堅硬黃土層立井掘進施工技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、我國西部地區(qū)覆蓋有深度達到200 m~300 m厚的第四系特厚黃土層，且深部是含有鈣質(zhì)膠結(jié)物的中更新統(tǒng)老黃土及古土壤，土質(zhì)特別堅硬。黃土層通常具有濕陷性、弱膨脹性，遇水易引起黃土層膠接結(jié)構(gòu)破壞，產(chǎn)生較大的塑性變形。在黃土層爆破打眼易出現(xiàn)塌孔、偏斜及排渣困難等技術(shù)難題；爆破對井壁圍巖的人為擾動大，爆破參數(shù)不易確定。同時，普通法施工面臨黃土特殊結(jié)構(gòu)引起的塌幫、深部高塑性變形等技術(shù)問題。
　　論文以邵寨煤礦回風(fēng)立井施工條件為背景，基于立

2、井普通法施工工藝，采用理論分析、數(shù)值模擬計算，并結(jié)合工程實踐經(jīng)驗的方法對特厚堅硬黃土層復(fù)雜地質(zhì)條件下立井掘進施工技術(shù)進行研究。論文基于立井井壁圍巖穩(wěn)定性理論，分析了立井圍巖應(yīng)力分布規(guī)律，預(yù)測了黃土層安全合理的井壁厚度及井筒圍巖位移。采用FLAC3D數(shù)值模擬計算，分析了不同掘進段高及支護厚度對井壁圍巖穩(wěn)定性影響，得出了合理的掘進段高及支護厚度。
　　論文基于螺旋鉆進的原理及優(yōu)點，提出了傘鉆配特制螺旋鉆桿干式打眼技術(shù)，實現(xiàn)了在黃土層中

3、快速高效打深眼的目的，并給出了螺旋鉆桿參數(shù)計算方法及參數(shù)；基于松動爆破技術(shù)，理論計算并優(yōu)化了深孔松動爆破參數(shù)，降低了爆破對井壁圍巖的人為擾動。
　　研究成果在邵寨煤礦得到成功應(yīng)用，采用傘鉆配特制螺旋鉆干式打眼技術(shù)、深孔松動爆破技術(shù)及普通法施工工藝，實現(xiàn)了其第四系294 m特厚堅硬黃土層的立井井筒安全、高效、快速施工，其中0~-100 m段成井速度82 m/月，-100 m~-294 m段成井速度80 m/月。本技術(shù)的成功應(yīng)用，取得