CN102071940B

CN102071940B - 煤矿井筒穿越多层采空区的施工方法

Info

Publication number: CN102071940B
Application number: CN 201010616848
Authority: CN
Inventors: 张有喜; 李兴; 郭海; 杨智文; 刘建高; 王爱国; 张学峰; 康福钧; 李燕飞; 庞有恒; 张春山; 关占海; 蔡海; 韩世泽; 朱云; 张德良; 王成; 冯月新; 马锦章
Original assignee: Datong Coal Mine Group Co Ltd
Current assignee: Datong Coal Mine Group Co Ltd
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2030-12-31
Also published as: CN102071940A

Abstract

本发明具体为一种煤矿井筒穿越多层采空区的施工方法，解决了目前井筒穿越采空区的施工方法仍处于空白的问题。采用如下步骤：1）、对采空区地面及井下进行探测；2）、对采空区岩层进行力学分析；3）、采空区充填范围及充填物力学性能的确定；4）、基岩掘进；5）、进行与井筒连接完整的相关硐室的施工；6）、进行采空区的充填和加固；本发明填补了井筒穿越采空区的施工方法的空白，在立井施工穿越采空区中使用壁后注浆充填加固技术，技术先进，经济合理；能够彻底封闭采空区，防止回风流进入采空区，造成采空区煤层自燃发火的倾向，从而保证井筒使用的安全可靠。

Description

煤矿井筒穿越多层采空区的施工方法

技术领域

本发明涉及煤矿的施工方法，具体为一种煤矿井筒穿越多层采空区的施工方法。

背景技术

双系煤田赋存有侏罗纪和石炭二叠纪煤系地层。近年来随着侏罗系煤层储量的日趋枯竭，为保证矿井的正常接替，已经建成开采石炭二叠系煤层的煤矿。

侏罗纪煤系含可采煤层多达15层，煤炭资源开采历史久远，使矿区内遍布着不同规模、不同形态的多层采空区。由于采用过的开采技术工艺多种多样，所形成的采空区空间规模及形态、岩层结构特征及移动破坏状态、水、有害气体及火区的赋存也各不相同。加上近几年小煤窑对煤炭资源的无序开采，造成部分采空区范围不详、资料不清。另外，受区内地形条件限制，可供布置石炭二叠纪煤层开采所需井筒的位置十分有限，井筒施工穿越采空区的现象实属难免。

矿井开拓延深穿越采空区时，存在的CO、CH4大量涌出，作业空间有害气体严重超限，采空积水量大不易及时排放以及采空范围大支护加固困难等现象。这些都会形成重大施工安全隐患，造成井筒施工工期延期，严重影响矿井建设按计划进行。

现有的井筒施工技术的发展大体可分为三个阶段：

第一阶段是使用普通施工机械。此阶段以单行作业为主，使用多台手持式凿岩机凿岩，抓岩机装岩，吊桶排矸，吊泵排水。

第二阶段是发展平行作业与混合作业。后来随着建井造价的降低，短掘短砌混合作业随之兴起，再加上锚喷支护技术在立井施工中的应用，短掘锚喷作业方式得到发展和推广。

第三阶段是发展立井机械化配套施工。采用伞钻打眼，深孔光面爆破技术，0.4～0.6 抓岩机装矸，大绞车和3 m³吊桶提矸，坐钩式吊桶自动翻矸，高扬程吊泵排水，MJY型整体下移式金属刃脚模板。

目前对于井筒穿越采空区的施工方面研究基本还是空白。

发明内容

本发明为了解决目前井筒穿越采空区的施工方法仍处于空白的问题，提供了一种煤矿井筒穿越多层采空区的施工方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：煤矿井筒穿越多层采空区的施工方法，采用如下步骤：1）、对采空区地面及井下进行探测；2）、对采空区岩层进行力学分析；3）、采空区充填范围及充填物力学性能的确定；4）、基岩掘进；5）、进行与井筒连接完整的相关硐室的施工；6）、进行采空区的充填和加固；

基岩掘进，采用如下步骤：1）、采用伞钻、钎杆及十字形钎头钻眼，直眼分段挤压式掏槽；2）、工作面打眼后清理，接着装药联线放炮；3）、抓岩排矸；4）、钢筋帮扎；5）、砌壁；

进行采空区的充填和加固，采用如下步骤：1）、打设木点柱进行临时支护，接着以回风立井井筒为中心，均布划分若干区段进行施工；2）、利用打好的木点柱为依托，用阻燃性风筒做临时性区段风墙；3）、由井筒开始逐步向外清理区段通道至见到煤层底板；4）、通道打“井”字型砼背板垛子；5）、砼垛打顶、帮锚杆、锚杆由井筒向外逐渐打，打一根注一根，上一块托板；6）、在立井壁外做砂浆片石密闭墙且在区段充填砼围墙。

对采空区地面进行探测，采用如下步骤：1）、将CYT-Ⅵ型大地电场岩性探测仪放在已知钻孔旁；2）、设计7条测线，线距30m，每条测线布置测点7～11个不等，测点间距30m，各测点测深300m，其中7个测点为500m，步长选择0.5m；3）、进行不同岩性的探测、不同岩性CYT曲线形态的稳定性探测及曲线效果对目的层的直译程度探测；4）、将已知孔的数据输入计算中心，经处理后绘制成CYT曲线图，根据钻孔的岩芯柱状，建立CYT曲线形态与岩性的对应关系，并最终建立CYT曲线的解译模型。

对采空区岩层进行力学分析，实体煤中0-15m的范围以及采空区中0-25m的范围水平位移及剪应力值大，为采空区影响最为剧烈的范围。

采空区充填范围及充填物力学性能为，井筒布置在采空区边界效应明显区；井筒穿越采空区的充填范围为15～25m；采空区充填物的弹性模量为15000MPa。

本发明填补了井筒穿越采空区的施工方法的空白，在立井施工穿越采空区中使用壁后注浆充填加固技术，技术先进，经济合理；创造性地采用井下注浆充填技术，施工时间短，安全可靠；能够充分利用冒顶区石渣进行回填铺底，从而减轻职工的劳动强度和缩减井筒施工工期；防止回风风流进入采空区，造成采空区煤层自燃发火的倾向；充分利用井筒掘进时使用的吊盘，减少设备的投入，投资少，工期短；能够彻底封闭采空区，防止回风流进入采空区，造成采空区煤层自燃发火的倾向，从而保证井筒使用的安全可靠。

具体实施方式

煤矿井筒穿越多层采空区的施工方法，采用如下步骤：1）、对采空区地面及井下进行探测；2）、对采空区岩层进行力学分析；3）、采空区充填范围及充填物力学性能的确定；4）、基岩掘进；5）、进行与井筒连接完整的相关硐室的施工；6）、进行采空区的充填和加固；

进行采空区的充填和加固，采用如下步骤：1）、打设木点柱进行临时支护，接着以回风立井井筒为中心，均布划分若干区段进行施工；2）、利用打好的木点柱为依托，用阻燃性风筒做临时性区段风墙；3）、由井筒开始逐步向外清理区段通道至见到煤层底板；4）、通道打“井”字型砼背板垛子；5）、砼垛打顶、帮锚杆、锚杆由井筒向外逐渐打，打一根注一根，上一块托板；6）、在立井壁外做砂浆片石密闭墙且在区段充填砼围墙。对采空区地面进行探测，采用如下步骤：1）、将CYT-Ⅵ型大地电场岩性探测仪放在已知钻孔旁；2）、设计7条测线，线距30m，每条测线布置测点7～11个不等，测点间距30m，各测点测深300m，其中7个测点为500m，步长选择0.5m；3）、进行不同岩性的探测、不同岩性CYT曲线形态的稳定性探测及曲线效果对目的层的直译程度探测；4）、将已知孔的数据输入计算中心，经处理后绘制成CYT曲线图，根据钻孔的岩芯柱状，建立CYT曲线形态与岩性的对应关系，并最终建立CYT曲线的解译模型。对采空区岩层进行力学分析，实体煤中0-15m的范围以及采空区中0-25m的范围水平位移及剪应力值大，为采空区影响最为剧烈的范围。采空区充填范围及充填物力学性能为，井筒布置在采空区边界效应明显区；井筒穿越采空区的充填范围为15～25m；采空区充填物的弹性模量为15000MPa。具体实施过程中，以同煤集团同忻井田进、回风井筒存在8#、11#煤层采空区为例：它是通过CYT-Ⅵ型仪器接收地表以下所需深度（10000m以内）岩层物性电磁波经处理转换形成的曲线来识别不同深度的岩性。为了获取勘探区内不同岩性的资料，准确识别勘探目的层的CYT曲线形态，在勘探区选择已知的钻孔，利用大地电场岩性探测仪在已知钻孔旁进行探测，将探测曲线与钻孔岩芯柱状进行对比，掌握不同岩性特有的曲线形态，并从中选择层位稳定，曲线形态特征明显易于分辨的岩层作为标志层，建立解译模型。在此基础上对勘探的测点逐一解译，最终达到勘探目的。

测点布置及探测内容

设计7条测线，线距30m，每条测线布置测点7～11个不等，测点间距30m。故测点以30×30m等距分布，共设计探测点数为61个。各测点测深300m，（其中7个点为500m）步长选择0.5m。

探测实际完成全部设计的61个测点外，对同忻检1#井、2#井设计进行了孔旁探测试验，即孔旁探测测点2个，另外还对部分测点就近增加1个测点，增加点位在探测距设计测位点2m处进行，在设计测点旁共增加测点21个，实际测点工作量84个。

探测内容：包括探测深度范围内不同岩性的探测；不同岩性CYT曲线形态的稳定性；探测的曲线效果对目的层的直译程度。

资料处理

首先对已知钻孔资料进行处理，将野外采集的已知孔的数据输入计算中心，经处理后绘制成CYT曲线图，根据钻孔的岩芯柱状，建立CYT曲线形态与岩性的对应关系，并最终建立CYT曲线的解译模型。施工84个测点，处理成果84条CYT曲线。

煤层的CYT曲线形态稳定而易识别，其曲线形态与其它岩性的区别在于频率低，曲线向中轴线的左边偏，而其它岩层的曲线没明显左偏现象，煤层曲线的波幅不一，但是波幅较砾岩或砂砾岩大且有峰尖；与煤层的CYT曲线频率相近的岩层是砾岩、砂砾岩，砾岩和砂砾岩CTY曲线与煤层的区别在于曲线圆滑，很少有尖角，波幅小较匀称。砂岩CYT曲线的频率相对于煤层和砾岩要高，波幅一般较砾岩大且近似于锯齿状的尖角，即频率相对高和尖角的组合形态是与煤层CYT曲线形态的主要区别。

采空区、包括被坍塌充填部位由于充填物颗粒粗而疏松，其CYT曲线形态频率低，但其低频率间的形态组合紊乱，确定为采空区最重要的依据，没有煤层的CYT曲线形态，其次是在煤层的位置CYT曲线形紊乱。煤柱须在煤层的分布位置存在该煤层，煤层的CYT曲线形态特征明显，其次是CYT曲线与煤层的形态特征吻合段，其厚度与该煤层厚度亦大致相同，对采空区与煤柱的CYT曲线分辨识别后，对全部测点进行解译，将解译出的采空区和煤柱对此复查，形成最终解译成果。

测区内61个大地电场岩性探测点中，处在8#煤层采空区内的测点有24个，处在11#煤层采空区内的测点有20个，8#、11#煤层同时存在采空点13个。

通过对采空区岩层移动变形特征进行了分析，结果表明，采空区周边实体煤内约0-15m的区域和采空区内约0-25m的区域内岩层水平位移明显，并存在着较明显的剪应力，而且分布极不均匀。这些现象势必对布置在此范围内的井筒稳定性产生较大影响。

利用数值模拟对采空区与井筒稳定性的相关性进行分析，分析结果表明：采空区对岩层结构特征、应力及变形分布特征等的影响是复杂的，这种影响的剧烈程度，与采空区特征、岩层力学性质特征及其分布特征等因素有关。以位移、应力分布的不均匀性以及井壁中纵向附加应力为度量指标，则距离采空区边界越近的区域，影响越剧烈。综合分析认为，实体煤中0-15m的范围以及采空区中0-25m的范围水平位移较大，剪应力值也较大且分布不均匀，纵向应力存在明显分布不均现象，使采空区影响最为剧烈的范围。因此，井筒布置应尽量避开此区域。

采空区不同处理范围条件下的数值模拟分析得出：1）采空区使周边岩层水平位移、水平应力、铅垂应变、剪应力等分布极不均匀，尤其在煤体内部15m至采空区内25m范围内对应的岩层中变化较明显；2）最大水平位移出现在模型表面采空区边界正上方区域。采空区边界区域的铅垂位移沿水平方向的变化较剧烈。采空区顶板岩层的下表面各应力分量在实体煤对应区域的分布基本稳定，进入采空区后呈波状分布规律，这是由采空区中煤柱和空巷交替出现的缘故。各应力分量在实体煤对应区域的分布基本稳定，接近采空时铅垂应力有明显集中现象，进入采空区后铅垂应力降低，水平应力有拉应力区存在。实体煤中0-15m的范围以及采空区中0-25m的范围水平位移较大，剪应力值也较大且分布不均匀；3）井筒距离采空区较近时，其周围对应于地表位置和采空区位置的区域水平位移较大，其余位置水平位移变化平缓，位移值较小。铅垂位移在采空区上方岩层中较大，采空区和井筒周围铅垂位移变化较为剧烈。采空区附近区域有明显附加纵向应力现象；4）采空区未处理时，井壁中的水平位移、剪应变、纵向应变、纵向应力、剪应力等在采空区对应位置变化较为剧烈，其大小主要受深度、采空区和各岩层力学性质的影响，相邻岩层性质差异较大时，变化幅度也较大。除了采空区对应部分以外，纵向应力变化比较平缓，变化区间为0-15MPa，采空区对应位置井壁中纵向应力最大（15MPa），说明采空区引起的纵向附加应力明显；5）采空区处理范围为10m时，水平位移变化在0-5mm之间，明显小于采空区未处理条件下得位移值，较不处理采空区时的0-9mm的变化范围减小了约44%。水平位移值的大小主要受深度和采空区的影响，但采空区的影响相对于不处理采空区时已明显减弱。采空区对应位置井壁中水平位移最大，煤层等软弱岩层对井壁中位移的影响减小。包括采空区对应部分，纵向应变变化比较平缓，变化区间为0-3200

Figure 2010106168489100002DEST_PATH_IMAGE001

，较不处理采空区使得0-7000

的变形范围减小了约55%。井壁中的剪应变平缓，变形范围减小了60%，锯齿状分布特征基本消失。井壁中的剪应力变化在0-0.24MPa之间，锯齿状分布特征基本消失，与不处理采空区时对比，深度、采空区和各岩层力学性质对井壁中的剪应力大小的影响明显减弱。说明对10m范围的采空区进行处理后效果明显；6）不同采空区充填范围（10m、15m、20m、25m、30m）条件下井壁纵向位移、纵向应变、剪应力、纵向应力等物理量的变形规律与不充填采空区时的曲线在采空区以上位置分离，而采空区充填范围在10m到30m不等时，井壁纵向位移、纵向应变、剪应力、纵向应力等物理量的曲线基本重合，说明，采空区充填范围大于10m后，井壁纵向位移、纵向应变、剪应力、纵向应力等物理量的差别不大。采空区无充填时，井壁纵向应力曲线与有充填时的曲线在采空区附近及距离地表30-60m的区间相分离；采空区对井壁应力分布的影响主要表现在采空区附近，不对采空区处理时纵向附加应力现象明显：最大纵向应力达15MPa，高于采空区处理后的4MPa。通过对采空区适当处理可以消除这种影响；7）采空区充填物力学性能不同时，井壁纵向应变、纵向应力、剪应变以及剪应力的分布曲线主要特征为：采空区充填物的弹性模量为5000MPa时，井壁纵向应变曲线在采空区附近区域有明显突变现象，变化幅度近1000

；采空区充填物的弹性模量为10000MPa～15000MPa时，井壁纵向应变曲线变化平稳，采空区附近区域无明显突变现象；采空区充填物的弹性模量为5000MPa时，井壁纵向应力曲线在采空区附近区域有明显附加纵向应力现象，变化幅度近1.0MPa；采空区充填物的弹性模量为10000MPa～15000MPa时，井壁纵向应力曲线变化平稳，采空区附近区域无明显纵向附加应力现象；采空区充填物的弹性模量为5000MPa时，井壁纵剪变曲线在采空区附近区比采空区充填物的弹性模量为10000MPa～15000MPa时稍大；采空区充填物的弹性模量为5000MPa时，井壁纵剪力曲线在采空区附近区比采空区充填物的弹性模量为10000MPa～15000MPa时稍大，差值约0.1MPa。

因此，井筒穿越采空区时，应遵循以下主要原则：

1）井筒应尽量布置在采空区边界效应明显区；

2）对井筒穿越的采空区应进行充填处理，充填范围以15～25m为宜；

3）采空区充填物的力学性质应与采空区顶、底板岩层力学性质接近，通常以弹性模量15000MPa为宜。

根据井筒的技术特征及地质条件，井筒采用立井机械化配套短段掘砌混合作业方式，中深孔光面爆破，一掘一砌，掘砌段高为3.5m：井筒施工采用伞钻，和直径ø30mm，长为4200mm钎杆，ø55mm十字形钎头钻眼；直眼分段挤压式掏槽，炮眼深为4000mm；严格按爆破图表进行操作，打眼人员定人、定钻、定眼位、定时间、定质量、定数量，6台钻同时打眼；工作面打完眼后，用扫眼器将各孔内的岩粉和喳外杂物清理干净，把设备工器具、风水管等撤至吊盘上保护好，装药联线放炮，放炮前严格执行。一炮三检、三人连琐、三保险的放炮制度，严禁放明炮、糊炮、一次装药分次放炮；炸药选用T220号岩石水胶炸药，药卷规格ø35×400mm，雷管为1、3、5、7、9段非电导爆雷管，反向耦合连续装药，并联联线，起爆是在地面安设两道放炮闸箱，用380V电源。防炮电缆选用YC-2×16型橡胶电缆作放炮母线，地面合闸放炮，采用光面、光底、减震、缓冲击深孔爆破新技术，并根据工作面岩石软硬程度，及时调整爆破参数，提高爆破效率；放炮前，放炮员在指定地点（没有杂散电流的安全炮头房），将炮头作好，引药装完后，装入专用炮箱乘吊桶运送到工作面，用木炮杆将炸药缓慢送到眼底封堵好炮泥，封堵的炮泥长度不得小于0.5m；联线方式采用一把挪的形式；既同段串联、不同段并联同时起爆。起爆顺序为1、3、5、7、9段，装药后，必须把雷管角线架起悬空，严禁母线与运输设备等电体接触。联线前爆破母线必须扭结成短路。放炮员接到放炮命令后5分钟方可合闸其炮。放炮后，待工作面的炮烟吹散后，由爆破员、瓦斯检查员和班长检查爆破地点，检查通风、拒爆、残爆、瓦斯等情况，如有危险情况，必须按照《煤矿安全规程》规定处理；回风井主提升选2.0 m³吊桶，副提升选用2.5 m³吊桶，两套单钩提升的平均计算提升能力为15 m³/h，每循环松散体矸石量为70-100 m³/h，所以出矸（包括清底）时间共需8h。为便于清底缩短清底时间，采用光底爆破技术，爆破后工作面实底呈现锅底形状。采用坐钩式翻矸，矸石通过溜槽溜入8吨自卸汽车，拉到排矸场地。ZL-40型装载机辅助平整场地；回风井井筒钢筋混凝土使用的螺纹钢筋规格为：竖筋为Φ16mm，环筋为Φ20mm，竖筋连接方式是用等强度标准螺帽固定连接，等强度标准螺帽的规格为δ6×Φ20×60mm。环筋的搭接长度为560mm，用18＃铁丝帮扎牢靠；砌壁采用MJY型整体金属刃角下行模板砌壁，为方便脱立模，缩短立模时间，在模板上口设8根工字钢导向，在浇灌口上设环形斜面板，保证接茬严密，金属模板有效高度为3.5m。砌壁混凝土由地面二台PLD-500型水平双卧轴强制式混凝土搅拌机搅拌，自动计量配料机。采用混凝土输送管下放混凝土，在吊盘上设置缓冲器、接灰盘，下放混凝土经二次搅拌后入模。采用液压支撑臂伞形结构，双分料管可360°转动的QFH型混凝土分料器，实现对称浇筑，提高井壁浇筑质量，加快浇筑速度，ZNQ-50型插入式高频混凝土振捣器，振捣混凝土。冬季施工，用热水拌制混凝土，确保入模温度不低于20℃。

为确保井筒与相关硐室工程的砌壁强度和连接完整，采取与井筒同时施工的方法，即在井筒掘进过程中，按照施工图纸工程量，适当选择施工段高一并掘出相关工程全断面，并把井筒超前掘出一茬炮的距离。对断面较大的马头门硐室，施工前先将其上的井筒全部砌筑好，然后随井筒下掘，采取下行分层，两侧交替掘进，掘进矸石排入超前井筒内，由抓岩机装入吊桶提升上井。硐室工程的永久砌筑，采用钢木组合模板，搭支架，借助吊盘自下而上砌筑，砌壁砼仍由分料器溜灰入模，分层对称浇筑。如果井筒与马头门硐室连接处等工程所处位置岩性破碎，不便于全断面同时掘出，可考虑采取导硐法施工，即在硐室底板与拱基线间两侧分别开掘导硐，掘够设计长度后，并把井筒掘至底板以下约2m处，再刷大拱部直至转入砌壁。

8#煤层采空区标高为+1061.8m，垂深为98.5m。11#煤层采空区标高为+1017.3m，垂深为143m。该地区为第四系下部以棕红色亚粘土、亚砂土为主，含钙质结核；上部以黄、黄褐色马兰黄土为主，分选较好，结构疏松，强度较低。下部侏罗系岩性以中砂岩、粗砂岩为主，二叠系以灰白色砂岩、砂质泥岩组成石炭系岩性以粗、细碎屑岩为主。

在回风立井11#层采空区段处理前，必须对立井四周43m范围采空区进行临时支护，临时支护方式为打设木点柱，木点柱的规格直径不小于180mm，柱帽规格为1200×200×150㎜，木点柱间排距3×3m，对顶板特殊破碎地段，可根据具体情况缩小木点柱间排距或打设垛柱，确保支护有效、施工安全。打木点柱必须由井筒向四周进行，木点柱必须打到11#层坚硬顶板上，且紧密接触顶板，并用木楔子打紧背牢。打木点柱必须在局救护队员监护下施工，全天24小时监护，每班不少于2人，木点柱打到哪里，风筒跟到哪里，没有局救护队员监护严禁施工。

以回风立井井筒为中心，划分16个区段进行施工，其中每一区段的工序为0—8m为清理浮渣—打砼垛—顶帮锚杆—喷砼，8—20m为—打砼垛子—顶帮锚杆—喷砼，20—40m为打砼垛。20m砌密闭墙—充填砼。

11#层采空区加固工艺方法

“井”字型砼背板垛，采空区垛间距5～6m，垛间悬板面积不大于30 m²，砼背板规格1200×200×50㎜；锚杆规格L=2000×φ20树脂锚杆，砼托板，顶、帮锚杆间排距为1000×1000㎜，喷砼标号C20，喷砼厚度100㎜，密闭墙体规格宽1.5m，基础挖到实煤体500㎜深，实岩体300㎜深，砂浆饱满，砂浆标号M15，内侧喷砼100㎜厚。C20砼充填配合比为水泥：水：砂：石子=1：0.53：1.9：3.28（重量比），M15砂浆配合比为水泥：砂=1：4.84（重量比）。分区段充填间隔墙体规格宽0.5m～0.8m，砂浆饱满，墙砌在硬底上，并密结顶板。

采空区加固支护及充填顺序，回风立井11#采空区处理共分16区，每个区的施工方法完全一样，上区施工没有结束，不得进行下区施工。

第一步：利用打好的木点柱为依托，用阻燃性风筒做临时性区段风墙三道，使区段施工有足够的风量，不受大面积采空区的影响。

第二步：在临时支护有效的前提下，由井筒开始逐步向外开始清理两条区段通道（方向22.5度），通道宽1.5～2m，以见到11#煤层底板为清理标准，清理浮渣时0～8m范围全部清理干净，8～43m范围的浮渣堆放到两侧。

第三步：紧跟通道打“井”字型砼背板垛子，垛间距5～6m，打砼垛时，背板应放平支稳，并密接顶、底板。

第四步：紧跟砼垛打顶、帮锚杆、锚杆由井筒向外逐渐打，打一根注一根，上一块托板，严禁集中打眼，集中安装。顶、帮锚杆间排距1000×1000㎜。

第五步：根据采空区现场情况，紧跟锚杆应及时喷射砼，加强采空区顶板支护，确保施工人员安全，喷砼标号C20，喷砼厚度100㎜。

第六步，在立井壁外21.5m处做砂浆片石密闭墙和区段充填砼围墙，密闭墙宽1.5m，必须开挖墙体基础，顶、底基础挖到实岩体300㎜深。砂浆饱满，内侧喷砼100㎜厚。区段充填围墙宽0.5～0.8m，不开挖基础，砌在坚硬底板上，砂浆饱满，做到不漏砼即可，砂浆标号M15。

Claims

1.一种煤矿井筒穿越多层采空区的施工方法，其特征在于：采用如下步骤：1）、对采空区地面及井下进行探测；2）、对采空区岩层进行力学分析；3）、采空区充填范围及充填物力学性能的确定；4）、基岩掘进；5）、进行与井筒连接完整的相关硐室的施工；6）、进行采空区的充填和加固；

基岩掘进，采用如下步骤：1）、采用伞钻、钎杆及十字形钎头钻眼，直眼分段挤压式掏槽；2）、工作面打眼后清理，接着装药联线放炮；3）、抓岩排矸；4）、钢筋绑扎；5）、砌壁；

进行采空区的充填和加固，采用如下步骤：1）、打设木点柱进行临时支护，接着以回风立井井筒为中心，均布划分若干区段进行施工；2）、利用打好的木点柱为依托，用阻燃性风筒做临时性区段风墙；3）、由井筒开始逐步向外清理区段通道至见到煤层底板；4）、通道打“井”字型砼背板垛子；5）、砼垛打顶、帮锚杆、锚杆由井筒向外逐渐打，打一根注一根，上一块托板；6）、在立井井壁外做砂浆片石密闭墙且在区段充填砼围墙。

2.根据权利要求1所述的煤矿井筒穿越多层采空区的施工方法，其特征在于：对采空区地面进行探测，采用如下步骤：1）、将CYT-Ⅵ型大地电场岩性探测仪放在已知钻孔旁；2）、设计7条测线，线距30m，每条测线布置测点7～11个不等，测点间距30m，各测点中其中7个测点测深500m，其余测点测深均为300m，步长选择0.5m；3）、进行不同岩性的探测、不同岩性CYT曲线形态的稳定性探测及曲线效果对目的层的直译程度探测；4）、将已知孔的数据输入计算中心，经处理后绘制成CYT曲线图，根据钻孔的岩芯柱状，建立CYT曲线形态与岩性的对应关系，并最终建立CYT曲线的解译模型。

3.根据权利要求1或2所述的煤矿井筒穿越多层采空区的施工方法，其特征在于：对采空区岩层进行力学分析，实体煤中0-15m的范围以及采空区中0-25m的范围水平位移及剪应力值大，为采空区影响最为剧烈的范围。

4.根据权利要求1或2所述的煤矿井筒穿越多层采空区的施工方法，其特征在于：采空区充填范围及充填物力学性能为，井筒布置在采空区边界效应明显区；井筒穿越采空区的充填范围为15～25m；采空区充填物的弹性模量为15000MPa。

5.根据权利要求3所述的煤矿井筒穿越多层采空区的施工方法，其特征在于：采空区充填范围及充填物力学性能为，井筒布置在采空区边界效应明显区；井筒穿越采空区的充填范围为15～25m；采空区充填物的弹性模量为15000MPa。