井筒中部马头门施工法

　　摘　要　在已完成施工的埠村煤矿三井改扩建副立井筒中部-260m水平开凿马头门，施工困难较多。在分析原井筒施工工艺和设备条件的基础上，进行了施工方案的优化选择，选择了最佳施工方案。采用合理的施工工序，缩短了工期，保证了工程质量，施工顺利，取得了一定效益，对类似工程有一定的借鉴作用。

　　关键词　立井井筒　马头门　施工方案

1　工程概况

　　埠村煤矿三井改扩建工程系煤炭经营资金贷款项目，由淄博矿务局设计处设计，设计生产能力0.9Mt/a。其主副井分为两个独立工广区，相距4km。
　　副井井筒直径6.0m，井口标高+106m，井底水平标高-390m。该井筒装备有1t双层4车罐笼两个，球扁钢罐道，5趟φ377mm×13mm排水管，4根断面120mm²动力电缆，两根通讯信号电缆。
　　副井井筒由淄博矿务局工程公司施工，1989年10月开工，至1992年11月完成了井筒及-390m水平马头门两侧巷道各35m、等候室50m、水仓150m工程，并在等候室安装了两台200D65×9(680kW)、1台D450-60×9(1 050kW)水泵，于1993年5月完成了井筒装备和临时改绞，形成了临时提升、供电和排水系统，为全面展开二期工程奠定了基础。

2　设计修改

　　由于1993年贷款资金不到位，工程基本处于半停工状态。为缓解资金困难，加快矿井建设速度，本着优化设计、早出煤、以煤养基建的原则，经多方案比较和矿务局研究决定，暂停-390m水平施工，集中资金开采上组煤，1994年10月简易投产，故设计确定在井筒中部-260m水平开凿马头门及布置生产水平。
　　设计修改时现场施工条件为
　　(1)提升。XKT2-3×1.5B(320kW)绞车，Ⅳ型凿井井架，1t单层单车临时罐笼，钢丝绳罐道。
　　(2)供电。6kV电源通过井筒中两根永久动力电缆供至-390m临时变电所。
　　(3)排水。等候室内3台水泵、两趟φ377mm×13mm管路，排水能力288m³/h。井下涌水量为132m³/h。
　　(4)通风。28kW局扇通过井筒φ600mm铁风筒供风至-390m水平。
　　(5)压风。井筒内敷设1趟φ210mm×8mm压风管路。
　　(6)通讯及信号。已启用永久通讯和信号电缆。
　　各系统布置见图1。

图1　施工系统布置

1—φ600mm风筒；2—φ219mm×8mm压风管；3—罐笼；
4—通讯及信号电缆；5—罐道；6—动力电缆；
7—φ377mm×13mm排水管路；8—390m排水管

3　施工方案的优选

3.1　施工方案的提出
　　在-390m水平各生产和辅助系统刚刚形成后，再在-260m水平施工马头门，这给施工带来相当大的困难，有许多问题需要解决：①提升；②-390m水平排水系统是否保留；③供电；④通风、压风、供水、通讯信号系统的改造；⑤井筒管线的保护和马头门的施工安全。
　　根据修改设计，为解决上述问题，结合现场施工条件，提出如下方案供选择。
　　(1)提升(用a表示)。有3个方案：a1——使用双钩临时提升；a2——更换吊桶单钩提升；a3——使用单钩临时罐笼。
　　(2)供电(用b表示)。有两个方案：b1——从-390m水平临时变电所向-260m水平供电；b2——从地面分别向-260m和-290m水平供电。
　　(3)排水(用c表示)。有3个方案：c1——保留-390m水平排水系统；c2——恢复井筒施工时的-260m水平转水站，拆除-390m水平水泵，安装潜水泵通过-260m水平转水站排水；c3——拆除-390m水平排水系统并堵水，安装吊泵，施工-260m马头门。
　　(4)通风、压风。利用φ600mm风筒、φ377mm×13mm排水管、φ219mm×8mm压风管进行通风、压风。
　　(5)通讯和信号。利用永久或临时敷设的通讯和信号电缆。
　　(6)安全保护。在-260m水平安装工作盘和保护盘。

3.2　施工方案选优
　　从提出的方案可知，只要对提升(a)，供电(b)、排水(c)三大系统方案进行优化即可。用Di表示施工方案，对a,b,c进行组合，可得到18个方案，即Di=18。对18个方案进行分析，并结合工程实际，发现有8个方案可行，其主要特点对比见表1。从表1中5个方面对比，采用经验判断排队法，规定优者得2分，劣者得0分，一般者得1分，8个方案得分情况见表2。

表1　施工方案主要特点对比

图2　刷掘施工顺序示意