煤矿建井技术（提纲）立井井筒施工是煤矿建设的关键工程，掘进工程量（进尺）虽仅占5～10%（如口子孜东矿投产时井巷工程量总进尺29705m，而三个井筒为3042m），但工期却占三分之一左右，投资占20～30%。
一、建井方法：1.井筒穿过的地层地质概况（表土层、基岩风化带、煤系地层另外说说第三系、白垩系、侏罗系地层）2.普通凿井（钻眼爆破）法适用条件：基岩段井筒和表土层较薄且不含水或弱含水的井筒。
3.特殊凿井方法（1）冻结凿井法适用条件：广泛适用于各种复杂的地质和水文地质情况下的地下工程。
（2）大钻机钻井法适用条件：①以表土层为主的井筒施工，煤系岩层约占全井深度的1/4左右；②地质条件复杂（流沙层、粘土层厚，岩层涌水量大）的井筒。
（3）沉井法（施工160个井筒，总深度5000m；山东曲阜单家村矿主井，192.75m）适用条件：①无承压水；②深度目前小于200m；③穿过密实粘土层、砂礓、砾石、卵石层时需要提高水枪压力或辅以抓斗取石。
（4）砼帷幕法（最大深度57m）适用条件：含水不稳定表土层厚度不超过60m。
（5）注浆法（设计手册将其与井点法均列为建井方法，实为一种施工措施）（6）井点法（降低水位法）具体建井方法的选择原则见设计手册P1539。
二、立井施工普通凿井（钻眼爆破）法1.项目核准2.“N通一平”3.“三大一深”（大吊桶、大抓岩机、大模板，深孔爆破）到大段高液压下行单缝式整体活动钢模板，大流态、高强、速凝等多性能混凝土4.装岩、提升、排矸（0.11m3、0.2m3、0.4m3、0.6m3、1m3抓岩机；1m3～5m3吊桶，日本最大4m3、德国最大7m3、原苏联最大8m3；7t、15t自卸式汽车）5.伞形钻架（4臂、6臂、9臂）6.井架（亭式钢管井架Ⅰ～Ⅴ、ⅢG 、ⅣG型，生产井架建井用）和吊盘7.井壁固定吊挂8.通风、防排水、照明、信号及通讯、测量、安全梯9.过煤层施工（以望峰岗为例）（设计手册P1559）10.立井井筒延伸 （不停产 保护盘 正井法和反井法） 反井钻机：导孔直径216～311mm ，扩孔直径：1200～3000mm ，钻孔深度：120～250m ，宜控制在150（180）m 以内。
11.基岩段井壁结构设计 （设计手册P1559表4-3-39） 基岩井壁厚度经验数值井筒直径 （m ） 井壁厚度（mm ） 壁后充填厚度（mm ） 混凝土 料石 混凝土砖 缸砖3.0～4.5 300 300～350 400 425 混凝土砖、料石及缸砖井壁的壁后充填厚度为100mm现浇混凝土为零 4.5～5.0 300～350 350～400 400 475 5.0～6.0 350～400 400～450 500 515 6.0～7.0 400～450 450～500 500 550 7.0～8.0 450～500 500 600 600 注：1.本表厚度不包括壁后充填； 2.混凝土强度等级不低于C15； 3.本表适用f=4的岩层。
三、冻结凿井法冻结凿井法是：用制冷技术暂时冻结加固井筒周围不稳定地层并隔绝地下水后再凿井的特殊施工方法（煤矿科技术语），又称冻结法凿井。
冻结法凿井已有130年历史。
1883年德国首次采用冻结法凿井技术获得成功后，在德国、比利时、英国、荷兰、波兰、原苏联、加拿大、中国（1955年开始）得到普遍应用。
原苏联1928年开始采用冻结凿井法，解体前共采用冻结法施工建成约500个井筒。
波兰从1885年至上世纪70年代末采用冻结法施工建成约250个井筒。
德国在鲁尔矿区建设了250个立井井筒，多数是采用冻结法施工的。
英国1909年开始采用冻结凿井法，上世纪70年代建设的塞尔比煤矿，年产商品煤10Mt ，矿区内10个立井井筒和2个提煤斜井都是采用冻结法施工的。
上世纪20年代比利时的冻结深度达到638m ，,50年代加拿大的冻结深度达到915m ，70年代初英国博尔培钾盐矿风井的冻结深度达到930m 。
比利时冻结的主要地层为含水丰富不稳定的冲积层，其它国家冻结的主要地层为软弱含承压水地层。
根据中国煤炭建设协会统计资料，我国1955～2010年由国有大型企业采用冻结法建成立井井筒968个。
累计井筒长度达227km ，最大井筒净直径10.5m 。
目前我国冻结法凿井已进入深井冻结时期，中东部地区最大冻深800m ，西部地区达950m 。
而在上世纪冻深还没有超过500m 。
近十多年冻深500～950m 的井筒已超过100个，是冻结深井井筒数最多的国家。
最近施工完成的甘肃省核桃峪矿副井，净径9.0m ，冻深950m ，超过英国，创造了新的世界纪录。
近年部分深立井冻结法凿井统计表序号井筒名称井深(m)净径(m)冲积层厚或基岩含水层深(m)冻结深度(m)开钻日期（年、月）1 宁夏红二矿副井988 7.0 464.1 682 2010.42 内蒙巴彦高勒副井644.5 9.0 649.67 655 2010.53 内蒙葫芦素回风井681.3 8.0 525.0 672 2009.74 安徽板集矿主井795.3 6.2 580.93 660 2010.95 安徽杨村矿主井986.9 7.5 283.0 710 2009.66 内蒙母杜柴登副井711.0 9.4 124.7 721 2008.107 安徽口子东矿主井1005 7.5 568.45 737 2006.68 内蒙门克庆矿副井755 10.0 760.23 765.5 2010.59 内蒙门克庆矿风井735 8.0 690.6 747 2010.510 河南李粮店矿主井755.5 5.0 394.8 772 2009.611 内蒙母杜柴登主井762 6.5 124.67 777 2008.1012 河南李粮店矿副井780.5 6.5 391.25 800 2009.613 安徽杨村矿风井986.9 7.8 538.9 800 2010.214 内蒙门克庆矿主井785 9.6 67.3 802 2010.515 陕西高家堡矿副井841.5 8.5 22.8 850 2010.1216 山东龙固矿北风井764 6.0 675.6 730 2011.317 陕西高家堡矿主井859 7.5 26.5 791 2011.118 陕西高家堡矿风井821.5 7.5 320 830 2011.119 甘肃新庄矿风井1025 7.5 210.61 910 2011.920 甘肃新庄矿副井990.3 9.0 890.0 908 2011.821 甘肃核桃峪矿风井975 7.0 521 916 2011.322 甘肃核桃峪矿副井1005 9.0 214 950 2011.3（一）立井冻结1.冻结原理：氨-盐水（氯化钙）循环钻冻结孔管路安装冷冻机（活塞式、螺杆式）2.冻结方式：全深、差异、分期、双排（多排）管、局部3.防片帮孔冻结和双供液管冻结4.冻结壁（固结粘土To可低于-3.6o C，杨村为-1.1～-2.7o C之间）未冻水含量Wu（一般粘土-3o C时为10%，两淮深部粘土可达15%）导热系数λ，两淮比通常土要小，导热性能要差。
5.冻结壁的形成和温度场（预测模拟计算机软件）6.水文观测孔和测温孔7.冻结壁设计（按井检孔资料最深透水砂层为设计控制层，并核算深部粘土层的掘进段高和暴露时间。
）8.冻结深度《煤矿井巷工程施工规范》第5.2.2条“立井井筒的冻结深度，应根据地层埋藏条件及井筒掘砌深度确定，并应深入不透水的稳定岩层10m以上。
基岩段涌水量较大时，应延长冻结深度。
”第5.2.26条“冻结段井筒的掘砌深度应浅于主冻结孔设计深度（7～15m）。
”（以谢桥副井、刘庄副井、新主井为例）9.冻结井筒掘进上下慢，中间快。
压风防冻；机械破土（挖掘机，冲击式抓斗）；（表土层中一般禁止采用钻爆法，含水冻结岩层使用，炮孔与冻结孔距离不得小于1.2m）10.预留风道口11.冻结法凿井井壁结构a.施工方法和顺序b.承载情况和受力过程（四个阶段）c.水的渗透，内壁菏载，壁间注浆时机（以刘庄副井为例）d.冻胀（砂层）和塑胀（粘土层）e.冻结压力设计取值 200m以内>1.0H，200～350m <1.0H，≥400m为1.0～1.2Hf.泡沫塑料板的隔温、隔水、缓压作用g.套内壁时的温差应力及外壁对内壁的约束（加塑料薄板夹层，配双排钢筋，混凝土添加剂）h.壁座（圆筒形、锥形）i.井壁结构设计1)计算原则2)菏载系数3)结合施工条件（少分段，混凝土强度等级，壁厚变化处的处理，外层井壁配筋等）（以杨村风井为例）4)壁座的设置、形式与位置5)冻结基岩段井壁6)新旧《混凝土结构设计规范》安全度的比较7)《混凝土结构设计规范》中必须注意的几个问题①第7.1.3条，混凝土强度等级超过C50时，设计计算都需乘以折减系数α1β1（对比表4.1.4）②第7.3.1条，轴心受压构件，构件总强度须乘以系数0.9③第9.5.1条，最小配筋率的规定和条文说明④第A.2.1条，素混凝土轴心抗压强度设计值乘以系数0.85（原为0.95）（顺带谈谈井壁配筋的必要性）⑤附录C C.3 多轴强度12.冻结法凿井需注意的几个问题a.速度提高的主要原因钻孔达月进尺3400m、螺杆式冷冻机、液压下行单缝式整体活动钢模板、高性能混凝土等b.钻冻结孔需注意的几个问题（以顾北副井和界沟回风井为例）《煤矿冻结法开凿立井工程技术规范》第6.2.4条中规定“当低碳钢冻结管连接采用焊接方式时，应符合下列规定：1……冻结管两端必须有坡口。
4焊缝应饱满，焊接后必须冷却5～10min才能下放。
”c.井筒试挖条件：《煤矿冻结法开凿立井工程技术规范》第9.1.1条中规定“水文观测孔水位1层或多层水位都必须均匀有规律上升并溢出管口，最迟一层水位溢出管口7d，并保持稳定。
当井筒工作面有积水时，井筒水位亦应有规律上升，井筒内积水与外部含水层无水力联系。
”否则欲速不达。
（以顾北副井为例）（也有特例：山区部分承压含水层未冻就可能冒水。
应对措施：接长水文观测管再继续冻结。
） (还要注意水源井的影响）（界沟回风井底含层报道情况）d.关注高性能混凝土的施工配比（以祁东副井、丁集某井筒和刘庄某井为例）e.关注内层井壁厚度（以卧龙湖主井和界沟回风井为例）f.泡沫塑料板的利与弊（以刘庄某井和界沟回风井为例）g.多余管路对井壁的影响（以张北主井和界沟回风井为例）h.壁间注浆时机及新的变化（以潘一东回风井和刘庄、张北副井等为例）（山东金桥矿事故）i．冻结深度达马头门问题（以钱营孜风井为例）j.一些特殊情况的处理（以潘三东风井和张北副井为例）k.关于负摩擦力问题（二）斜井冻结上世纪六、七十年代，苏南卜弋桥煤矿斜井情况，（卜弋桥煤矿斜井冻结起止垂深26～47.7m，冻结段斜长61.5m，冻结孔3排，冻结孔间距1.2m，分2段冻结。