《建井科研汇编》15：井筒短段掘砌施工方法

发布时间:2024-04-23

《建井科研汇编》15：井筒短段掘砌施工方法

井筒短段掘砌施工方法

主要完成单位：煤炭科学研究院北京建井研究所、平顶山矿务局煤炭科学院、平顶山矿务局第四建井工程处十矿风井工区，主要完成人员：段振西、陈楠溪，起止时间：1958 - 1959 ，鉴定时间：1959.01 ，鉴定单位：煤炭科学研究院

技术特征与简要说明：

首先用木板钉成直径1.2m的模型进行试验，在模型内涂以粘土，用小粘土块砌壁，经23- 24h后挖空其底部所铺垫的材料，使井壁悬空，然后在上加荷载，荷载加至12~19小时，井壁并无任何破坏痕迹;但粘土却沿木板下沉，限于条件此时已不好再往上加压，此时井壁的粘着剪力为0.12MPa，虽然模型试验取得数据不多，但它却表明从整个井壁是不易下沉的。

料石与混凝土之间，混凝土与围岩之间主要有如下几种作用力，粘着力，粘着剪力及摩擦力(当砌体相互脱离时.才可能起作用)，根据试验结果。

1.混凝土与土壤的粘着力随土壤温度，物理机就性质及混凝土强度而变化，当混凝土0.68MPa时与砌质粘土的粘着力在0- 0. 0085MPa之间(图1).

2.混凝土与料石(租琢)的粘着力，随混凝主强度变化，约为混凝土强度的1/25 •

3.混凝土与砂质粘土的粘着力，当混凝土强度为0.68MPa时与粘土的黏着力在0- 0.25MPa (圈2).，图

4.混凝土与料石的粘着剪力是混凝土强度及料石性质的函数。

5.混凝土与砂质粘土的摩擦力系数因土壤温度不同为0.24 - 0.70，

6.混凝土与料石(粗琢)摩擦系数为1. 02，

7.砂浆强度以掺入5%CaCl2较好• 14h强度即达0.417MPa为不掺入同期强度的3.5倍.

8.110号混凝土掺入CaC125%，14h强度为O.55MPa，如降低W/C=0.9 - 0.7则为 1.14MPa

9. 140号混凝土掺入5�C12·5 -伯即达到U9.8MPa以上，为不掺同期强度的2.33倍，一天的强度约为不掺的四天强度.如能降低W/C则效果好。

10.单纯的以粘着剪力来维护井壁，砂浆I昆凝土加入3% - 5�C1214h即完全可能超过14h即达到3倍以上的安全系数(到24h)•

11.正体圆形结构试验表明加入到CaC1214h左右已达到4倍以上的安全系数，随着间的增长，此值将更大。

这些试验数值，虽然有些简单粗糙，但却提供了施工的可能性和相当多的理论依据十矿三号风井，井筒净径3.5mD壁厚400mm，荒料石砌壁.在最初阶段打井平结成井l.4m，.以后安上15kW小绞车0.23的吊桶提升，风铺掘进，平均日进1.4-1.6m. 高2.53m，取得较好的效果. 十矿三号风井掘砌到底后就又到一矿西风井继续进行试验和推广，十二矿东风井亦同此法施工.平均日进成井1.6m，并有4-6天平均日进2.1m，均取得了良好的效 在工业性试验阶段井筒所穿过岩层见下表： 最初为红色粘土夹钙质结核，其内摩擦角150 .抗压强度0.3MPa.容量1.994，比重 72，涌水量5 - lOt/h.， 在十矿三号风井软岩内进行了一次爆破试验，随后即在一矿西风井岩层内多次进行试验，均取得了良好的效果.。鉴定意见：

短段掘砌施工方法.完全解决了在缺乏钢材、坑木以及吊盘悬吊设备等情况下的打井司题.保证了质量，随掘随砌防止水冲片帮.亦保证了安全.并节约水泥等材料.表土内施工表明，速度辅t提高45.8%，成本下降35.3%，劳动效率亦显著提高.该方法有以下几个特点：

(1)地取材"能充分的利用地方性材料，如荒料石.低标号砂浆，混凝土等。

(2)工序大大简化，易管理，新工人易掌握；

(3)在目前材料、设备不足的情况下，采用这一方法有极大的价值.并给"一次成" ，十矿三号风井.一矿西风井，十二矿东风井和鹤壁等矿的相继采用.进一步说明它的强大生命力.，另外，专题本身尚存在一些缺点，如在岩层内附L爆破，短段如何发挥砌璧效朝日平行作业问题等.应在今后继续加以研究.。