1.煤矿井筒穿越的多为沉积岩地层，围岩强度一般低于其他非煤矿山井筒的围岩，一般都需穿越表土层，遭遇淤泥、流砂等含水、松软、流动的地层；沉积有的形成年代都是新近的，成岩度低，弱胶结、空隙大，易膨胀，而且大多数地层或破碎或呈现复杂的孔裂隙结构，多半富含水，凿井施工困难重重。

  2.由于特殊的垂深空间，导致岩土挖掘、井壁砌筑、运输和提升等十分艰难，并随着深度加大，实施工程技术难度也急剧增加。

  3.由于井筒是狭长的空间，施工遭受噪音、湿气、淋水、废气等恶劣施工问题的困扰，是最艰苦的施工作业环境。

  目前国内凿井系统主要以钢丝绳悬吊设备，亭式井架、钻爆法施工为工艺线路的。随着施工深度超越千米，排水设备能力、提升能力、通风能力、悬吊能力都将面临的由量到质的变化，具体表现为：

  1、随着井筒深度增加，提升深度和重量相应增加，排矸、运料，上下人等提升时间增加，导致施工速度成比例地降低，施工工期倍增。

  2、随着井筒深度增加，含水层数增加，地下水的埋深增加，在竖井掘进工作面遭遇地层地下水的干扰倍增，掘砌施工效率下都降。

  3、随着井筒深度增加，软弱破碎地层的地层压力增加，支护强度要求增加，加上施工空间约束，围岩加固和支护技术的难度都倍增，效率降低。

  4、随着深度增加，现有提升机、排水、通风设备的容量越来越受局限，例如目前水泵扬程在1000m之后需要接力排水；国产提升机的容绳量、绳径、缠绕层数等技术参数极限都在1200~1500m左右。因此凿井的技术安全性降低，直接引发施工费用倍增，施工工期风险加大。

  因此如何攻克上述安全、技术和经济等方面的难点，顺利完成超1200m深度以上的超深竖井施工是目前我国凿井技术发展的最大挑战。

  1通过竖井的纵向分段实施流线施工组织方式，缩短井筒施工工期。超深井井筒工程占据矿山建设的关键线路，如何从施工组织上进行创新是加快施工速度，缩短工期的关键之一。

  当今，大型土木工程主要都采用流线施工组织。流线年代大规模工厂生产的组织方式---流水线生产方式，该管理模式已经在土木工程的得到大量运用。流线组织的基础原理是依据工程工艺流程，对工程建设项目在平面空间商进行分段和垂直空间上进行分段，然后根据工艺特征，科学地安排施工全套工艺流程，组织专业化队伍，逐步平行交叉，陆续开工和陆续完工。

  如果进行流线组织施工，第一步是要借助特殊工艺技术，进行纵向分段，从而才能实现项目总体的流线施工组织模式，即：

  其次，在专业化方面。除了在总体的专业化队伍组织安排外，在掘砌循环上也采用专业化的队伍。为了加快进度，实行了一种被称为“滚班制”的专业化队伍组织。

  3正切型定向钻进轨迹设计和移动式钻进设备两大技术是攻克了竖井流线施工组织的关键，并确保施工效果和质量。引进石业修井钻机实现设备的流动，通过定向钻进技术实现围岩封水加固的超前施工，设备和工艺的集成创新不仅减少设备投入，而且是实现了流线施工组织所一定要进行竖井垂直分段的技术突破；其次开发的正切线型定向钻进轨迹控制技术，确保了钻孔注浆靶域半径和孔间距，加快了钻孔施工速度，提高了注浆帷幕效果，确保超千米地面预注浆实施的成功。

  4综合治水和细观流线施工组织实现超千米深井快速施工。采用国产4.5m和5m直径提升机、5m3大吊桶提升，形成最优化凿井提升能力，采用“截流、篷淋、壁注、超前集水”等工作面综合治水和自动化接力排水技术将对凿掘进度和砌筑质量等工作面的水害影响降为最低，以“钻、装、筑”等形成系列机械化成套成熟的凿井工艺，在深部井筒施工循环中，通过增加间断性打灰班组，提高人工作业强度和效率，实现了煤矿超深竖井的快速施工，综合平均月成井速度超百米。

  采用自存储技术，紧邻爆破工作面进行井壁应力应变监测，实现最深达到1306m的井筒井壁受力变形监测，为国内外先例。

  五、工程应用效益分析磁西矿副立井设计净直径8m，垂深 1341.6m，为我国现有最深煤矿竖井。井筒工程包括冻结、地面预注浆和凿井工程，其中凿井合同计划工期为550天，实际有效施工工期482天，节省工期68天，最高施工成井速度达到137m/月。月成井97m/月。实现了施工全程零伤亡的安全目标，井筒验收达到了优良，创立了我国矿山建设的一个历史记录。

  1. 磁西副立井施工经济效益分析磁西副立井超深井方面的实施工程技术的进步，直接为地面预注浆专业企业和凿井企业创造了合计3621万元的经济效益，为建筑设计企业节约5.3个月建设工期，直接降低贷款利息约800万元以上。

  超深煤矿井筒施工的有关技术为三家企业及社会产生了巨大经济效益。通过本项目实施，北京科技大学承担了我国深地开采的十三五重点攻关项目，项目总科研费用达到8000万元。中煤第五建设公司三处竞标成功山东黄金集团新城金矿改扩建井筒项目，新城新主井、副井、风井三大井筒的项目承包，江苏沛县远大注浆公司的地面预注浆技术享誉业绩，先后承担了大海则矿等西部井筒井壁预注浆工程。下表统计表是近三年三家的经济效益分析表。

  3. 近三年来技术应用的经济效益目前我国辽宁本溪地区思山岭铁矿、山东黄金西岭和新城金矿等资源开采的立井深度都将进入1500m以上。煤矿超深立井施工关键技术探讨研究，为我国资源开发向深部进军奠定了技术基础，社会效益是十分显著的。（周晓敏 管华栋矿山建设网）