冻结井冻结段快速施工工法 HXGF-KJ1-2009 山东华新建筑工程集团公司 立井井筒工程量占矿井建设总工程量仅 3.5％～5％，但其建设工期 却占总工期的 40％左右。随着市场竞争及提高经济效益的要求，加快立井

施工速度，是缩短矿井建设工期的关键，特别是冻结井增加了冻结工期和 费用，加快施工速度尤其重要。 我公司自施工冻结井以来，对冻结井筒立井机械化快速施工进行了

长期的研究与实践，在鲁新副井的施工中成熟地利用了超大荒断面冻结 立井井筒机械化配套作业线，井筒冻结段自 2008 年 9 月 11 日正式开工， 到 2008 年 12 月 10 日外壁施工完成共 3 月计成井 271.0m，平均月成井 90.4m。创同行业超大荒断面冻结立井井筒快速施工新记录，并且经过多

年来国内、外各类冻结立井井筒施工实践，形成了大荒断面冻结立井井筒 机械化快速施工综合配套的施工方法。 一、特点

1．根据冻结立井井简直径、深度及地质条件来合理的配置机械化装 备，特别是采用挖掘机下井挖土装罐，工作面清底，节省了大量人工；解决 了因单钩提升，吊桶装载距离远，出矸时间长的问题，提高工效近 6 倍。

2.解决了立井施工，井下装矸时间太长对施工循环周期的影响，缩短 了循环周期，有利于实现正规循环作业。实现了冻结立井井筒快速施工。 3．井筒开凿后立即进行永久支护，减少了岩层的暴露时间。不需进行 临时支护，节省临时支护时间和材料，既减化了施工工艺，确保了施工安 全，又有利于降低工程成本，增强企业的竞争力。

- 1 -华新建筑工程集团有限责任公司．

4．各工种实现专业化，按“滚班制”作业，充分调动了人的主观能动性。

5．掘砌段高一般 2.5～4.28m，有利于爆破循环的实施，充分发挥机械 化装备的优势。 二、运用范围

1．本工法广泛适用于煤炭、黑色金属、有色金属、稀有金属和非金属 等各类矿山工程立井冻结井筒施工。

2．适用于井筒净直径不小于 Φ5.5m，荒断面 Φ6.5m 以上。 3．井筒深度无限制，井筒断面越大越能发挥该工法快速施工性能。 4．井筒荒断面越小将影响配套机械化设备效率的发挥，施工速度、 井 壁质量等将受到一定的影响。 三、工艺原理 本工法以挖掘机挖土装罐为核心，配以大绞车、大吊桶、大模板和自动 计量、自动搅拌、自动下料的砼搅拌系统；下料管下放砼；料斗中间及矸石

溜槽底部采用加热保暖技术，克服了低温恶劣环境的影响；绞车、稳车电 控用 PLC 控制等新技术形成了超低温环境下机械化快速施工综合配套的 施工方法。实现大荒断面冻结立井井筒机械化快速施工的目的。

采用 SY-65C 挖掘机挖土装罐为主，长绳悬吊式抓岩机为辅，配以人 工 3 ，吊桶提升大绞车配以 5m －刷帮。一套、用铁锹风镐掘进单钩 JKZ2.8/15.5 方业。外壁采用金属整体大模板短段掘砌混合作施工 φ159*6下料管下放砼自下而上倒模法砌筑内壁。板钢案；内壁采用 1 米拆卸式模 四、工艺流程

- 2 -华新建筑工程集团公司． 本工法的工艺流程如下： 冻结段：，实例列举为环外壁施工依次反复循，每一循环时间一般 20h。1见表 表正规循环图

- 3 -华新建筑工程集团有限责任公司．

表 1 工时时间（小时） 工序名称班别 分时1234567 交接班10 掘一班出矸准备20 出矸304 交接班10 掘二班出矸准备20 出矸430 交接班10 掘三班出矸准备20 出矸330 交接班10 敷设泡沫板、 绑钢筋 220 砌壁班 收立模找正 砼浇筑203 收尾10 说明：一个循环20 小时，循环进尺2.5 m，循环率 90％，进尺为70m/月。

五、操作要点

1.最合理的大荒断面冻结井机械化快速施工综合配套设备和方案。 要确保大荒断面冻结井立井快速施工得以实现，前提条件之一就是要配 备足够的装矸和提升能力来满足快速施工的需要。若采用传统的人工装

矸显然已不能满足快速施工的条件。采用 SY-65C 挖掘机装矸刷帮和 3吊桶提升，很好地解决了超 5m 绞车 大配以目前国内最大的－JKZ2.8/15.5

大荒断面冻结井出矸时间太长，制约提高成井速度的问题。大模板和自

动计量、自动搅拌、自动下料的砼搅拌系统；料斗中间及矸石溜槽底部采

- 4 -华新建筑工程集团公司． 用加热保暖技术；绞车、稳车电控用 PLC 控制等新技术形成了机械

化快

速施工综合配套的施工方法。实现了大断面快速施工的目的。当井筒净

直径＞Φ5.5m，且井筒深度较浅时宜布置单钩提升；当井筒净直径> Φ7.0m，井筒深度较深时只要施工断面允许尽可能布置双钩提升。提升 机选型应根据井筒直径、深度等综合确定。

2. 最优出矸与排矸设备的配套。立井快速施工每一循环中，出矸时 间往往占 40％～50％，如何缩短出矸占用的时间是快速施工得以实现的

重要因素。目前国内冻结立井快速施工出矸一般均优选 HZ—6 型中心回

转抓岩机出矸，但当井筒净直径>Φ6.5m，超大荒断面时，只要施工断面许

可应优先考虑采用挖掘机机出矸。实例之一：我公司施工的鲁新副井净直

径 Φ7.0m、冻结井深 271m 施工时，选用 SY-65C 挖掘机，SY-65C 挖掘机

出矸，使出矸速度提高了近一倍，小班出矸时间缩短了 2h 左右，仅 此一项 整个井筒出矸时间就节省了 500h，工人劳动强度也降低了 60％以上，同

时也提高了清底质量，为后续工作创造了良好的条件，提高了找平精度， 使立模工作准确、快速。

3. 最优打眼爆破设备及技术。冻结立井施工速度与爆破效果有直接 联系，而爆破效果由打眼设备及技术所决定。立井尤其打眼宜优选伞型钻

架，配 YGZ—70 导轨式高频凿机凿岩。当井筒净直径为 Φ5～Φ6m 时，选

用 F FJD—9 型伞钻较为有利。爆破技术宜采用深孔光面爆破技术， T220

型高威力水胶炸药，反向连续式装药结构，5 段毫秒延期电雷管分组并联 方式。实例之一：冻结段炮眼布置见图 3、冻结段爆破参数、爆破效果预期

- 5 -华新建筑工程集团有限责任公司．

与实际对照分别见表 2、表 3。

图段炮眼布置结1 图 冻 - 6 -华新建筑工程集团公司． 表爆破参数 2 冻结段表

炮 度炮眼布置炮眼深 量药装起联

序炮眼名 称号 眼圈径 o度角 眼 圈 每炮眼 全 爆 线

个m 单孔全 圈距 距 药 重 圈 顺 方 数 mm mm 卷 量 kg 序 式 掏槽眼1 助眼辅2 9061.8 2.012 900 700 3 1.5 9 Ⅰ

12903.2 21.61.8 837 800 2 1 12 Ⅱ

助眼辅3 助眼辅4 助眼辅5

18904.8 32.41.8 837 800 2 1 18 Ⅲ 并

226.490 39.61.8 913 700 2 1 22 Ⅳ 7.83090 1.850.816 650 2 1 30 Ⅴ 4 边周眼6 合计 9.16086 1.8104 476 1 0.5 30 Ⅵ 联

14 8 121

表 3 冻结段爆破效果预期与实际对照表 名称 单 数量 位 名称 单位 数量 耗量药消每米成井筒炸炮眼利用率70.895Kg/m%

消耗量药每立方米环进每循尺实体岩石炸1m1.71Kg/m 3每循环爆破实体岩石雷管消耗量实体岩石每立方米m个121/m1.2 33 Kg/ 每米井筒雷管消耗炸药消耗量量每循环个86.5121/m m 3

4.最优砌壁模板及下料工艺相配套。砌壁模板是立井快速施工具有工 艺特征的关键设备，模板性能好坏直接影响到施工速度的快慢及质量的

好坏。目前，立井快速施工模板一般均采用 MJY 型整体金属刃脚下行模

- 7 -华新建筑工程集团有限责任公司．

点，一般在地面优立模方便等刚度大、变形小、板，该模板具有脱 模力强、 为型，段高一般直径来选台稳车悬吊。模板直径根据井简由 3～4 拌机拌式搅拌站提供，强制2.5～4.28m，砌壁混凝土一般由混凝土集中搅送管下料。输料，底卸式吊桶或混凝土

经验据立井快速施工。根地面排矸能力要与装岩、提升能力相适应5.

用落地矸石仓，地面排矸能力应以不影响装岩、提升来配置，一般采总结机集中排矸。及装载2 台自卸汽车矸，待浇灌混凝土时用 1～储 型设备选六、立井机械化快速施工配套

岩、装岩、合立井机械化配套中凿荒断面大的特征，结根据冻结井筒 得设备综合能力最大限度各个环节相互匹配的要求，使支护、提升和运输

冻，在我公司实践总结经过，取得快速、经济施工的效果。多年来到发挥