CN106368709B - 一种立井的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种立井的施工方法，包括：在立井井筒当前模井壁荒断面上布设预设角度的第一孔洞；利用第一孔洞在所述当前模井壁荒断面安装第一管棚钢管；在第一管棚钢管之间设置第一支撑部件；在所述当前模井壁的下一模井壁荒断面上布设预设角度的第二孔洞，利用第二孔洞安装所述下一模井壁的第二管棚钢管；利用绑扎部件将第二管棚钢管与第二支撑部件进行绑扎；利用混凝土浇筑下一模井壁；如此，将管棚钢管融入到立井掘砌循环中，管棚和木背板在砂层中分别起到骨架和支撑梁作用，起到托砂、防塌、滤砂、透水、泄压作用，确保施工过程中的安全可靠性；并且该施工方法简单、减少了注浆治理工序，易于操作，缩短施工时间，且整体成本低。

Description

一种立井的施工方法

技术领域

本发明属于铁矿技术领域，尤其涉及一种立井的施工方法。

背景技术

在铁矿井施工过程中，会遇到斜强富水全风化砂质破碎带，该破碎带与第四系强含水层存在水力联系，破碎带中砂质在水作用下易形成流沙，发生塌方，严重可能导致淹井事故。该部位采用普通法施工过程中工作面出现突水、塌方，导致工程停止施工。

目前，针对流沙层一般采用冷冻法、注浆法及板桩法来对铁矿井进行施工，由于该破碎带内岩性多样化，实践证明注浆法仅起到局部充填作用，内部砂质胶结的效果差，无法保证安全施工；板桩法适用地质条件较单一的砂质地层，满足不了该破碎带区域复杂的地质条件；冷冻法施工虽施工安全、可靠性强，但其成本高，工期长，施工复杂，严重制约井建工期。

基于此，目前亟需一种新型的施工方法，以解决现有技术中的上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种立井的施工的方法，以解决现有技术中，当在强富水破碎带砂质和局部流沙快的情况下对立井施工时，安全可靠性差、施工时间长且成本高的技术问题。

本发明提供一种立井的施工方法，所述方法包括：

在所述立井井筒当前模井壁荒断面上布设预设角度的第一孔洞；

利用所述第一孔洞在所述当前模井壁荒断面安装第一管棚钢管；

在所述第一管棚钢管之间设置第一支撑部件；

在所述当前模井壁的下一模井壁荒断面上布设预设角度的第二孔洞，利用所述第二孔洞安装所述下一模井壁的第二管棚钢管；

利用绑扎部件将所述第二管棚钢管与第二支撑部件进行绑扎；

利用混凝土浇筑所述下一模井壁。

上述方案中，在所述立井井筒当前模井壁的荒断面上布设预设角度的第一孔洞具体包括：

根据所述立井当前模井壁的井筒荒断面半径构建第一圆周，以预设的间距在所述第一圆周上布设预设角度的第一孔洞。

上述方案中，利用所述第一孔洞在所述当前模井壁荒断面安装第一管棚钢管具体包括：

将所述第一管棚钢管插入所述第一孔洞中，且所述第一管棚的一端留有预设的长度，进行超前支护。

上述方案中，在所述第一管棚钢管之间设置第一支撑部件之前，所述方法还包括：在所述第一管棚钢管之前置入过滤部件。

上述方案中，所述第一支撑部件具体包括：木背板。

上述方案中，所述过滤部件具体包括：装有稻草的编织袋。

上述方案中，所述第二支撑部件具体包括：钢筋。

上述方案中，所述预设角度根据当前模井壁的段高及所述立井的支护厚度确定。

上述方案中，利用混凝土浇筑所述下一模井壁之前，所述方法还包括：

利用模板对所述当前模和下一模井壁进行支立模；

利用底卸式吊桶对所述立模浇筑所述混凝土。

上述方案中，所述当前模井壁的段高及所述当前模井壁的下一模井壁的段高为1m或1.8m。

本发明提供了一种立井的施工方法，所述方法包括：在所述立井井筒当前模井壁荒断面上布设预设角度的第一孔洞；利用所述第一孔洞在所述当前模井壁荒断面安装第一管棚钢管；在所述第一管棚钢管之间设置第一支撑部件；在所述当前模井壁的下一模井壁荒断面上布设预设角度的第二孔洞，利用所述第二孔洞安装所述下一模井壁的第二管棚钢管；利用绑扎部件将所述第二管棚钢管与第二支撑部件进行绑扎；利用混凝土浇筑所述下一模井壁；如此，所述第一支撑部件可以为木背板，将管棚钢管融入到立井掘砌循环中，管棚和木背板在砂层中分别起到骨架和支撑梁作用，起到托砂、防塌、滤砂、透水、泄压作用，确保施工过程中的安全可靠性；并且该施工方法简单、减少了注浆治理工序，易于操作；单模循环掘砌速度快，缩短施工时间；且整体成本低，提高了经济效益。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的立井施工方法的流程示意图；

图2为本发明实施例一提供的当前模井壁的第一管棚钢管搭建好之后的示意图。

具体实施方式

为了在强富水破碎带砂质和局部流沙的情况下对立井施工时，提高安全可靠性、缩短施工时间，降低施工成本，本发明提供了一种立井的施工方法，所述方法包括：在所述立井井筒当前模井壁荒断面上布设预设角度的第一孔洞；利用所述第一孔洞在所述当前模井壁荒断面安装第一管棚钢管；在所述第一管棚钢管之间设置第一支撑部件；在所述当前模井壁的下一模井壁荒断面上布设预设角度的第二孔洞，利用所述第二孔洞安装所述下一模井壁的第二管棚钢管；利用绑扎部件将所述第二管棚钢管与第二支撑部件进行绑扎；利用混凝土浇筑所述下一模井壁。

下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

实施例一

本实施例提供一种立井的施工方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：

步骤110，在所述立井井筒当前模井壁荒断面上布设预设角度的第一孔洞。

本步骤中，当立井施工至破碎带时，在破碎带与立井的接触部位，采用短掘短砌，在已经开挖的当前模井壁的井筒荒断面的底面为起始位置，根据该段高所在的井筒荒断面半径构建第一圆周，利用钻机以预设的间距沿所述第一圆周向下布设预设角度的第一孔洞。其中，所述预设的间距为200～300mm，所述预设的角度根据立井支护厚度及段高确定。所述第一孔洞的长度根据预设的角度及段高确定。

步骤111，利用所述第一孔洞在所述当前模井壁荒断面安装第一管棚钢管。

本步骤中，当所述第一孔洞钻好之后，利用高压水冲洗，冲洗之后，将所述第一管棚钢管插入所述第一孔洞中，且所述第一管棚的一端(尾部)留有预设的长度，进行超前支护破碎带；当第一管棚钢管安装完毕之后，利用混凝土浇筑当前模。其中，所述第一管棚钢管的长度可以为2m，预设的长度可以为200mm；这样，参见图2，所述第一管棚钢管构成一圆台骨架。

当圆台骨架形成之后，还需利用挖掘机下掘经过超前支护的全风化砂子岩石。

步骤112，在所述第一管棚钢管之间设置第一支撑部件。

本步骤中，在挖掘机下掘过程中，为了减小动水压力和改变水流动方向，减弱涌水对砂质部位作用力，对掘进期间揭露的涌水部位采用壁间、壁后导水，工作面采用超前降水措施；具体地，利用抽水设备将地下水从井筒内不断抽出，尽量降低水位，减少壁间涌水量。

随着挖掘机下掘，揭露第一管棚钢管之后，在所述第一管棚钢管之间设置过滤部件，用于过滤掉壁间砂子。当过滤部件充填好之后，还需第一管棚钢管之间设置第一支撑部件，以起到支撑作用。其中，所述过滤部件具体可以包括装有稻草的编织袋；所述第一支撑部件具体可以包括：木背板，所述木背板的宽度可以为200～300mm。所述编织袋及所述木背板用于对砂质部位进行全支护。

步骤113，沿所述当前模井壁的下一模井壁荒断面的底部向下布设预设角度的第二孔洞，利用所述第二孔洞安装第二管棚钢管。

本步骤中，当第一支撑部件设置完毕之后，在所述当前模井壁的下一模井壁荒断面上布设预设角度的第二孔洞，利用所述第二孔洞安装所述下一模井壁的第二管棚钢管。

具体地，所述当前模井壁的下一模掘进完毕后，在已经开挖的当前模井壁的下一模井壁的井筒荒断面的底面为起始位置，根据井筒荒断面半径构建第二圆周，利用钻机以预设的间距沿所述第二圆周向下布设预设角度的第二孔洞。其中，所述预设的间距为200～300mm，所述预设的角度根据立井支护厚度及段高确定。其中，所述当前模井壁及所述下一模井壁的段高具体可以包括1m或1.8m。所述第二孔洞的长度根据段高及预设的角度确定。

步骤114，利用绑扎部件将所述第二管棚钢管与第二支撑部件进行绑扎。

本步骤中，利用绑扎部件将所述第二管棚钢管与第二支撑部件进行绑扎之前，首先需要将第二支撑部件竖直下放至当前模的井壁上，并间隔200～300mm，分布；然后在当前模井壁上环向布设第二支撑部件，利用扎丝将竖直放置的第二支撑部件与环向布设的第二支撑部件绑扎在一起。

这里，因第二管棚钢管无法在砂质中找到支撑点，因此在施工过程中将第二管棚钢管外露200mm，并利用扎丝将第二管棚钢管的外露部分与第二支撑部件绑扎至一起，所述第二支撑部件具体可以为钢筋。

步骤115，利用混凝土浇筑所述下一模井壁。

本步骤中，当所述第二管棚钢管外露部分与钢筋绑扎至一起后，利用模板对所述下一模井壁进行支立模；利用底卸式吊桶对所述立模浇筑所述混凝土。

然后，根据下一模的施工方法对余下的模进行施工，直至立井通过破碎带。

本实施例提供的立井的施工方法，将管棚钢管融入到立井掘砌循环中，管棚和木背板在砂层中分别起到骨架和支撑梁作用，起到托砂、防塌、滤砂、透水、泄压作用；当前模的管棚钢管，即起到下一模井壁的超前支护，又对上一模井壁的进行锚固，混凝土与管棚钢管联合作用，避免井壁出现不均匀沉降，导致井壁开裂，确保施工过程中的安全可靠性；并且该施工方法简单、减少了注浆治理工序，易于操作；单模循环掘砌速度快，缩短施工时间；且整体成本低，提高了经济效益。

实施例二

实际应用时，以某铁矿副井为例，施工至-199.5米时，揭露斜强富水全风化砂质破碎带，利用实施例一提供的方法进行施工，具体过程如下：

在破碎带与立井的接触部位，在已经开挖的当前模井壁的井筒荒断面的底面为起始位置，根据该段高所在的井筒荒断面半径构建第一圆周，利用钻机以预设的间距沿所述第一圆周向下布设预设角度的第一孔洞。其中，所述预设的间距为200～300mm。这里，结合立井支护厚度450mm和开挖段高1m，尽量保证支护角度和支护深度最大原则，以上一模混凝土内径为第一点，掘进荒断面为第二点，两点连线与水平角度为66度，即所述预设的角度为66度。所述第一孔洞的长度为1.8m。

这里，当所述第一孔洞钻好之后，利用高压水冲洗，冲洗之后，将所述第一管棚钢管插入所述第一孔洞中，且所述第一管棚的一端(尾部)留有预设的长度，进行超前支护；当第一管棚钢管安装完毕之后，利用混凝土浇筑当前模。其中，所述第一管棚钢管的长度可以为1.8m，预设的长度可以为200mm；这样，参见图2，所述第一管棚钢管构成一圆台骨架。

当圆台骨架形成之后，开始破碎带下掘，采用短掘短砌，非爆破施工，需利用挖掘机下掘经过超前支护的全风化砂子岩石。

在挖掘机下掘过程中，为了减小动水压力和改变水流动方向，减弱涌水对砂质部位作用力，揭露的荒断面的涌水部位采用壁间、壁后导水，工作面采用超前降水措施；具体地，利用抽水设备将地下水从井筒内不断抽出，尽量降低水位，减少壁间涌水量。

随着挖掘机下掘，揭露第一管棚钢管之后，在所述第一管棚钢管之间设置过滤部件，用于过滤掉壁间砂子。当过滤部件充填好之后，还需第一管棚钢管之间设置第一支撑部件，以起到支撑作用。其中，所述过滤部件具体可以包括装有稻草的编织袋；所述第一支撑部件具体可以包括：木背板，所述木背板的宽度可以为200～300mm。所述编织袋及所述木背板用于对砂质部位进行全支护。

当第一支撑部件设置完毕之后，沿所述当前模井壁的下一模井壁荒断面向下布设预设角度的第二孔洞，利用所述第二孔洞安装所述下一模井壁的第二管棚钢管。

具体地，在已经开挖的下一模井壁的井筒荒断面的底面为起始位置，根据该段高所在的井筒荒断面半径构建第二圆周，利用钻机以预设的间距沿所述第二圆周向下布设预设角度的第二孔洞。其中，所述预设的间距为200～300mm。其中，所述当前模井壁及所述下一模井壁的段高均为1m。结合立井支护厚度450mm和开挖段高1m，尽量保证支护角度和支护深度最大原则，以当前模浇筑的混凝土内径为第一点，下一模掘进荒断面为第二点，两点连线与水平角度为66度，即所述预设的角度为66度。所述第二孔洞的长度为1.8m。

进一步地，利用绑扎部件将所述第二管棚钢管与第二支撑部件进行绑扎之前，首先需要将第二支撑部件竖直下放至下一模的井壁上，并间隔200～300mm，分布；然后在下一模井壁上环向布设第二支撑部件，利用扎丝将竖直放置的第二支撑部件与环向布设的第二支撑部件绑扎在一起。

这里，因第二管棚钢管无法在砂质中找到支撑点，因此在施工过程中将第二管棚钢管外露200mm，并利用扎丝将第二管棚钢管的外露部分与第二支撑部件绑扎至一起，所述第二支撑部件具体可以为钢筋。

当所述第二管棚钢管外露部分与钢筋绑扎至一起后，利用模板对所述下一模井壁进行支立模；利用底卸式吊桶对所述立模浇筑所述混凝土。

然后，根据下一模的施工方法对余下的模进行施工，直至立井通过破碎带。

本实施例利用实施例一提供的立井的施工方法，将管棚钢管融入到立井掘砌循环中，管棚和木背板在砂层中分别起到骨架和支撑梁作用，起到托砂、防塌、滤砂、透水、泄压作用；当前模的管棚钢管，即起到下一模井壁的超前支护，又对上一模井壁的进行锚固，混凝土与管棚钢管联合作用，避免井壁出现不均匀沉降，导致井壁开裂，确保施工过程中的安全可靠性；并且该施工方法简单、减少了注浆治理工序，易于操作；单模循环掘砌速度快，缩短施工时间；且整体成本低，提高了经济效益。

实施例三

实际应用时，以某铁矿立井为例，该立井施工过程中揭露斜强富水全风化砂质破碎带，利用实施例一提供的方法进行施工，具体过程如下：

在破碎带与立井的接触部位，采用短掘短砌，在已经开挖的当前模井壁的井筒荒断面的底面为起始位置，根据该段高所在的井筒荒断面半径构建第一圆周，利用钻机以预设的间距沿所述第一圆周向下布设预设角度的第一孔洞。其中，所述预设的间距为200～300mm；其中，结合立井支护厚度450mm和开挖段高1.8m，尽量保证支护角度和支护深度最大原则，以上一模混凝土内径为第一点，掘进荒断面为第二点，两点连线与水平角度为76度，即所述预设的角度为76度。所述第一孔洞的长度为2.4m。

这里，当所述第一孔洞钻好之后，利用高压水冲洗，冲洗之后，将所述第一管棚钢管插入所述第一孔洞中，且所述第一管棚的一端(尾部)留有预设的长度，进行超前支护；当第一管棚钢管安装完毕之后，利用混凝土浇筑当前模。其中，所述第一管棚钢管的长度可以为2m，预设的长度可以为200mm；这样，参见图2，所述第一管棚钢管构成一圆台骨架。

当圆台骨架形成之后，还需利用挖掘机下掘经过超前支护的全风化砂子岩石。

在挖掘机下掘过程中，为了减小动水压力和改变水流动方向，减弱涌水对砂质部位作用力，掘进过程中井壁荒断面的涌水部位采用壁间、壁后导水，工作面采用超前降水措施；具体地，利用抽水设备将地下水从井筒内不断抽出，尽量降低水位，减少壁间涌水量。

随着挖掘机下掘，揭露第一管棚钢管之后，在所述第一管棚钢管之间设置过滤部件，用于过滤掉壁间砂子。当过滤部件充填好之后，还需第一管棚钢管之间设置第一支撑部件，以起到支撑作用。其中，所述过滤部件具体可以包括装有稻草的编织袋；所述第一支撑部件具体可以包括：木背板，所述木背板的宽度可以为200～300mm。所述编织袋及所述木背板用于对砂质部位进行全支护。

当第一支撑部件设置完毕之后，沿所述当前模井壁的下一模井壁荒断面的底部向下布设预设角度的第二孔洞，利用所述第二孔洞安装所述下一模井壁的第二管棚钢管。

具体地，在已经开挖的当前模井壁的下一模井壁的井筒荒断面的底面为起始位置，根据该段高所在的井筒荒断面半径构建第二圆周，利用钻机以预设的间距沿所述第二圆周向下布设预设角度的第二孔洞；其中，所述预设的间距为200～300mm。其中，所述当前模井壁及所述下一模井壁的段高均为1.8m。结合立井支护厚度450mm和开挖段高1.8m，尽量保证支护角度和支护深度最大原则，以上一模浇筑的混凝土内径为第一点，掘进荒断面为第二点，两点连线与水平角度为76度，即所述预设的角度为76度。所述第二孔洞的长度为2.4m。

进一步地，利用绑扎部件将所述第二管棚钢管与第二支撑部件进行绑扎之前，首先需要将第二支撑部件竖直下放至当前模的井壁上，并间隔200～300mm，分布；然后在当前模井壁上环向布设第二支撑部件，利用扎丝将竖直放置的第二支撑部件与环向布设的第二支撑部件绑扎在一起。

这里，因第二管棚钢管无法在砂质中找到支撑点，因此在施工过程中将第二管棚钢管外露200mm，并利用扎丝将第二管棚钢管的外露部分与第二支撑部件绑扎至一起，所述第二支撑部件具体可以为钢筋。

当所述第二管棚钢管外露部分与钢筋绑扎至一起后，利用模板对所述下一模井壁进行支立模；利用底卸式吊桶对所述立模浇筑所述混凝土。

然后，根据下一模的施工方法对余下的模进行施工，直至立井通过破碎带。

本实施例利用实施例一提供的立井的施工方法，将管棚钢管融入到立井掘砌循环中，管棚和木背板在砂层中分别起到骨架和支撑梁作用，起到托砂、防塌、滤砂、透水、泄压作用；当前模的管棚钢管，即起到下一模井壁的超前支护，又对上一模井壁的进行锚固，混凝土与管棚钢管联合作用，避免井壁出现不均匀沉降，导致井壁开裂，确保施工过程中的安全可靠性；并且该施工方法简单、减少了注浆治理工序，易于操作；单模循环掘砌速度快，缩短施工时间；且整体成本低，提高了经济效益。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种立井的施工方法，其特征在于，所述方法包括：

在所述立井井筒当前模井壁荒断面上布设预设角度的第一孔洞：根据所述立井当前模井壁的井壁荒断面的底面为起始位置，根据井壁荒断面半径构建第一圆周，以预设的间距沿所述第一圆周向下布设预设角度的第一孔洞；

利用所述第一孔洞在所述当前模井壁荒断面安装第一管棚钢管，而后利用混凝土浇筑当前模；

在所述第一管棚钢管之间置入过滤部件；

在所述第一管棚钢管之间设置第一支撑部件；

在所述当前模井壁的下一模井壁荒断面的底部向下布设预设角度的第二孔洞，利用所述第二孔洞安装所述下一模井壁的第二管棚钢管；

利用绑扎部件将所述第二管棚钢管与第二支撑部件进行绑扎；

利用混凝土浇筑所述下一模井壁；

其中，所述第一支撑部件具体包括：木背板；

所述过滤部件具体包括：装有稻草的编织袋；

管棚和所述木背板在砂层中分别起到骨架和支撑梁作用，起到托砂、防塌、滤砂、透水、泄压作用。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述第一孔洞在所述当前模井壁荒断面安装第一管棚钢管具体包括：

将所述第一管棚钢管插入所述第一孔洞中，且所述第一管棚的一端留有预设的长度，进行超前支护。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二支撑部件具体包括：钢筋。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设角度根据当前模井壁的段高及所述立井的支护厚度确定。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用混凝土浇筑所述下一模井壁之前，所述方法还包括：

利用模板对所述当前模和下一模井壁进行支立模；

利用底卸式吊桶对所述立模浇筑混凝土。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当前模井壁的段高及所述当前模井壁的下一模井壁的段高均为1m或1.8m。