朱集西煤矿副井井筒

朱集西煤矿位于安徽省淮南市潘集区贺幢乡境内，隶属皖北煤电集团有限责任公司，距淮南市洞山约38km，井筒全部位于矿井工业广场内，场地内地势平坦，无障碍物。本区西部紧邻203省道，南邻淮阜铁路，北部有茨淮新河可以通航，连接淮河航运，交通十分便利。该矿井由中煤国际工程集团南京设计研究院设计，设计生产能力为400万t/a。立井开拓，在工业场地内布置主、副、风井四个井筒。采用地面预注浆防治水，表土段及风化带采用冻结法施工，基岩段采用普通钻爆法施工。副井井筒主要技术特征表特征单位副井备注井中坐标Xm3642743.521Ym39472967.677井口自然标高m+23.4井口设计标高m+25.2净径m8.0井筒掘砌深度m1015.2表土段厚度m468.7风化带厚度m34.95冻结深度m540井壁结构m钢筋砼+砼井壁厚度冻结段mm1500～2100基岩段mm600副井井筒合同工程量一览表序号单位工程名称及分部分项工程单位工程量支护型式备注1临时锁口m5.0按施工图2井筒冻结段m530按施工图3井筒基岩段m485.2按施工图4马头门m待定按施工图5揭煤1地理位置与交通情况2自然环境3地质及水文地质4井筒技术特征（一）朱集西煤矿井筒检查孔揭露的地层自上而下有：新生界第四、第三系，二叠系上石盒子组、下石盒子组（各检查孔揭露的地层厚度见表4-1-1），现分述如下：地层情况统计表表4-1-1地层钻孔第四～第三系（Q＋N）上石盒子组（P21）下石盒子组（P12）厚度（m）深度（m）厚度（m）深度（m）厚度（m）深度（m）检2（副）468.85519.45988.3037.301025.601、新生界第四、第三系（Q+N）本次井检孔穿过的第四系与上第三系地层不整合于二叠系上石盒子组地层之上，厚度为468.85m。各孔粘土层及砂层所占比例见下表。第三、第四系松散层砂层、粘土层厚度统计表表4-1-2孔号粘土层(m)百分比(%)砂层(m)百分比(%)检2（副）244.3052.1224.5547.9上部厚71.70～73.70m，平均厚72.89m，以褐黄色、青灰色粉、细砂层及浅灰绿色粘土组成，含砂礓和铁锰质结核与蚌壳化石碎片。中部以灰黄、灰绿色中厚～厚层中、细砂为主夹砂砾层与粘土层、砂质粘土。厚308.60～312.75m，平均厚310.46m。下部主要由灰黄、灰绿、棕褐色中厚层粘土、砂质粘土与钙质粘土组成，间夹薄层粉细砂，粘土厚度较大，可塑性好，隔水性能强，厚72.75～79.70m，平均厚75.13m。底部主要为浅灰色中细砂、砂砾层及含砾、含钙质粘土组成，厚9.95～13.45m，平均厚11.78m。2、二叠系（P）检查孔揭露二叠系厚度为462.67～771.40m。揭露地层有二叠系上统上石盒子组、二叠系下统下石盒子组及山西组。其中检1孔终孔层位为下石盒子组顶部、检2孔终孔层位为8煤底、检3孔终孔层位为11煤底，检4孔终孔层位为山西组3煤组底，岩性主要有粉砂岩、砂岩、杂色泥岩和煤组成。（1）二叠系上石盒子组（P21）本次揭露厚度为519.45m。岩性变化较大，上部主要有灰棕色、灰色砂岩、粉砂岩及深灰色泥岩组成，含极不稳定煤层1～2层；中部以灰棕色、青灰色砂岩、粉砂岩为主，夹深灰色泥岩及少量花斑泥岩，含16～20煤组；下部为灰白色、浅灰色砂岩，深灰色泥岩、粉砂岩与2～3层花斑泥岩，含11～13煤组，底部常以灰白色中厚层状中砂岩为主，并与下石盒子组分界。岩性比例详见表4-1-3.上石盒子组地层煤、岩层厚度统计表表4-1-3孔号地层厚度岩、煤层厚度比砂岩(m)百分比(％)粉砂岩(m)百分比(％)泥岩(m)百分比(％)煤(m)百分比(％)检2519.45122.1523.570.9913.7310.8659.815.453.0（2）二叠系下石盒子组（P12）检2孔二叠系下石盒子组揭露厚度37.30m。岩性以灰～深灰色泥岩、粉砂岩为主，次为浅灰色～灰色细、中砂岩，该组发育有8、7-2、5-1、4-2、4-1煤五层可采稳定煤层和较稳定煤层。区内底部普遍发育有灰白色中粗砂岩（即骆驼脖砂岩）和铝土质泥岩。各类岩性比例详见表4-1-4.下石盒子组地层煤、岩层厚度统计表表4-1-4孔号地层厚度岩、煤层厚度比砂岩(m)百分比(％)粉砂岩(m)百分比(％)泥岩(m)百分比(％)煤(m)百分比(％)检237.306.9018.52.607.025.2867.82.526.73、基岩风化带本区检查孔穿过新生界松散层均见二叠系上石盒子组基岩风化带，一般风化深度35.00m左右（见表4-1-6）。1、强风化带：底板埋深497.20m（检2），层厚28.35m。其岩性主要由浅灰、灰黄，黄褐色泥岩为主，局部夹薄层细砂岩，风化裂隙及高角度垂直裂隙较发育，具有水蚀锈斑及方解石充填现象，局部岩石破碎。强、弱风化带深度、厚度一览表表4-1-6地层钻孔强风化带弱风化带RQD（％）围岩稳定性深度（m）厚度（m）深度（m）厚度（m）检2497.2028.35503.806.600～60不稳定（二）构造本矿井井筒及检查孔位于武集背斜东部的倾伏端，附近构造较复杂，根据三维地震资料及钻探揭露情况，有三条断层存在，分别为F40，F8和F42断层，其中：1、F40逆断层走向北东，倾向南东，倾角40～60°，落差0～15m，区内延展长0.7km，在检2孔至检3号孔的Ⅲ-Ⅲ剖面线附近尖灭，为三维地震控制的可靠断层。2、F8逆断层位于检1至检2号孔东北部，走向北西，倾向南西，倾角40～60°，落差0～60m，该断层在本区北部被F7逆断层相切、落差较大。向南至检2号孔以东逐渐尖灭，为三维地震控制的断层，本次检4孔在1134.75～1141.60m穿过该断层，使P12底部的铝土岩及骆驼脖砂岩重复，落差约30m。3、F42正断层为检2、检3、检4号孔所见断层，位于检4孔南部，走向北东东，倾向北北西，倾角70°，落差0～15m。三维地震也有控制。本次检2号孔（副井）在16-2煤下768.50～773.00m穿过该断层，使16-2煤与13-1煤间距缩小，落差约15m。从本次4个检查孔揭露的地层间距来看，除检2、检3、检4孔见断层，煤层及间距稍有变化外，其它煤层及间距基本正常，只是钻孔岩石受附近构造影响，均有不同程度的挤压破碎等现象。其破碎带特征见表4-2-1。破碎带特征一览表表4-2-1孔号起止深度(m)厚度(m)层位主要岩性主要特征RQD(%)检2517.50～526.308.8020煤上泥岩糜棱状、碎块状0559.00～567.008.00泥岩挤压破碎呈糜棱状40615.00～621.406.40泥岩挤压破碎，具滑面、擦痕40768.50～772.003.50F42断层粉砂岩、泥岩碎块状及糜棱状30～50806.70～808.702.0013-1煤上泥岩岩石受挤压破碎呈糜棱状20849.30～850.641.3413-1煤顶板泥岩岩石呈碎块状01013.0～1017.04.0011-1煤下细砂岩、泥岩呈块状，多擦痕40（三）煤层1、可采煤层本次检查孔揭露的可采煤层有上石盒子组17-1、16-2、13-1、11-2、11-1煤层及下石盒子组8、7-2、4-1煤层。另外揭露的其它煤层有：20、18、16-1、7-1、6煤等。在可采煤层中，13-1、11-2、8煤为稳定煤层，7-2、4-1煤为较稳定煤层，17-1、16-2、11-1煤为不稳定煤层。水文地质概况井筒基岩段含水层主要为二叠系含水层（段），二叠系岩性由砂岩、泥岩、粉砂岩、煤层等组成，并以粉砂岩为主。地下水主要储存和运移在以构造裂隙为主的裂隙网络之中，以储存量为主。自上而下划分为2个含水层（段），二叠系各煤层及其泥岩，粉砂岩均为较好的基岩隔水层，在各砂岩含水层间起隔水作用，使各含水层间一般情况下不发生水力联系。现分述如下：（1）上石盒子组（P21）砂岩含水层（段）该组段主要发育20、18、17、16、13-1、11-2煤层，其中13-1、11-2煤为主要可采煤层。该层组砂岩主要以薄至中厚层细砂岩为主，砂岩裂隙发育不均，差异性较大，一般岩石较致密，在风化带及断层破碎带，裂隙比较发育。上石盒子组砂岩含水层（段）累计砂岩厚度为103.50～122.85m，仅占揭露地层的16.5%左右。煤层（组）顶板（50m以内）底板（20m以内）砂岩均不太发育，顶板砂岩一般为2～3层，累计厚度5～25.16m，底板（20m以内）砂岩为1～2层，累计厚度2.8～7.11m，富水性弱。（2）下石盒子组（P12）砂岩含水层（段）该组段检2孔揭露上部地层，厚156.70m。主要发育有8煤、7煤和4煤组，揭露砂岩以薄层～中厚层为主，砂岩累计厚22.81m，占揭露地层14.6%左右，其8煤顶板32m左右为上石盒子组底部砂岩，厚12～20m，该砂岩分布稳定，岩石较致密，在破碎带附近，裂隙比较发育，在钻探过程中未发现漏水现象。副井井筒涌水量163m3/h，计算的井筒涌水量的对比结果详见表6-6-1。井筒涌水量计算成果及建议采用值表表6-6-1井筒涌水量（m3/h）副井备注抽水试验层流33紊流163流量测井层流16紊流88采用值163副井锁口按临时锁口施工，锁口盘面标高为+24.8m，深度4.6m，净直径10.806m。临时锁口采用红砖砌筑，壁后浇筑砼，砌在冻结段外壁以外。外壁-5.0～-100.0m壁厚700mm,砼强度等级为C30,单层钢筋砼支护。临时锁口工程在冻结满足开挖条件后施工，挖掘机配合人工挖土装罐，绞车提升，同时进行临时支护。至上而下掘进、砌筑临时锁口、壁后浇筑砼。锁口在施工过程中预留出风筒及管路等临时出口，保证风筒等能顺利从封口盘下通过。锁口砌筑临时锁口采用红砖砌筑370mm墙，370mm砖墙内口半径为R=5403mm。砌筑临时锁口用的水泥砂浆，由井口东侧的搅拌站搅拌。锁口砌筑时将封口盘钢梁及风筒位置预留出来，并预埋长520mm的Φ8mm盘圆钢筋，在锁口内墙预留长100mm的盘圆钢筋用来固定钢丝网，盘圆钢筋水平间距1.5m～2.0m，垂直间距1.0m。锁口砌筑结束后浇筑壁后砼，锁口内墙铺设钢丝网，钢丝网用Φ5mm钢丝编制而成，网格10×10mm，铺设的钢丝网用预埋的Φ8mm盘圆钢筋固定在锁口上。为确保预埋长520mm的Φ8mm盘圆钢筋埋设牢固，不被拔出来，盘圆钢筋形状为Z形，一头密贴砖墙，一头挂钢丝网。4、浇灌砼待临时锁口砖墙砌筑完毕达到一定强度后，将临时锁口砖墙和冷冻沟槽内墙之间用防水砼浇灌。混凝土强度等级为C30。其配合比由淮南矿业集团兴科计量技术服务有限责任公司进行试配。水：水泥：砂：碎石：RT-2型复合早强减水剂=0.48：1：2.07：3.53：0.04。砼由地面自动计量搅拌站配制，搅拌站设两台型号为JW1500的搅拌机，砼搅好后经溜槽送至井口接灰槽，为防止因为段高过大而对临时锁口墙体造成冲击损坏，接灰槽上的下灰管要引至锁口底板以上1.0m左右，分层下灰，下灰管逐渐缩短，直至浇灌完毕。浇灌砼采用风动震动棒振捣密实。