井巷工程-8分析

1、井筒施工第八章井筒施工 第一節(jié)概述 一、井筒施工特點(diǎn) 1.井筒是由地表通往礦體的通道，通常要穿過各種地層，施工難度大，技術(shù)復(fù)雜。 2.井筒是礦井的咽喉，其施工質(zhì)量直接關(guān)系著礦井建設(shè)的成敗和生產(chǎn)期的正常使用，施工質(zhì)量要求高。 3.井筒是礦井建設(shè)的主要連鎖工程，工期要求嚴(yán)格。二、井筒結(jié)構(gòu) （一）井筒用途及裝備 箕斗、罐籠 單繩、多繩 剛性罐道、鋼絲繩罐道（柔性罐道）箕斗罐籠箕斗罐籠 （二）井筒結(jié)構(gòu) 1.立井井筒結(jié)構(gòu) 井頸 井身 井底 2.斜井井筒結(jié)構(gòu) （三）井筒施工方法分類 主要針對(duì)于表土層 普通施工法 特殊施工法第二節(jié)立井施工設(shè)備的布置 一鑿井結(jié)構(gòu)物及主要設(shè)備 立井井筒施工的主要鑿井結(jié)構(gòu)物包括鑿

2、井井架、卸矸臺(tái)、封口盤、固定盤、吊盤、鑿井絞車和鑿井提升機(jī)等。各種鑿井結(jié)構(gòu)物的布置如圖所示。圖1020立井井筒施工示意圖1天輪平臺(tái)；2鑿井井架；3卸矸臺(tái)；4封口盤；5固定盤；6吊桶；7吊盤8吊泵；9抓巖機(jī)；10掘進(jìn)工作面 1）鑿井井架、新、 2）天輪平臺(tái) 3）卸矸臺(tái) 4）封口盤和固定盤 5）吊盤與穩(wěn)繩盤 6）提升機(jī)與鑿井絞車圖1021天輪平臺(tái)布置圖A邊梁；B中梁；C天輪梁1、2提升天輪；3吊盤天輪；4穩(wěn)繩天輪；5安全梯天輪；6吊泵天輪；7壓風(fēng)管天輪；8混凝土輸送管天輪；9風(fēng)筒天輪圖1023井筒施工設(shè)備的布置1主提吊桶；2副提吊桶；3抓巖機(jī)；4鋼模懸吊繩；5吊盤、動(dòng)力電纜；6吊盤信號(hào)電纜；7吊桶

3、穩(wěn)繩；8、9吊泵；10供風(fēng)管、供水管；11風(fēng)筒；12放炮電纜；13安全梯 二、井筒內(nèi)施工與安全設(shè)備布置 1）吊桶的布置 （1）鑿井提升機(jī)房的位置應(yīng)不影響永久建筑物施工，并應(yīng)力爭(zhēng)使井架受力比較均衡。 （2）對(duì)于罐籠井，吊桶一般布置在永久提升間內(nèi)，并使提升中心線方向與永久出車方向一致；對(duì)開箕斗井，當(dāng)井筒裝配剛性罐道時(shí)，至少應(yīng)有一個(gè)吊桶布置在永久提升間內(nèi)，吊桶的提升中心線可與永久提升中心線平行或垂直，但必須與車場(chǎng)臨時(shí)繞道的出車方向一致。 （3）吊桶應(yīng)避開永久罐道梁的位置。另外，吊桶應(yīng)盡是靠近地面卸矸方向一側(cè)布置。 （4）吊桶與吊桶間、吊桶與井壁間、吊桶與其它懸吊設(shè)備間、吊桶與吊盤喇叭口等之間的安全間

4、隙必須滿足煤礦安全規(guī)程和礦山井巷工作施工及驗(yàn)收規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。 2）抓巖機(jī)布置 抓巖機(jī)的位置要與吊桶位置配合協(xié)調(diào)，保證工作面抓巖工作不出現(xiàn)死角，有利于提高抓巖生產(chǎn)率。中心回轉(zhuǎn)式抓巖機(jī)和長(zhǎng)繩懸吊抓巖機(jī)應(yīng)盡量靠近井筒中心布置，同時(shí)又不影響井筒中心的測(cè)量工作。布置多臺(tái)抓巖機(jī)時(shí)，每臺(tái)抓巖機(jī)的抓取面積就大致相等。 3）吊泵布置 吊泵應(yīng)靠近井幫布置，使之不影響抓巖機(jī)工作，為了使吊泵出入進(jìn)口和接長(zhǎng)排水管方便，吊泵必須躲開溜矸槽位置；吊泵與井壁和其它設(shè)備間的安全間隙符合煤礦安全規(guī)程規(guī)定；由于吊泵排水時(shí)，重量較大，為使天輪平臺(tái)受力均衡，吊泵一般與吊桶對(duì)稱布置；采用接力排水時(shí)，吊泵應(yīng)靠近腰泵房布置，以便主副井共用

5、一套排水系統(tǒng)。當(dāng)然，有條件時(shí)應(yīng)盡量采用打干井的方式鑿井，遇含水層時(shí)采用工作面預(yù)注漿治水，以簡(jiǎn)化天輪平臺(tái)和井內(nèi)設(shè)備布置。 4）安全梯 5）照明與信號(hào)第三節(jié)立井表土施工技術(shù) 一、普通施工法： 井圈背板普通施工法； 吊掛井壁普通施工法； 板樁法 二、特殊施工法： 凍結(jié)法： 鉆井法； 沉井法； 其它一、沉井法 沉井法是屬于超前支護(hù)類的一種特殊施工方法，其實(shí)質(zhì)是在井簡(jiǎn)設(shè)計(jì)位置上，預(yù)制好底部附有刃腳的一段井簡(jiǎn)，在其掩護(hù)下，隨著井內(nèi)的掘進(jìn)出土，并筒靠其自重克服其外壁與土層間的摩擦阻力和刃腳下部的正面阻力而不斷下沉，隨著井筒下沉，在地面相應(yīng)接長(zhǎng)并壁，如此周而復(fù)始，直至沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高。這種鑿井方法稱為沉井法。 主

6、要工序 施工套井 在套井內(nèi)安裝預(yù)制井壁 向井壁后壓注泥漿 向井壁內(nèi)注水 沉井施工1.注漿固井二、鉆井法 鉆井法是用鉆頭破碎巖石，用洗井液進(jìn)行洗井排碴和護(hù)壁，當(dāng)井筒鉆至設(shè)計(jì)直徑和深度以后，在洗井液中進(jìn)行支護(hù)的機(jī)械化鑿井方法。 主要工序井筒鉆進(jìn)泥漿洗井護(hù)壁沉井和壁后充填破井施工三、凍結(jié)法 凍結(jié)法鑿井是在井筒開鑿之前，用人工制冷的方法將井筒周圍的巖層凍結(jié)成封閉的圓筒凍結(jié)壁，以抗抵地壓，隔絕地下水與井筒的聯(lián)系，然后在凍結(jié)壁的保護(hù)下進(jìn)行掘砌工作的一種特殊鑿井法。人工制冷的工作原理是：鹽水吸收巖層的熱，并把這部分熱量傳紿氨，經(jīng)壓縮機(jī)作功后，氨又把這部分熱量傳給冷卻水，冷卻水把熱量帶到大自然中。 主要工序

7、鉆凍結(jié)孔 凍結(jié) 凍結(jié)段井筒掘砌 凍結(jié)段井壁一般采用雙層井壁三大循環(huán)氨循環(huán)鹽水循環(huán)冷卻水循環(huán)第四節(jié)立井基巖施工技術(shù) 一、鉆眼爆破工作 1）鉆眼設(shè)備：目前采用較多的是傘鉆： 2）爆破工作二、裝巖提升工作 1 裝巖工作 常用的抓巖機(jī)：NZQ20.11；長(zhǎng)繩懸吊型（HS）；中心回轉(zhuǎn)式（HZ）；環(huán)行軌道式（HH）；靠壁式（HK）圖1014中心回轉(zhuǎn)式抓巖機(jī)1抓斗；2機(jī)架；3臂桿；4變幅油缸；5回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；6提升絞車7回轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)；8變幅氣缸；9增壓油缸；10操作閥和司機(jī)室可通過以下幾方面來提高裝巖生產(chǎn)率：嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備檢修保養(yǎng)制度，提高技術(shù)水平，減少機(jī)械故障，提高抓巖機(jī)的工時(shí)利用率。抓巖機(jī)司機(jī)要經(jīng)過嚴(yán)格的技術(shù)培

8、訓(xùn)，操作技術(shù)要熟練。選擇合理的爆破參數(shù)，改進(jìn)爆破技術(shù)，改善巖石的破碎程度，便于裝巖。加深炮眼深度，增加一次爆破的矸石量，相對(duì)減少清底時(shí)間。提高提升能力，加大吊桶容積，減少吊桶提升休止時(shí)間，充分發(fā)揮設(shè)備能力。合理選擇抓斗容積和吊桶容積，提高抓斗利用率。1. 綜合治水，打干井，改善作業(yè)條件。 2提升工作 1）提升容器及附屬裝置：提升吊桶、材料吊桶、鉤頭及聯(lián)結(jié)裝置、緩沖器、滑架 2）提升鋼絲繩：多層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩 鑿井鋼絲繩常用的有187和347兩種規(guī)格。煤礦安全規(guī)程規(guī)定：用于專為升降人員或提升物料和人員的鋼絲繩，其鋼絲的韌性應(yīng)不低于特號(hào)標(biāo)準(zhǔn)；而用于升降物料或平衡的鋼絲繩則應(yīng)不低于1號(hào)韌性標(biāo)準(zhǔn)。鋼絲

9、繩直徑一般根據(jù)提升的終端荷載、鋼絲繩的最大懸長(zhǎng)、鋼絲繩鋼絲的強(qiáng)度和安全系數(shù)進(jìn)行計(jì)算確定。對(duì)于鋼絲繩的安全系數(shù)，專門用于提升人員時(shí)不低于9，用于提升人員和物料時(shí)也不低于9，專門用于提升物料時(shí)不低于7.5。 3）提升機(jī) 單繩纏繞式提升機(jī)，有單滾筒，也有雙滾筒 單滾筒提升機(jī) 雙滾筒提升機(jī) 4）提升輔助設(shè)施 提升天輪、穩(wěn)繩及穩(wěn)繩天輪、穩(wěn)繩的穩(wěn)車。 5）井內(nèi)設(shè)備的懸吊穩(wěn)車 3排矸工作 翻矸方式 排矸方法圖1015座鉤式自動(dòng)翻矸裝置1吊桶；2座鉤；3托架；4支架；5卸矸門三、井筒支護(hù)工作 1臨時(shí)支護(hù) 井圈背板 錨噴支護(hù) 掩護(hù)筒 2永久支護(hù) 料石井壁 現(xiàn)澆混凝土井壁 （錨噴支護(hù)井壁） 支護(hù)用模板：液壓滑升模

10、板 金屬裝配式模板 金屬整體移動(dòng)模板門軸式門扉式伸縮式圖1016伸縮式活動(dòng)模板a徑向收縮式；b插板式；c雙楔式1脫模螺栓；2脫模螺母；3活動(dòng)小模板；4伸縮螺桿；5固定螺母；槽鋼骨圈7固定鋼板；8伸縮螺桿；9模板；10銷釘；11脫模啟合手把12鉸鏈；13脫模插板；14模板；15角鋼；16螺栓；17鋼楔第五節(jié)立井施工作業(yè)方式 概述：大容量吊桶、大斗容抓巖機(jī)、大模板（或滑升模板）、大直徑提升機(jī)、大噸位鑿井絞車、傘形鉆架、高揚(yáng)程水泵、信號(hào)集中控制等 井筒施工速度： 立井井筒施工方式 掘砌單行作業(yè) 掘砌平行作業(yè) 掘砌混合作業(yè) 掘砌安一次成井 1掘砌單行作業(yè) 長(zhǎng)段單行作業(yè)：掘進(jìn)后先進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，到一定段高

11、后，拆除臨時(shí)支護(hù)，架設(shè)永久支護(hù)模板，段內(nèi)由下而上砌筑永久支護(hù)。段高的確定與井筒穿過巖層的性質(zhì)、涌水量大小、臨時(shí)支護(hù)形式和井筒施工速度有關(guān)。段高一般為3040m。最大不超過60m。 短段單行作業(yè)：段高一般為24m，不用臨時(shí)支護(hù)，立模時(shí)先清除一部分矸石，不清完，在矸石上找平架支模板，澆注混凝土。 臨時(shí)支護(hù)形式： 井圈背板臨時(shí)支護(hù) 錨噴臨時(shí)支護(hù) 掩護(hù)筒 2掘砌平行作業(yè) 在井筒內(nèi)相隔一定的距離，掘進(jìn)和永久支護(hù)同時(shí)進(jìn)行。 長(zhǎng)段平行作業(yè)：工作面進(jìn)行掘進(jìn)，其上一定距離外在吊盤上進(jìn)行砌壁工作。段高相對(duì)較大，可采用滑升模板作業(yè)。 短掘、短砌平行作業(yè)：掘進(jìn)和支護(hù)段高相同，工作面進(jìn)行掘進(jìn)，而在吊盤上進(jìn)行砌壁工作。同

12、時(shí)由上而下進(jìn)行作業(yè)。 3掘砌混合作業(yè) 掘進(jìn)和砌壁工作部分平行，使得作業(yè)方式既不同于單行作業(yè)，又不同于平行作業(yè)。目前已被大多數(shù)施工企業(yè)采用。 4掘砌安一次成井 各種施工作業(yè)方式與井筒安裝工作在井筒內(nèi)相隔一定距離同時(shí)進(jìn)行。 根據(jù)掘、砌、安三項(xiàng)作業(yè)安排的順序不同，又有三種不同形式的掘砌安一次成井： 掘、砌、安順序作業(yè)一次成井 掘砌、掘安一次成井 掘砌安三行作業(yè)一次成井第六節(jié)立井施工輔助工作 1通風(fēng)工作 2壓風(fēng)和供水工作 3測(cè)量工作 4井筒涌水治理第七節(jié)立井井筒安裝工作 安裝工作的內(nèi)容：罐梁、罐道、管路、電纜、梯子間、和井上下口金屬支承結(jié)構(gòu)等。 分次安裝 一次安裝立井施工機(jī)械化配套 根據(jù)井筒施工條件、

13、施工隊(duì)伍素質(zhì)和技術(shù)裝備情況將鑿井施工設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，使之能力匹配、前后銜接組成一條工藝系統(tǒng)完整的機(jī)械化作業(yè)線，并與各輔助工序設(shè)備相互協(xié)調(diào)，充分發(fā)揮各種施工機(jī)械的效能，快速、高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、安全地完成作業(yè)循環(huán)。 13.3.2.1立井施工機(jī)械化配套原則 立井施工機(jī)械化作業(yè)線及其配套設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循以下原則： （1）應(yīng)根據(jù)工程的條件，施工隊(duì)伍的素質(zhì)和已具有的設(shè)備條件等因素，進(jìn)行綜合考慮，最后選定配套類型，例如，井筒直徑、深度較大，施工隊(duì)伍素質(zhì)較好，應(yīng)盡量選擇重型或輕型機(jī)械化配套設(shè)備。否則應(yīng)考慮選用輕型或半機(jī)械化設(shè)備。 （2）各設(shè)備之間的能力要匹配，主要應(yīng)保證提升能力與裝巖能力、一次爆破矸石量與裝

14、巖能力、地面排殲與提升能力、支護(hù)能力與掘進(jìn)能力和輔助設(shè)備與掘砌能力的匹配。 （3）配套方式應(yīng)與作業(yè)方式相適應(yīng)。例如采用重型或輕型機(jī)械化作業(yè)線時(shí)，一般采用短段單行作業(yè)或混合作業(yè)。若采用長(zhǎng)段單行作業(yè)，則鑿井設(shè)備升降、拆裝頻繁，設(shè)備能力受到很大的影響。 （4）配套方式應(yīng)與設(shè)備技術(shù)性能相適應(yīng)，要選用壽命長(zhǎng)、性能可靠的設(shè)備。 （5）配套方式應(yīng)與施工隊(duì)伍的素質(zhì)相適應(yīng)。要培訓(xùn)能熟練使用和維護(hù)機(jī)械設(shè)備的隊(duì)伍，保證作業(yè)線正常運(yùn)行。 13.3.2.2立井施工機(jī)械化配套方案 立井施工機(jī)械化配套方案設(shè)計(jì)要綜合考慮各設(shè)備之間能力的匹配、設(shè)備與作業(yè)方式的協(xié)調(diào)、設(shè)備與組織適應(yīng)、設(shè)備及工藝的適應(yīng)等多環(huán)節(jié)的一致，以便充分發(fā)揮其

15、效能。 通常應(yīng)重點(diǎn)解決兩個(gè)方面的問題： 一是作業(yè)線設(shè)備能力的匹配。 二是輔助作業(yè)設(shè)備配套 1）重型設(shè)備機(jī)械化作業(yè)線 重型設(shè)備配套機(jī)械化作業(yè)線及其配套方案適用于井筒直徑78m、井筒深度800m以上的大型鑿井工程。方案中多數(shù)配套設(shè)備都是按照千米井筒的施工條件設(shè)計(jì)的，設(shè)備能力、施工技術(shù)及輔助作業(yè)等相互都很協(xié)調(diào)，配套性能較好，裝備水平與國(guó)際接近，在今后的深井工程中很有發(fā)展和使用前景。 2）輕型設(shè)備機(jī)械化作業(yè)線 輕型設(shè)備配套方案是立井施工中應(yīng)用最廣泛的一種，在我國(guó)機(jī)械化鑿井工程中占很大比重。這種作業(yè)線機(jī)械化程度高，設(shè)備能力和施工技術(shù)配套性能好，機(jī)動(dòng)靈活，操作使用方便便，工效高，速度快，在新井建設(shè)中為加快

16、建井速度、縮短建井工期曾發(fā)揮了積極的作用。今后隨著鑿井工程的增多、鑿井技術(shù)的發(fā)展和鑿井設(shè)備的完善，在井徑66.5m的井筒工程中仍將作為主要機(jī)械化作業(yè)線及其配套方案而被推廣使用。 3）半機(jī)械化作業(yè)線 半機(jī)械化作業(yè)線主要特點(diǎn)是作業(yè)靈活，能實(shí)現(xiàn)多臺(tái)鑿巖機(jī)同時(shí)作業(yè)，充分發(fā)揮小型抓巖機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易，但機(jī)械化程度低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)能力小，安全工作要求高。這種設(shè)備角輕便，操作、維修水平要求不高，設(shè)備費(fèi)用省，施工組織管理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，目前仍有不少立井工程采用。 第八節(jié) 斜井施工n斜井施工技術(shù)的發(fā)展n礦井開拓方式n斜井開拓方式的優(yōu)點(diǎn)：投資省、施工速度快、運(yùn)輸能力大。平硐開拓斜井開拓立井開拓綜合

17、開拓斜井施工的特點(diǎn)n斜井都具有一定的坡度，類似于平巷施工但比平巷施工更復(fù)雜，而與立井施工則完全一同。其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：n1）斜井施工困難多由于有坡度，因而裝巖、排矸和排水都比較困難，特別是排矸，在斜井距離較長(zhǎng)時(shí)，問題更為突出。n2）容易發(fā)生跑車事故一坡三擋n3）混凝土輸送盡可能采用管道輸送，但也存在問題。一、斜井表土施工n斜井井口的施工方法要根據(jù)地形和表土、巖石的水文地質(zhì)條件來確定。n（一）斜井井口的施工方法山岳地帶無表土?xí)r可在巖石中直接開挖。當(dāng)井筒位于較平整的工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)時(shí)，需要采用明槽開挖。n1明槽幾何尺寸與邊坡角的確定n需根據(jù)表土的穩(wěn)定性、斜井傾角、表土涌水量、地下水位以及施工速度等因素確

18、定，可采用直壁明槽或斜壁明槽。6.0m20.0m6.0m4.0m6.0m6.0m4.0mIIIILB1Blh2h1HB2B1111IIIIn2明槽開挖方法n天然凍結(jié)法n直挖法n支撐加固法n臺(tái)階木樁法n降低水位法3深表土掘砌法n明槽開挖后進(jìn)入暗洞施工，施工時(shí)應(yīng)根據(jù)表土性質(zhì)、斜井?dāng)嗝娲笮　⑹┕ぴO(shè)備和技術(shù)水平等條件采取相應(yīng)的施工方法。n全斷面一次施工法n中間導(dǎo)硐法n先拱后墻法1.兩側(cè)導(dǎo)硐等墻后拱法4不穩(wěn)定表土的施工方法n表土不穩(wěn)定時(shí)必須采取特殊施工方法。二斜井基巖施工（斜巷施工）n12.3.1掘砌作業(yè)n打眼設(shè)備一般為氣腿式鑿巖機(jī)，多臺(tái)風(fēng)鉆同時(shí)作業(yè)。n裝巖可采用耙斗裝巖機(jī)（坡度小于30），也可采用鏟斗側(cè)卸式裝巖機(jī)（坡度小于14）。n斜井施工時(shí)提升采用箕斗，地面布置提升機(jī)，同時(shí)地面設(shè)備卸載矸石倉(cāng)，勘正一般為汽車運(yùn)輸，也可用礦車軌道運(yùn)輸；斜巷施工時(shí)提升容器采用普通礦車