一台24.5万元，解放牌汽车8辆42万元，按加速折旧计算，考虑施工条件影响，工期以10个月计算，每月的折旧摊销费为26607元，再加上汽车轮胎更换及装岩机维修费用5000元/月，改造后每月发生费用合计为31067元。改造后与改造前仅此一项每月就节省费用1776元。

此外，改造前提升和运输系统人员配备：两部绞车每天需用14人（维护2人，一台提升机每班2人），运输系统轨道维护3人，计每天需配备17人；而改造后，汽车司机每天仅用3人，加上轮休1人，汽车维修3人，计每天用7人。这样，改造后节约人工（17-7）×30（天）×10（月）=3000（个），节省费用约15万元。

系统改造后采用了深孔爆破，爆破后循环进尺加大，效率提高，火工品、钻杆和钻头的材料消耗量减少，测算材料费节省约15万元。

初步统计：改造后仅人工和材料费就节约近30万元，加上改造后进度加快了，工效提高了和辅助费用的相应减少等，经济效益明显。

3.2.2 两方案比较

表1 系统改造前后优缺点

改 造 前

改 造 后

1、工人的作业条件得以改善，更利于正规循环和掘喷平行交叉作业。 2、侧卸式装岩机装矸受工作面涌水影响小且装矸速度快。

汽车排矸，井筒内烟雾大

1、两套提升系统，适于正规循优环作业。 点 2、掘进喷浆平行

交叉作业，工作面利用率高。 迎头作业条件缺

差，受涌水影响点

大



4 施工方法探讨

4.1 倾角小于16度的斜井基岩段施工，工作



2

面装矸方式若将耙装机改用铲装机或侧卸式装岩机装矸，不仅可以提高装矸工作效率，而且还可减少耙装机扒矸后产生的岩石粉末对排水设备造成磨损快之影响，降低排水设备维修费用并延长其使用寿命。

4.2 倾角大于16度的斜井施工下喷浆料若专门敷设一趟溜灰管而不用串车，这样只增加了一趟溜灰管的费用，省去了绞车提升和串车的费用，还减少了部分人工费用。

4.3 上述方法的改进有待在实践中进一步探讨解决。

5 施工中需注意解决的几个问题

5.1 明槽开挖前，降水井提前降水能有效控制明槽部分涌水并降低水位，防止流砂或片帮的发生。

5.2 施工表土段的明槽部分，待井筒砌筑完成后，混凝土达到一定强度进行明槽回填时，一要注意选择回填土质，二要注意回填方法。采用粘土配生石灰分层夯填或压碾，能有效隔断表土含水层水向井筒内渗透，达到防止地面水渗透的效果。

5.3 明槽转暗硐段受力复杂且应力集中，处理不好很容易造成开天窗，如果先以单腿扇型棚作临时支护，短掘短砌，不仅缩短了顶帮土层的暴露时间，而且还能起到缓解顶部压力，减小沉降量的作用。

5.4 基岩段施工排水问题，应尽量减少排水环节。如果单层岩层涌水量不大，采取布设截水槽，槽内埋设导水管，将涌水汇集到水箱安放潜水泵定时排水，不仅减轻了工作面的排水压力，而且既节能又降耗，事半功倍。

5.5 斜井施工不同于立井，斜井工作面涌水易造成迎头积水，人员无法作业，直接会影响工程进度，而立井工作面面积大，工作面涌水对施工影响相对较小，所以斜井治水堵水显得尤为重要。目前，斜井施工处理工作面涌水，若岩层水文资料准确且涌水大，一般采取超前预注浆的方法；工作面涌水量较小时，强排通过后再进行后部注浆堵水，这样对进度影响较小。但无论预注浆堵水还是后部注浆堵水，都难以解决斜井底板水的问题。立井采取壁后注浆或工作面预注浆后形成“闭合圈”将涌水封至圈外，而斜井底板是敞开的，这一问题，有待在实践中进一步探索解决。

5.6 斜井基岩段施工采用汽车排矸时，井筒烟雾大，除加强通风外，还要加强井下工作人员自

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