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依靠科技进步

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优质快速建设济宁三号矿井

李位民宋保连

1工程概况

　　济宁三号矿井位于济宁市任城区境内,是济东矿区新开发的又一座特大型现代化

矿井。

该井地质储量8.8亿t,可采储量5.3亿t,设计年产原煤500万t。

济宁三号矿井设

计为中央主、副、风三个井筒,位于同一工广内,井筒深度分别为618m、589m、568m,

井筒直径分别为7.5m、8.0m、6.5m,立井开拓方式。

设计井巷工程总量43200m,矿井服

务年限81年。

2先进科技的具体体现

　　在济宁三号矿井的建设中,我们紧紧依靠科学技术进步,加强科学管理,矿井建设

中速度快、质量优质。

2.1冻结法凿井

　　济宁三号矿井井筒深,表土层厚,平均厚度180m,侏罗系地层含水丰富,且针对湖区

地下流砂层特点,采用的是长短腿差异冻结法凿井。

各井筒冻结参数如下:

名称

主井

副井

风井

冻结深度/m

375

185

395

190

385

185

井筒净径/m

7.5

8.0

6.5

设计冻结壁厚/m

3.8

3.8

3.25

冻结孔数/个

长腿19

长19

短腿19

短19

辅助19

长腿18

短腿18

试挖天数/天

90

110

90

　　实践证明,抓好打钻冻结技术是井筒施工速度及质量的关键因素。

由于打冻结钻

孔施工单位的精心组织,精心施工,冻结钻孔不仅速度快而且质量好,钻孔没有塌孔而

且垂直度高,为冻结创造了条件。

冻结过程中,利用反循环,大流量积极冻结,使用电子

计算机对地下温度进行监测,科学地指导施工,加快了冻结速度,及时开挖,又通过调整

盐水温度,成功地控制了冻土的发展。

2.2深立井机械化配套施工技术

　　济宁三号矿井设计为立井开拓方式。

在井筒施工中采用了“三大一多一自动”的

机械化配套作业技术,使主井和风井两个井筒实现了跨年度当年开工当年到底。

“三

大一多一自动”的具体内容是:

（1）大绞车:

主提为直径3.5m绞车,副提为直径2.5m绞车;

（2）大吊桶:

主、副提均配3.0m3吊桶,对副提井筒过深时换2.0m3吊桶;（3）大模板:

分体金属刃角模板,整体高度3.25～4.75m;（4）多功能作业吊盘;具有变径支撑,模板悬吊,卸料分灰,整体悬吊,多功

能平行作业功能;（5）自动化搅拌站:

搅拌能力50m3/h,砂、石自动入料,电子计量装

置,螺旋输送机输送水泥,定量加水,定时搅拌。

　　立井施工中,大吊桶、大模板的使用加大了提升能力,激光指向,提高了井筒垂直

度、提高了支模质量。

施工中还采用了增力臂大抓岩机抓矸,出矸和浇注混凝土等工

序平行施工,加快了井筒施工速度。

　　济宁三号矿井在表土段主、副、风井三井筒施工中分别创出了月成井145.5m、12

5.1m和150.88m的优异成绩。

在基岩段施工中采用了中深孔爆破技术,创出了主井月进

82.08m、风井71.7m的好成绩。

主、副、风三井筒的平均月成井46m、40.4m和43.6m。

达到了国内领先水平。

2.3液压滑模砌筑立井井壁

　　济宁三号矿井主、副、风井三个井筒在冻结段内壁施工中,全部采用的是液压滑

模方法砌壁。

施工中采用新型NF减水剂,提高其耐低温的能力和早期强度;提高混凝土

的入模温度;起到混凝土减水和提高混凝土和易性的作用。

在滑模施工过程中,为确保

井壁质量,每班派矿建技术人员和测量人员跟班作业、检查,分别对井壁质量中线位置

负责,滑模速度月最高达240m,日最高进尺11.3m。

2.4立井可变径金属大模板

　　立井施工中冻结表土段设计为内、外壁,总厚度达0.9～1.1m,内壁一般0.5～0.65

m,外壁0.4～0.5m,冻结基岩段内、外壁分别为0.4～0.6m,外壁0.3m。

需要不同直径的

模板至少三套,每套按段高3.1m计算,需钢材10余吨,造价高.针对这一特点,为减少措

施工程成本,通过工程技术人员研究,采用了一套模板通过加减模板块数的办法来减少

模板套数。

具体方法是:

将要求高的内壁模板加工好,然后根据所需模板直径需要在每

两块之间加一小块模板的方法改变模板直径,用加块模板施工井筒外壁,这样减少了模

板数量,节约了资金。

2.5利用永久井架凿井

　　利用永久井架凿井不仅能简化凿井装备过程,有利于工业广场布置,缩短建井工期

而且可节省大量投资,是矿井建设中的一项重要决策。

但利用永久井架凿井如何解决

好天轮平台的布置、倒矸台的设置以及相应的地面施工布置等问题,一直是施工单位

和设计部门研究的课题。

济宁三号矿井副井利用永久井架凿井施工中,较好地解决了

这些问题,取得了经验。

（1）施工布置。

吊盘绳兼稳绳,排水管兼下料管,通讯、信号电缆随压风、供水管

稳车悬吊,动力电缆随风筒稳车悬吊,稳车集中控制等。

以上方法的实施不仅简化了地

面布置,还可以简化运行操作,减少辅助人员,实现同悬吊设施同时开动,同时调整,达

到同步。

（2）天轮平台。

永久井架平台可用于临时凿井天轮平台的平台为一“曰”字型结

构,凿井天轮平台布置不得改变原结构,井架外观也不得损磨,施工中采用的是增设临

时平台主梁,U型卡固定方式。

对直径较大的风筒出绳点将其悬吊中心线与井筒中心线

倾斜,由常规的1060mm缩小为270mm,减少悬吊天轮占据的空间。

　　（3）倒矸台设置。

采用的是“架腿临时固定,天轮平台悬吊”方式,翻矸溜槽采用

“地面单架支撑,二行平台悬吊方式”。

　　（4）经济效益。

减少设备运输费、租赁费、安装拆卸费和设备基础费等,且实用效

果优良,在全井深589m的井筒施工过程中,安全可靠,运行平稳。

2.6煤巷掘进机械化作业线

　　采区巷道一般较长,普通炮掘速度慢,材料等运输困难,隐患多。

济宁三号矿井在

采区煤巷施工中,采用的是综掘机掘进,胶带运输经转载胶带,煤流入临时煤仓,煤仓底

部用矿车接煤,电机车运输。

临时煤仓可实现煤巷连续掘进。

在南一采区顺槽施工中,

最高月进336.6m,加快了巷道施工速度。

2.7巷道锚、网喷支护中,推广“三小”光爆技术

　　济宁三号矿井主要大巷除胶带巷部分顶板煤层破碎使用U29架棚支护外,全部采用

锚、网喷支护。

从大巷施工到现在,没发现顶板开裂冒落,支护效果较好,支护形式先

进,掘进采用“三小”光爆技术,施工速度快。

2.8采区顺槽支护锚网化

　　采区顺槽支护现在沿袭的一直是12#矿工钢对棚加背板支护,该种支护工人劳动强

度大,成本高,速度慢,济宁三号矿井南一采区两条顺槽使用的就是12#矿工钢对棚支护

方式。

针对济宁三号矿井建设的实际和强烈的还贷意识,通过广大工程技术人员的共

同研究,煤巷锚网梯支护工艺（巷道支护采用锚网和梯形钢带支护）获得成功。

到目前

为止,煤巷锚网梯支护4600余米,从矿压观测结果来看,巷道变形稳定,并且在施工中避

免了随掘进随冒落现象,亦从根本上消除了冒落空洞着火安全问题,为矿井高产高效创

造了良好的条件。

同时也取得了可观的经济效益,从支护费用上分析,采用锚网梯支护

比12#矿工钢对棚支护每米巷道可节约费用800余元,成本降低45%以上。

2.9切眼支护锚网索

　　济宁三号矿井首采工作面面长170m,切眼上宽8m,下宽8.5m,高3m,施工中对传统的

大跨度支护工艺进行了改革,采用的是锚网索支护:

即以锚索、锚杆、钢筋梯为主体构

件的锚网支护工艺。

自切眼施工完毕至工作面安装完成,没有发现明显的顶板下沉变

形,支护效果良好。

2.10强化质量标准化,确保矿井快速、安全施工

　　质量标准化工作是安全管理、技术管理的一项重要基础工作,是矿井安全生产,文

明施工的前提,也是矿井建设系统中不可缺少的一部分。

基于这种认识,从矿井开工伊

始,就狠抓矿井的系列化达标工作,实行动态达标和静态达标相结合,并成立质量标准

化达标领导小组,领导小组分阶段针对矿井质量标准化要求,逐步增添完善各专业的标

准化设施。

根据施工现场具体情况,逐个掘进头进行打分,以“标准头”、“标准线”

带动整个矿井的质量标准化建设。

2.11整顿劳动组织,严格科学管理

　　为适应现代化矿井建设的要求,首先从管理体制上进行了改革。

由原来的处—工

区—队三级管理改为处—队两级管理,简化了管理程序。

在矿井施工过程中始终严管

理,严要求。

各区队班组,机关各科室皆明确了责任目标和工作标准。

促进矿井整体向

前发展。

2.12完善分配制度,激发职工的积极性

　　为充分发挥劳动分配在矿井施工过程中的激励作用,体现按劳分配原则,制定了向

一线倾斜的工资奖金分配办法。

直接生产单位、辅助生产单位及机关服务人员等档次

拉开;辅助单位与掘进区队进尺、收入挂钩,所有人员的奖金分配都与产量、质量、安

全三项指标挂钩。

这样做大大激发了职工的生产积极性。

　　在济宁三号矿井的施工建设中,我们紧紧依靠科技进步,指导矿井生产。

矿井从19

93年12月19日开工至1999年8月底为止,已完成成巷进尺35349m,工程质量优良,实现了

安全、快速、优质。

（第一作者为济三煤矿总工程师）

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