彬长矿区位于陕西省黄陇侏罗纪煤田中部,地处陇东黄土高原东段[1],该区主采4号煤层上覆基岩为一巨厚层状的砂砾岩含水层且水头压力较高[2],对矿井井筒施工带来了一定困难。根据彬长矿区已施工的井筒经验,地下水严重威胁着井筒施工,本文通过分析雅店煤矿地下水对井筒施工过程的影响及防治技术,结合彬长矿区地下水对井筒在施工时的影响及其防治技术,提出了彬长矿区井筒施工防治水技术。
雅店煤矿位于彬长矿区北部东侧,西至泾河,东南及西南与胡家河井田相邻, 北以陕甘省界 (四郎河)为界,东西长约 19km,南北平均宽约 2.5km,面积78.11km2。 井筒及工业广场位于区内西端偏南的杨家坡[3],设计生产能力4.0Mt/a采用立井开拓,在工业场地内布置主、副、风三条立井井筒,均采用非全深冻结法施工,双层井壁支护[4]。三条立井井筒主要技术特征见表1。
表1 三条立井井筒主要技术特征
Table 1 main technical characteristics of three vertical shafts in
井筒名称 井筒掘进直径(m) 井筒净直径(m) 井筒深度(m) 冻结深度(m) 支护形式 支护厚度
主立井 7.1/6.4 5.5 542.8 375.0 双层钢筋混凝土/混凝土 800/450
副立井 10.7/9.7 8.5 517.5 394.5 双层钢筋混凝土/混凝土 1100/600
中央回风立井 8.8/8.1 7.0 481.8 383.0 双层钢筋混凝土/混凝土 900/550
1 井筒检查钻孔情况
在主、副、中央回风立井附近布置2个井筒检查钻孔J1和J2[3]。检查钻孔自上而下揭露第四系黄土,白垩系下统华池组、洛河组、宜君组,中侏罗统安定组、直罗组、延安组,下侏罗统富县组和上三叠统胡家村组岩层。第四系黄土厚0.5~9m;白垩系下统华池组埋深9~53.8m,厚44.58m,为粉砂岩;白垩系下统洛河组埋深53.8~376.8m,厚323m,为粗、中、细砾岩及粗中砂岩,涌水量210.53m3/h;宜君组埋深376.8~408.5m,厚31.7m,为粗砾岩,涌水量32.27m3/h。中侏罗统安定组埋深408.5~410.9m,厚2.4m,为粉砂岩、细砾岩,涌水量18.36m3/h;直罗组埋深410.9~426.0m,厚15.1m,为粉砂岩、细砾岩,涌水量13.33m3/h;延安组埋深426.0~436.4m,厚10.4m(其中4号煤层厚2.6m),涌水量29.53m3/h。下侏罗统富县组埋深436.4~446.7m,厚10.3m,为铝土质泥岩。上三叠统胡家村组为炭质泥岩、泥岩、粉砂岩[3,5]。井筒检查钻孔揭露的地层稳定,无构造影响,井筒水文地质条件较为复杂[6]。根据井筒检查钻孔抽水试验资料,预计主井井筒综合涌水量为316~324m3/h,副井井筒为325~333m3/h,中央回风立井井筒为355~373m3/h见表2。