爆破开槽技术在井筒修复中的应用范文

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摘要:井筒表土段混凝土井壁发生的变形、破坏，不仅会造成井筒使用过程中的重大安全隐患，还会影响煤矿开采的效率与质量。为此，必须采用有效措施进行井壁修复，其中钢筋混凝土井壁破壁开槽是井筒修复的难点，同时也是影响井壁修复质量的关键环节。通过对钢筋混凝土井壁控制爆破开槽技术进行研究，总结出一套安全、高效的破壁开槽技术。

关键词:井筒修复;爆破;开槽技术;井壁

1工程概述

城郊煤矿东风井井筒设计深度494m，净直径5m，受地下水位下降等不良因素影响，分别在井筒表土段－199．5m和－343．5m处井壁出现不同程度的破损现象。主要表现为井壁局部突水和溃沙，对矿井安全生产造成重大安全隐患。

2井壁控制爆破开槽技术的施工工艺

成立的专家小组在针对突水原因和过程进行分析之后，又进入现场进行了实地勘察，最终确定井筒修复的技术方法。首先在井筒破损部位植入钢筋，之后分别在－287m和－343．5m处安装可压缩层，在可压缩层的上下15m处进行注浆作业。在新安装的可压缩层位置进行破壁开槽施工，之后进行第二道可压缩层的安装，最后采用混凝土进行浇注作业，从而达到修复井筒的目的。

2．1破壁开槽施工

2．1．1开槽高度和位置的确定

在井壁破损处安装可压缩层装置后，还需要采取破壁开槽施工，而开槽高度的确认，则要考虑到施工人员的作业空间需求以及可压缩装置的高度，还要考虑施工过程中可压缩层装置的起吊空间。本次施工，开槽高度确认为1．6m。对于井壁开槽位置的确定，需要根据井壁破损位置、井筒表土层段以及井内管道梁位置进行调整。一般设置在管道梁位置10m范围内。鉴于在井筒破损位置已经安装了可压缩装置，开槽位置确认时，需要在可压缩装置的基础上进行标高确认。

2．1．2开槽准备工作

井壁爆破过程产生的震动力较大，极易对上层活动的碎石产生影响，使其发生坠落。为此，在进行破壁开槽作业前，需要全面清理井筒上方的碎石，之后方可进行可压缩层的混凝土施工作业。在碎石清理完毕之后，打眼深度控制在650mm以内。此次爆破作业采用的起爆装置有型号为MY3×25+1×16的爆破专用电缆、爆破柜、起爆电源和炸药、雷管等。

2．1．3破壁开槽方法

在针对井筒破损问题进行全面分析后，确认采用分区爆破、竖向掏槽、控制剥层和人工镐配合扩刷的施工方案。首先对井筒爆破区域进行划分，沿竖直方向将其划分为边界爆破区和崩落区。在边界爆破区需要开槽的上下端设置2排炮孔，在崩落区沿竖直方向设置6排炮孔。井筒水平方向的崩落区划分为掏槽区和扩刷区。井筒－343．5m处的掏槽区宽1．5m，高1．2m，此区域水平方向设置8排炮孔，竖直方向设置6排炮孔，均使用正向装药方式，采取并线连接方式进行引爆。为了保证爆破规格与设计需求相符，扩刷区的引爆作业需沿水平方向每次引爆8排炮孔，之后引爆掏槽区左右2层的炮孔。在扩刷区竖直方向引爆6排炮孔，崩落区炮孔全部引爆完成后，对光爆区进行爆破作业。本次设置的2个光爆区均分成3次进行引爆，每次爆破周长控制在5m，即每次引爆2排炮孔。需要特别注意的是，排水管附近的炮孔要留到最后引爆。本次井壁爆破施工，崩落区炮孔间距200mm，光爆区炮孔间距150mm。在设置井筒－287m位置掏槽区时，鉴于此处井壁破损情况与－343．5m位置破损情况存在一定差异，将炮孔排数设置为横向和竖向各6排炮孔。引爆时，沿扩刷区水平方向起爆6排炮孔，沿竖直方向在掏槽区两侧分别起爆3排炮孔，遵循沿扩刷方向向掏槽区逐渐延伸的起爆原则。崩落区爆破完成后，光爆区也分成3次引爆，每次爆破周长控制在5m，即每次引爆2排炮孔。同样，需要考虑到排水管的安全问题，将排水管周围的炮孔放置到最后引爆。

2．2破壁开槽技术的作业要点

(1)井壁内存在竖向和横向钢筋，造成井壁爆破横向开槽困难，同时井壁横向开槽工程量大、爆破工序复杂。经现场试爆，决定采用竖向开槽、两侧爆破扩刷的方案。(2)井壁内的排水管路直径较大，在排水管路后的垂直井壁打孔存在一定困难。根据现场实际，在排水管路后井壁钻孔过程中，可以允许炮孔与井壁成一定角度;为防止眼孔超深或两侧眼孔打穿，钻孔过程中必须有技术人员在场指导钻孔，无技术人员指导的情况下禁止进行钻孔。(3)炮孔装药过程存在药包数量和雷管数量多的特点，串联起爆网络连接方式容易出现漏联的情况。根据现场实际情况，采用并联起爆网络可解决漏联现象，使爆破施工更加安全、快捷。(4)井壁内管路、电缆较多，爆破施工前必须对井壁内所有管路进行安全防护，未防护或防护不合格的位置禁止进行爆破作业。

3井壁控制爆破应用情况

(1)井壁控制爆破开槽效果较好，保证了安装工程顺利进行。(2)采用该控制爆破技术提高了效率，工期提前10天完成。(3)爆破开槽施工对井筒的内外壁及井筒内设施未产生任何损坏，保证了井筒的顺利运行。(4)城郊矿是4．0Mt/a的大型矿井，爆破开槽施工节省了矿井停产时间约1个月。该项施工技术在矿井正常生产的前提下对井壁进行修复，保证了井壁的整体性和抗压能力，为建设方节约了大量的资金，为公司赢得了良好的口碑。

参考文献:

［1］方文改，徐金鹏．加密预裂爆破技术在巷道贯通中的应用［J］．企业技术开发，2013，(16):60－62．

［2］陈迎军，等．中深孔爆破技术在小断面超深竖井中的应用［J］．爆破，2014，(3):76－79．

作者:王俊杰 孙亚东 王植阳 单位:河南国龙矿业建设有限公司