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济北犷区快速建设技术济北矿区快速建设技术王 明远 赵景忠张仁水杨岱 项朱德明 乔卫国 ( 山 东科技大学山 东泰安 2 7 1 0 1 9 ; 淄博矿业集团林登阁 吴新华 山东淄博2 5 5 1 2 0 )摘要淄博犷业集团在2 0 世纪9 0 年代， 进循市场经济规律， 打破传统的建井方式， 进行一系列的 科技创新， 仅用4 . 5 年建成实际生产能力达8 2 5 万t / a 的现代化矿区， 总投资1 7 . 9 亿元， 比概茸节约3 5 %e关健词市场经济矿区快速建设1 概况济宁北部矿区是2 世纪9 0 年代后期开发的大型现代化煤炭生产基地煤田 在济宁市 的北半部， 总面积3 2 2 k 耐, 1 9 9 1 年原能源部将济北矿区7 . 5 亿t 可采储量， 划归淄博矿业 集团公司( 原淄博矿务局) 为接续矿区矿区可采和局部可采煤层有7 层， 平均总厚9 . 5 8 m ， 其中主采3 层煤， 平均厚4 . 6 1 m , 占总可采储量的6 0 Y o o矿区规划许厂、 岱庄、 葛亭、 唐口四对矿井属淄博矿业集团开采， 设计生产能力6 “万t , 立井开拓， 矿井主要特征见表 t o表 1济北矿区各矿井主要特征表矿井名称可采储量/ 万 t设计能力/ 万 t “ a -服务年限/ a主采煤厚/ m标高/ m井筒垂深/ m臀井简预计涌水量/ mt · h -地面水平许厂1 6 8 3 01 5 08 65 . 2+4 3 . 5- 255主3 3 9 . S副3 2 2 . 5风3 0 6 . 34 . 56 . 55 . 09 57 61 0 2岱庄1 4 8 4 91 5 07 14 . 2 3+4 0 . 6- 410主4 5 0副4 7 5风4 5 04 . 56 . 55. 0] 0 32 7 91 5 5葛亭59 7 ，6 07 17 . 3+ d 0- 15 71 44 0M J 455: ::: :唐口3 7 5 3 03 0 0g 68 . 6+ 3 9- 990主1 0 3 0副1 0 6 1风1 0 4 47 . 57 . 0侣 03 596 2 37 7 6合计7 5 1 8 86 6 0矿区内地质条件复杂， 断层多， 岱庄矿煤层变薄夹研多， 地面有 7 0 个村庄， 压煤量占 8 0 %, 煤层埋深有东部2 0 0 m到西部一1 2 0 0 m以下。

下组煤水文地质为复杂类型， 各井田 上组煤正常涌水量一般1 0 0 ^ - 5 0 0 m ' / h , 最大涌水量达7 7 6 m ' / h 有煤尘爆炸危险和自 然发全国矿山建设学术会议论文选集火倾向， -9 0 0 m以下地温存在一、 二级高温区区内有不同厚度的松软岩层， 唐口矿了 G3 的松软泥沙岩总厚度达5 2 0 me矿区交通运输便利， 煤炭资源丰富， 但地面建筑物多、 地质构造复杂， 井筒深、 岩层软、 地 压大、 地温高、 涌水量大等不利因素， 矿井建设条件十分困 难 2 矿区建设研究体系与内容济北矿区 建设体系形成金字塔形的研究结构， 见图1 济北矿区 是市场经济条件下进行 的现代化矿区建设， 宏观经济环境是市场经济体制已 初步形成， 所以必须构建合理科学的研 究体系以保证矿区建设的快速高效进行 济北矿区在建设中对外面向市场， 对内加强企业文 化建设， 为矿区建设提供了 坚实的基础充分利用市场机制， 以市场为导向 形成自己 的创业 理念， 依靠管理技术上大创新， 最终实现各主要指标达到世界领先水平t om u ( 领先性)\技术创新〔 科学性)管理创新 ( 支撑作用)观念、机制创新 ( 导向作用)市场经济体制〔 宏观环境)企业精神和 科学态度 ( 微观环境)图 1 济北矿区金字塔研究结构图3 矿区建设技术创新 3 . 1 建并技术 3 . 1 . 1 设计创新( 1 ) 建设单位参与设计， 聘请专家共同研究设计方案， 井筒位置选择优先考虑投产后1 0 一2 。

年的投资效益 2 ) 简化地面工广布置， 矿井不建家属区、 学校、 医院、 托儿所等非生产性建筑， 生产服 务依托老区和充州矿区辅助企业和设施， 生活服务依托济宁市区， 减少用地和重复建设的投资 3 ) 设计前介入勘探资料评价， 提高了设计精度 开拓巷道尽量不设岩巷， 多开煤巷 简 化开采系统， 采用“ 一矿一区一面” 的综采布局， 加长首采工作面， 煤流全部采用胶带输送机 直接进井底煤仓， 减少顺槽工程量设计3 0 0 万t / a 的特大型千米立井的井巷工程量仅为1 . 7 万m， 万吨掘进率为5 7 m, 相 当于同类矿井的1 / 2 ,( 4 ) 设计时已考虑有利于快速施工， 如深井井壁设计在满足强度的条件下尽量减少壁济北矿区快速建设技术厚变化; 巷道断面和支护形式、 综掘设备选型均与快速掘进配套 3 . 1 . 2 地面预注桨技术a并井筒施工占整个建井工期的4 0 %以上， 影响施工速度的主要因素是井下涌水， 地 面预注浆是实现打干井的有效方法 济北矿区1 1 个立井全部采用粘土水泥注浆技术， 比 水 泥注浆节约成本5 0 ， 注浆效果达9 5 %， 为井筒快速施工创造了条件。

3 . 1 . 3 立井快速施工技术( 1 ) 立井施工方案立井总体施工采用“ 上冻下注” 方案， 大型机械化配套主要作业线， 即大绞车、 大吊桶、 大 伞钻、 大抓岩机、 大歼石仓、 大模板、 大搅拌机、 大永久井 架， 自 动翻歼、 自 卸式汽车排歼、 自 动 计量上料系统、 自 动下料的“ 八大四自 作业线” 2 ) 中 深孔爆破技术钻眼采用六臂伞钻， 4 . 2 -4 . 7 m中深孔， 高频电磁雷管、 高威力水胶炸药、 多阶直眼掏 槽， 优化爆破参数， 光爆效率达1 0 0 %.( 3 ) “ 多维平行作业”立井施工在设备、 技术配套的基础_ 匕在时间、 空间、 工序和工艺流程中采用“ 多维平行 作业” 技术 如钻眼、 装药、 联线与伞钻升井同时; 浇灌混凝土与伞钻检修同时; 各井筒积极冻 结期与消极冻结期同时; 井筒导水、 截水、 排水与工作面排水、 掘砌同时 4 ) 滚工序工法将凿岩爆破、 出歼、 支护、 清底四个专业班组滚工序不滚班的“ 滚工序工法” 已 达到国家 级工法一个循环由常规的3 6 h 缩短到2 0 h ， 最小仅1 5 h ， 使工作效率提高 6 0 写以上。

5 ) 冻结开挖优化采用“ D J B软件包” 测试冻结温度的发展， 合理选择段高和开挖时间， 采用4 5 0 卸压槽原 理减少冻结压力既达到“ 糖心” ， 开挖速度快， 又不造成“ 片帮” ， 使冻结段最高掘进速度达 2 1 8 m/ 月 6 ) 千米立井综合治水与“ 注锚法” 堵水加固唐口矿千米立井由于涌水量太大、 围岩裂隙小， 地面预注浆后井筒施工采用堵、 截、 导、 排的综合治水方法， 将工作面涌水降至1 0 m ' / h 以下由 于采用以上多种建井技术集成， 济北矿区立井井筒施工多次创全国领先水平见表2表 2济北矿区立井井筒施工创水平表序号矿井名称鄂内容P 犷时间水平1岱庄风井5 . 0冻结段外壁掘砌1 9 1 . 61 9 9 8 . 1 . 2 6 - - 1 9 9 8 . 2 . 2 5全国同井径井简冻结段月进最高水平2岱庄主井4 . 5冻结段外璧掘砌1 8 5 . 61 9 9 8 . 7 . 1 3 ^49 9 8 . 8 . 1 2全国同井径井简冻结段月进一流水平3岱庄副井6 , 5冻结段外壁掘砌1 8 3 . 81 9 9 8 . 5 . 1 - - 1 9 9 8 . 5 . 3 1全国同井径井简冻结段月进一流水平全国矿山建设学术会议论文选集续表 2序号黔内容yq S t#时间水平矿 井名称4岱庄风井5 0基岩段掘砌1 3 0 . 31 9 9 8 . 8 . 1 5 0 - 1 9 9 8 . 9 . 1 4达到全国同井径井筒掘砌月进度一流水平5岱庄主井4 . 5基岩段掘砌1 2 2 . 31 9 9 8 . .1 1 . 1 6 - - 1 9 9 8 . 1 2 . 1 5达到全国同井径井筒掘砌月进度一流水平65 0冻结段外壁掘砌2 1 8 . 11 9 9 9 . 2 . 6 - 1 99 9 . 3 . 8全国同井径井筒冻结段外 壁掘砌月进最高水平葛早王并7葛事副井5 . 0冻结段外壁掘砌2 1 6 . 91 9 9 9 . 4 . 2 7 - 1 9 9 9 . 5 . 2 6全国同井径井简冻结段外壁掘砌月进一流水平8唐口主井7 . 5 冻结段和基岩段掘砌( 平均月成井)1 1 2 . 02 0 0 2 . 4 . 1 3 ^ 2 0 0 3 . 7 . 2在一个工广内3 个超千米立井条件下， 3 个井简平均 月成井速度和1 6 个月建并 总工期创国内外纪录1 13 . 62 0 0 2 . 1 . 8 - - 2 0 0 3 . 5 . 2 3唐口副井7 t 04 矿区建设效果4 . 1 速度快四年半建成设计能力为3 6 0 万t / a 的三对大、 中型现代化矿井。

设计3 0 0 万t / a 的三个千米立井， 平均月成井超百米， 总工期1 6 个月 4 . 2 投资少已 投产的三对矿井和铁路专用线， 设计概算3 2 . 4 亿元， 由 于采取一系列的技术创新， 节 约投资1 1 . 7 5 亿元， 实际投资1 7 . 9 亿元， ， 节资率3 5 %. 4 . 3 质童高、 安全好矿区已竣工的单项工程， 经质量监督部门认证全部为优良矿区建设 7 年来无重大工程质量事故和重伤以上事故， 建井期间零死亡 4 · 4 效益好、 效率高已投产的三对矿井现实投产当年即达产， 第二年超产的目 标 至今已产煤2 6 1 8 万t ， 至 2 0 0 2 年底上缴税费5 . 7 3 亿元， 盈利5 . 5 7 亿元， 所有贷款全部还清2 0 0 3 年生产原煤8 2 5 万t ， 全员效率达 1 2 . 2 t / 工， 万吨掘进率5 7 m, 4 . 5 资源利用率高、 环保好矿井歼石全部用于充镇工广和路墓， 矿井污水 1 0 0 %处理， 工业用水达4 0 维护了 生 态平街， 环瑰无污染参 考 文 献[ 习 济南煤矿设计院. 济北矿区可行性研究报告. 1 9 9 3 . 2「 幻河北建院施工组织研究所. 济北矿区矿井施工组织设计. 河北煤炭建筑工程学 院, 1 9 9 2 . 1 1。