一种井筒垮塌的支护方法与流程

本发明涉及采矿工程，尤其涉及一种井筒垮塌的支护方法。

背景技术：

1、随着反井钻机和光面爆破等设备和技术的发展应用，天井掘进支护施工质量和作业安全性明显提升。但是，在软岩破碎带内的天井掘进支护施工，仍然存在井筒大面积垮塌，常规锚网喷支护效果差，浇筑混凝土支护施工工序复杂，在垮塌空区支护作业安全性差，支护成本高等难题。特别是反井钻机在软岩破碎带内掘进时，钻进水不断冲刷井壁软弱岩层，井筒易严重垮塌，进而导致整个井筒报废，延误采矿生产建设工期，造成安全隐患和极大的经济损失。

2、为解决上述问题，陆续有人公开：专利cn 106677787 b“竖井修复加固结构及修复加固施工方法”，它是通过锚杆钻孔注浆加固竖井内部破碎及渗水区域的围岩,对待修复部位进行止水，在渗水部位钻设多个泄水孔通过排水系统将渗水部位的水引入竖井井底以下的土层中，在竖井待修复部位下方的达到ⅲ级岩体标准的井壁围岩或完整井壁上施工环形基座，并在环形基座上安装钢板筒，采用竖向混凝土输送管在钢板筒与井壁之间填充浇筑混凝土将钢护筒固定在竖井内壁上，能竖井修复加固，但存在垮塌区域冒顶片帮事故风险高、施工安全性差、效率低、成本高等不足；专利cn 116537793 a“一种穿越破碎带的竖井井筒支护方法”，它是穿越破碎带的竖井井筒支护方法，包括基于地质勘查结果和岩芯取样成果，预测竖井井筒中破碎带围岩深度，对竖井井筒进行挖掘，在挖掘至距预测的破碎带围岩深度预定距离时，停止掘进并对工作面进行平底处理，对停止掘进断面进行预注浆处理，包括井壁预注浆处理和工作面预注浆处理，采用短掘短砌的作业方式进行掘进，直至通过竖井井筒中的破碎带段，能竖井掘进，但不适于竖井施工完成或投入使用后发生大面积垮塌的支护。

3、为此，研发一种井筒垮塌的支护方法具有十分重要意义。

技术实现思路

1、本发明的任务是为了克服现有技术的不足，提供一种井筒垮塌的支护方法，它施工效率高、作业安全性好、支护强度高、井壁光滑。

2、本发明的任务是通过以下技术方案来完成的：

3、一种井筒垮塌的支护方法，针对软岩破碎带内的天井掘进支护施工的问题，包括利用常规井架、提升机等提升设备设施，还包括如下步骤与条件：

4、a.根据井筒直径，制作钻有若干锚杆孔的弧形护板；

5、b.在井口安装常规井架、提升机等提升设备设施，以运输人员和材料至支护作业面；

6、c.安装人员站在吊盘内，在井筒垮塌上部中等以上稳固岩层，用中空注浆锚杆固定弧形护板，加固围岩，形成稳固层；

7、d.以稳固层为基础，向下逐层密实焊接弧形护板，在垮塌空区位置，每片弧形护板外侧预埋若干锚杆，直至井筒下部稳固层区域；

8、e.架设充填管道，充填垮塌空区，形成充填体。

9、本发明与现有技术相比，具有以下优点或效果：

10、(1)因为设有弧形护板并焊接形成护筒，并使弧形护板从井筒垮塌上部中等以上稳固岩层开始，向下逐层安装，还采用中空注浆锚杆安装弧形护板的同时，巧妙地利用了原岩的自承能力，起到了对井筒垮塌上部岩层预加固的作用，形成上部稳固层护筒，所以支护稳固性好。

11、(2)同时由于在井壁安装中空注浆锚杆和在垮塌空区位置预埋锚杆相结合的方式，使弧形护板和原岩形成筒形有机整体，所以支护的整体稳定性大幅提升，明显提高了井筒的支护质量和耐久性。

12、(3)同时还由于以护筒筒体为模板，焊接密封性好，井壁光滑，筒体强度高，所以充填后无需拆模，充填作业效率高，所需充填强度及成本低。

13、(4)此外由于作业人员全程在吊盘内完成弧形护板的安装，所以工序简单、作业安全性好、安装成本低、施工效率高。

14、总之，本发明不仅适用于竖井掘进过程中垮塌支护，而且适用于竖井施工完成或投入使用后发生大面积垮塌的支护情形，同时可在常规掘进进尺的条件下使用，弧形护板从井筒垮塌上部中等以上稳固岩层开始，自上而下逐层安装，巧妙地利用了原岩的自承能力，起到了对井筒垮塌上部岩层预加固的作用，形成上部稳固层护筒，支护稳固性好，施工安全性好，有效降低了施工过程中冒顶片帮事故风险，另外无需施工环形基座，施工工艺简单、效率高、成本低。

技术特征：

1.一种井筒垮塌的支护方法，针对软岩破碎带内的天井掘进支护施工的问题，包括利用常规井架、提升机等提升设备设施(1)，其特征在于还包括如下步骤与条件：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述弧形护板(8)弧长为井筒(2)周长的三分之一或四分之一，高度为1.0m～1.5m，厚度为5mm～10mm。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是所述弧形护板(8)用钢板制作。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述锚杆(6)用螺纹钢或圆钢制作。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述弧形护板(8)开有锚杆孔(10)，孔径20mm～25mm，孔距700～900mm。

6.根据权利要求1或4所述的方法，其特征是所述锚杆(6)，长度为1.2m～2.0m，直径为18mm～22mm。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述稳固层高度为4m～6m。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述充填，用混凝土或泡沫混凝土进行，充填体强度为1mpa～20mpa。

技术总结一种井筒垮塌的支护方法，包括如下步骤：根据井筒直径，制作钻有若干锚杆孔的弧形护板；在井口安装常规井架、提升机等提升设备设施，以运输人员和材料至支护作业面；安装人员站在吊盘内，在井筒垮塌上部中等以上稳固岩层，用中空注浆锚杆固定弧形护板，加固围岩，形成稳固层；以稳固层为基础，向下逐层密实焊接弧形护板，在垮塌空区位置，每片弧形护板外侧预埋若干锚杆，直至井筒下部稳固层区域；架设充填管道，充填垮塌空区，形成充填体，具有对井筒垮塌上部岩层预加固，形成上部稳固层护筒，支护稳固性好，施工安全性好，有效降低了施工过程中冒顶片帮事故风险，另外无需施工环形基座，施工工艺简单、效率高、成本低等优点。技术研发人员：严鹏,龙翼,邹南荣,王沉,刘兆瑞,温峻,温世平,黄建鑫,董从飞受保护的技术使用者：紫金矿业集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23