王庄煤矿井筒防治水工程的实践与探索

杜晓刚

(潞安环能股份公司 王庄煤矿，山西 长治 046031)

王庄煤矿位于山西省长治市郊区故县，距市中心30 km。北边为漳村煤矿，南部以二岗山北正断层为界，西北与常村煤矿相邻、西南为古城煤矿、东与石圪节煤矿及3号煤层露头线为界。井田面积79.680 6 km2(新区井田面积27.639 km2)。矿井建成投产于1966年12月，原设计能力为90万t，经过两次改扩建和环节系统改造，目前核定生产能力为710万t。目前，提升系统有一个主提升、三个副提升。其中，540副立井主要运人和料，受特殊地质情况和开拓施工影响，井筒内壁多处出水沿井筒流至井底井底马头门，加之540副立井为进风井，风水的共同作用给井底的安全生产标准化工作带来不便。通过调研，确定采用“挡、引、排”的方式进行井筒水的防治工作。

1 540副立井主要情况

王庄煤矿540副立井于2008年3月14日正式投运。井筒环境淋水和井筒井壁出水量约为6 m3/h，井筒高度为453 m，直径为7 m，一周长度为21.98 m，井筒从200 m处开始有出水点，并有多处射流点，造成井底马头门处淋水大，给井底上下罐笼人员及把钩工工作带来极大不便，更无法保证井底装潢墙面的标准化。

2 工程概况

挡：针对井筒内壁多处射流点，在出水点下方，用5 mm厚不锈钢板特制的水槽进行封挡，根据封挡实际效果进行一级或多级分层封挡，保证井筒内壁出水全部汇聚在水槽内。

引：井筒井壁铺设每层水槽的最下端都连接一个集水漏斗。上下漏斗之间用橡胶管连接。我矿在井筒的南北两侧内壁各敷设一趟直达井底的汇流管，统一对水流进行收集导引，导流至井底。

排：进过汇流后，井筒内壁出水全部导入540副立井底。由于井筒内壁出水情况随季节变化(雨季内壁出水量加大)，在540副立井底设置一台小型风泵直接将积水排入540中央水仓内，并定期对540副立井底井下清淤泥工作。

3 具体施工

1) 在井筒井壁铺设环形水槽，对水流进行收集，导流至井底，使马头门处于基本无水状态。每层水槽低端制作一个300 mm×300 mm×100 mm(长×高×厚)漏斗，内部上层加焊不锈钢篦子，防止杂物进入堵塞汇流管，漏斗两侧共加焊4个鼻子，鼻子打眼用膨胀螺丝固定。在漏斗与井筒内壁之间缝隙用日本防水胶填充，压紧压实。上下漏斗之间用3寸橡胶管连接。橡胶管紧靠井筒内壁垂直设置，用不锈钢卡每隔500 mm对橡胶管进行固定。水槽用5 mm厚不锈钢板制作，并按照井筒内壁弧度设计，长度统一700 mm一根。根据出水量大小，分别向井筒南北两个方向引流，井筒南北方向铺设两趟导流管，安装位置必须保证日后维护水槽便利。

2) 水槽与井壁之间用膨胀螺栓进行固定，每组水槽用两个螺栓锚固，水槽与井壁之间缝隙用日本防水胶填充，压紧压实，铺设水槽前用砂布将井壁上的灰尘及附着物擦净，并用清水冲洗。两组水槽搭接长度不小于100 mm。

3) 水槽铺设从200 m处开始，根据井筒出水点位置向下均匀布置，射流点全断面铺设不锈钢板，钢板与井壁之间缝隙用日本进口胶填充，压紧压实，并在钢板下部安设环形水槽(环井筒一圈)，使水流全部导流入槽。在水槽上方，用不锈钢网进行遮挡，防止大的杂物进入水槽影响水流。

4 施工工艺

检查工具—进入罐笼—系好安全带—信号提升达到预定位置—清洗井壁—铺设水槽—固定水槽—充填日本防水胶—压紧压实水槽—安装漏斗—安设连接胶管，按照顺序依次铺设下一道水槽。作业前进全程由相关工作人员负责配合罐笼提升及监管安全。

5 固定强度验证

1) 施工要求是每个水槽(重量为14公斤，用N水槽表示)用四条M12的膨胀螺栓固定在强度至少为C35的混凝土井筒壁上。

2) ①根据M12标准件膨胀螺栓的参数知M12膨胀螺栓的允许剪力为N1=740 kg，四条M12膨胀螺丝最大承受剪力为N螺栓=2 960 kg。故N螺栓远大于N水槽。②540副立井井筒使用混凝土最低强度为C35，以M12膨胀螺栓固定在150号混凝土上计算，每条螺栓的允许剪力N混150=345 kg，四条螺栓共计承受重量为N混=1 380 kg。故N混远大于N水槽。③综上计算，在C35及以上强度的混凝土墙壁上用M12的膨胀螺栓固定14 kg的水槽满足强度要求。同理也满足漏斗的强度要求。

6 制定安全技术措施

1) 所有参与施工的下井人员必须进行必要的入井安全知识培训。

2) 施工人员必须戴安全帽、矿灯，严禁携带烟草和点火物品。

3) 作业地点在罐笼上部，材料及工具放于罐笼上层，大罐顶部每次作业不超5人，小罐顶部不超3人，整个施工必须有专人监督指挥并负责与地面联系。

4) 在罐笼作业必须系好安全带，保险带绑在罐笼上可靠位置并生根牢固，分别系在提升钢丝绳和罐笼上，有专人监护作业，工作人员要做好自主保安。

5) 在罐笼上使用梯子时，支撑必须牢固，有防滑措施并有专人监护。

6) 各项工作必须有一名跟班队长现场统一指挥协调。

7) 各种工具必须用麻绳拴好，并套于手腕或绑在罐笼上，安全帽要系好、系牢，以防坠入井筒。

8) 使用罐笼升降的信号系统，必须使用对讲机。对讲机在每个矿井施工时都要预先设置一个专用频道，并确认调试完好，语音信号清晰，并且没有和其他对讲机使用同一波段后方可使用。须有一人手持对讲机在罐笼内与提升机司机联系。

9) 每班施工后必须检查施工地点的安全状况，如有安全隐患立立即停止作业，并向矿调度室及队值班室汇报。

10) 副立井井口10m、井底20m范围内严禁闲杂人员进入及堆放物品，在施工期防止任何物品掉入井筒，以防伤人事故。

7 工程效果

“挡、引、排”防治水工程实施后，井底马头门基本处于无水状态，见图1。

图1 井筒防治水施工安装示意

8 结 语

“挡、引、排”防治水工程的顺利开展，解决了井筒内壁出水对井底环境带来的不良影响。同时也为井下工人把钩、上下料带车创造了一个良好的作业环境，也为井底马头门下一步的标准化工作的创造了一个前提条件，极大了提升了我矿井底的安全生产标准化水平。