斜井开采下煤矿井筒稳定性分析与加固措施研究

斜井开采下煤矿井筒稳定性分析与加固措施研究

田潭

陕西煤业化工建设（集团）有限公司 邮编：719300

摘要：斜井开采下煤矿井筒的稳定性分析和加固措施是煤矿工程中非常重要的一部分。稳定性分析主要包括三个方面：地质条件分析、井筒结构分析和岩层压力分析。通过对地质条件、井筒结构和岩层压力等进行详细的分析研究，确定井筒的稳定性状况。根据稳定性分析结果，采取相应的加固措施来提高井筒的稳定性。常见的加固措施包括：锚杆支护、钢筋混凝土衬砌、喷射混凝土加固、注浆加固等。具体的加固措施需要根据井筒的具体情况和工程要求进行设计选择。

关键词：斜井开采；煤矿井筒；稳定性分析；加固措施研究

1 斜井开采下煤矿井筒的稳定性

斜井开采下煤矿井筒的稳定性是煤矿工程中一个重要的问题。在斜井开采下，井筒往往承受着来自地层岩土、岩层压力和采空区变形等多方面的作用，因此井筒的稳定性分析至关重要。首先需要对井筒所在地段的地质条件进行充分了解和分析，包括地层岩性、构造断裂、地下水情况等，以便评估其对井筒稳定性的影响。井筒结构设计是否合理，支护措施是否到位、是否符合相关标准和规范。在斜井开采下，由于采空区的形成，岩层压力会发生变化，需要对岩层压力进行监测和分析，以判断其对井筒稳定性的影响。根据地质条件、井筒结构和岩层压力等情况，选择合适的加固措施，如锚杆支护、钢筋混凝土衬砌、喷射混凝土加固等，以提高井筒的稳定性。定期对井筒的变形和破坏情况进行监测和评估，及时采取应对措施，同时加强安全管理和培训工作，确保井筒开采过程的安全稳定。斜井开采下煤矿井筒稳定性的分析涉及多方面因素，需要综合考虑地质、结构、岩层压力等因素，确定合适的加固措施，并严格执行监测和管理措施，以确保斜井开采过程的安全稳定。

2 斜井开采下煤矿井筒稳定性加固措施

2.1 锚杆支护

锚杆支护是一种常见的矿山工程中用于加固井筒、巷道或坡面等地下工程结构的支护方式，能够有效增强岩体的稳定性。在斜井开采下煤矿井筒稳定性加固中，锚杆支护也是一种重要的措施。锚杆支护的主要原理是在地下工程结构周围预埋或灌注钢筋锚杆，并利用锚杆与岩体之间的摩擦力或粘结力来达到加固的目的。首先，在需要加固的地方进行钻孔作业，为后续安装锚杆做准备。将预先处理好的锚杆沿着钻孔插入至设计位置，并在锚杆与岩体接触表面之间灌注固化材料，以增加锚杆与岩体之间的结合力。根据设计要求对锚杆进行张拉，使其紧密贴合岩体，增加支护效果。在锚杆固定后，可以对周边岩层进行进一步的固结处理，加强整体稳定性。锚杆支护具有施工方便、效果显著、适应性强等优点，适用于各种岩层和地质条件下的井筒支护。在实际工程中，需要根据井筒的具体情况和需要，设计合理的锚杆支护方案，并按照相关技术标准和规范进行施工和监测，确保支护效果和施工质量。

2.2 钢筋混凝土衬砌

钢筋混凝土衬砌是一种常用的地下工程支护形式，特别适用于需要增加结构强度和稳定性的情况，例如斜井开采下煤矿井筒。钢筋混凝土衬砌具有较高的承载能力和抗压强度，可以有效地提高井筒的整体稳定性。在进行钢筋混凝土衬砌时，根据具体的井筒尺寸、地质条件和工程要求，设计相应的钢筋混凝土衬砌方案。设计方案应包括结构尺寸、钢筋布置、混凝土配合比等内容。清理井筒表面，并做好防水处理，确保衬砌表面平整、干净。根据设计要求搭建钢筋混凝土衬砌的模板，确保衬砌结构尺寸和几何形状符合设计要求。按照设计要求，在衬砌模板内设置钢筋，通常采用纵横交错的方式布置钢筋，以增加衬砌结构的整体强度。在设置好钢筋后，进行混凝土的浇筑工作，根据设计要求控制混凝土的配合比、浇筑密实度等参数。混凝土衬砌完成后，需进行养护工作，保持衬砌的潮湿状态一段时间，以确保混凝土的强度和质量。钢筋混凝土衬砌能够有效提高井筒的整体抗压能力和稳定性，常用于需要较高强度和耐久性的大型地下工程结构中。在实际施工过程中，需要注意施工工艺和质量管控，确保衬砌结构符合设计要求，达到预期的加固效果。

2.3 喷射混凝土加固

喷射混凝土加固是一种常用的地下工程支护方式，适用于斜井开采下煤矿井筒的稳定性加固。喷射混凝土加固能够在较短时间内形成坚固的混凝土保护层，提高井筒的稳定性和强度。清理井壁表面并确保其干燥和清洁。同时，需要进行合适的防水处理，以确保混凝土与井壁之间的粘结力。根据工程要求和井筒的实际情况，设计合适的混凝土配合比。配合比应使混凝土具有足够的流动性，以便于喷射施工。使用喷射泵将事先调制好的混凝土通过喷嘴喷射到井壁表面。可以根据需要调整喷射压力和流量，确保混凝土充分填充井壁缺陷，并形成均匀、致密的保护层。在喷射混凝土的过程中，需要对施工质量进行严格控制。包括控制喷射浆液的配比、压力和流量，保证混凝土充分填充和均匀分布。同时，及时修补喷射中可能出现的不足和缺陷。完成喷射施工后，需进行适当的养护工作，保持混凝土的湿润状态一段时间，以确保其强度的发展和完善。喷射混凝土加固可形成连续的混凝土保护层，有效提高井筒的整体稳定性和承载能力。在施工过程中，需要注意合理的施工参数控制，保证混凝土的均匀性和稠度，以达到预期的加固效果。同时，充分考虑工程实际情况和地质条件，合理选择材料和施工工艺，确保加固效果和工程质量。

2.4 注浆加固

注浆加固是一种常用的地下工程支护方式，也适用于斜井开采下煤矿井筒的稳定性加固。注浆加固通过注入特定材料的浆液来填充和固结岩体的裂缝和孔隙，提高井筒的稳定性和强度。清理井壁表面并确保其干燥和清洁。同时，对井筒周围的地质和水文条件进行综合评估，了解岩体的状况和存在的问题，制定适合的注浆加固方案。根据地质条件和井筒实际情况，选择适合的注浆材料。常见的注浆材料包括水泥浆、聚氨酯浆、环氧浆等。不同注浆材料具有不同的特性和适用范围，根据具体情况选择合适的材料。根据设计要求，在井壁上设置注浆孔，通常使用钻孔机进行操作。钻孔位置和间距要合理布置，以确保注浆材料均匀填充整个井筒周围。使用专用的注浆设备将浆液注入到钻孔中。注浆时需要根据实际情况控制注浆压力和流量，保证浆液充分填充井壁的裂缝和孔隙，并形成固结层。在注浆施工完成后，需要对注浆效果进行检查和治理。修补可能出现的漏注、流失和不足部分，确保注浆固结层的完整性和连续性。注浆加固能够有效填充和固结岩体中的裂缝和孔隙，提高井筒的整体稳定性和承载能力。在注浆加固过程中，需要根据实际情况选择合适的注浆材料和施工参数，保证注浆材料的充分渗透和固结效果。同时，进行严密的监测和质量控制，确保加固效果和工程质量。

3 结语

斜井开采下煤矿井筒的稳定性加固措施是确保矿井安全生产的关键环节。针对斜井开采下煤矿井筒稳定性问题，需要选用一些常见的斜井开采下煤矿井筒稳定性加固措施，具体选择何种加固方案需要根据井筒所处地质条件、井筒结构特点和岩层压力等因素进行综合评估。在设计加固方案时，应充分考虑工程实际情况，确保加固措施的有效性和可行性，提高矿井井筒的安全稳定性。除了加固措施外，加强安全管理也十分重要，严格执行矿山规程制度、加强对人员和设备的管理和维护、加强培训和安全意识教育等，以保证井筒开采过程的安全稳定。

参考文献：

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[2]高一晨. 煤矿井筒变形动态监测预警系统的设计[D].山东科技大学,2021.

[3]武讲,刘彪.煤矿井筒多管路简支梁受力分析[J].煤炭工程,2016,48(06):36-38.

作者简介：田潭，1989年11月，男，汉族，河北邯郸人。