井巷工程14立井井筒延伸

第十三章立井井筒延深

2023/2/212023/2/222023/2/232023/2/242023/2/25井筒延深施工方案的選擇，應滿足以下要求：1）在延深過程中，應保證礦井生產(chǎn)正常進行，盡量避免生產(chǎn)與延深工作互相干擾；2）應盡量利用已有的或永久性的井巷、硐室和設施為延深工作服務，減少臨時工程量，縮短準備工期，降低礦井延深投資；3）在延深過程中必須保證工作人員的安全，并應盡量縮短停止生產(chǎn)提升的時間。2023/2/26第一節(jié)利用輔助水平廷深井筒

這種延深方法，是由生產(chǎn)水平通過延深輔助暗井到達輔助水平，并在輔助水平布置延深用的巷道、硐室和安設延深施工設備。提升運輸系統(tǒng)及巷道硐室布置如圖13-l所示。這種延深方法的特點是，對礦井的正常生產(chǎn)提升影響較小，但是延深輔助工程量大，延深準備期長，投資大，占用設備多。2023/2/272023/2/28一、輔助暗井位置及輔助水平標高的確定

㈠暗井位置暗井可以是暗斜井也可以是暗立井，我國一般采用暗斜井。用暗斜井時，其位置應滿足下列要求：1．暗斜井的上部車場應位于運輸、通風，下管線和供給空車都較為方便的地方，以確保材料、設備和矸石能及時供應與運出。如圖13-2所示。

2．暗斜井位置的選擇，應考慮附近是否有巷道和硐室可作為存放材料和安裝機電設備使用。

3．暗斜井井筒不得正對延深井筒，一般要求暗斜井的中心線與延深井筒中心線的水平距離大于15m。4．力求避免在斷層、破碎帶和含水層等不良巖層中布置暗斜井，以便于暗斜井的施工和維護。

5．傾角一般采用25～30°為宜。2023/2/292023/2/210㈡輔助水平標高的確定延深輔助水平的標高是根據(jù)井底水窩的深度，保護設施的厚度和提升翻矸所要求的高度決定的。延深輔助水平至生產(chǎn)水平的高度參照圖13-3按下式確定：H—延深輔助水平底板至生產(chǎn)水平底板的高度；h1—延深輔助水平至翻矸臺的高度，一般高為4m；h2—翻矸臺至天輪中心的高度，通常為10～12m；h3—天輪中心至保護設施底部的高度，一般取2.5～3.0m；

h4—保護設施的厚度，保護巖柱時為6～8m；人工保護盤時為2.5～3.0m；h5—保護沒施頂部至生產(chǎn)水平的高度，相當于井底水窩深度。2023/2/2112023/2/212二、延深輔助巷道和硐室布置

巷道的布置方式有以下兩種：一種是一條輔助暗斜井，主、副井各用一個輔助水平，如圖13-44所示。

2023/2/213另一種是一條輔助暗斜井，主、副井共用一個輔助水平，如圖13-5所示。

2023/2/2142023/2/2152023/2/2162023/2/217三、井筒施工設備布置㈠井內(nèi)施工設備的布置與懸吊

利用輔助水平延深井筒時，井內(nèi)施工設備的布置原則與新井開鑿時是一樣的，即要求各設備間有一定的安全距離，互不影響和干擾，以保證井筒延深工作的方便和安全。圖13-6為李二礦副井第三水平延深時井內(nèi)設備市置圖。

2023/2/218為了減少硐室開鑿工程量，簡化天輪平臺布置，應盡量減少懸吊施工設備用的鑿井絞車的臺數(shù)，為此可采用單繩懸吊管路(圖13-7)或井壁固定管路(圖13-8)等方式。

2023/2/219㈡提升設備布置主井提升機和主、副井鑿井絞車一般都布置在延深輔助水平。李二礦延深時副井提絞設備布置如圖13-9所示。

2023/2/220四、施工過程⑴自生產(chǎn)水平向下掘進輔助暗斜井，而后施工輔助水平巷道和硐室。⑵施工提升間。提升間是指自輔助水平至保護巖柱或人工保護盤的這一段井筒。該段井筒一般采用普通反井法施工。⑶在提升間及其他延深輔助巷道、硐室掘砌完畢，并安設好設備后，就自上向下按井筒設計斷面進行延深施工。

⑷施工至設計深度時，進行馬頭門施工和井筒安裝工作。

⑸拆除保護巖柱或入工保護盤，為了保證安全，拆除巖柱或保護盤時，上部井筒的生產(chǎn)提升必須停止。2023/2/221保護巖柱的拆除，可以自上向下全斷面進行，或自下向上先以小斷面反井掘至生產(chǎn)水平井底，而后自上向下擴大到設計斷面。采用前一種拆除方法，需要清理井底煤泥，工作比較困難，所以實際施工中多采用后一種拆除方法。后一種拆除方法可以利用繩道排矸(圖13-10)。

2023/2/2222023/2/223第二節(jié)利用延深間延深井筒設計井筒時若頂留有延深間，或者將井筒內(nèi)的梯子等設備拆除后，梯子間有足夠的斷面積可以作延深間用；或者井筒內(nèi)設計有兩套提升沒備，將其中一套改裝為吊桶提升能不影響生產(chǎn)時都可以考慮采用此法延深井筒。一、延深井筒斷面布置

㈠延深井筒橫斷面斷面布置延深井筒橫斷面布置一般根據(jù)生產(chǎn)井筒永久斷面布置和井內(nèi)延深施工的設備布置情況通常采用以下三種形式。

2023/2/224

1．利用頂留有延深間布置施工設備

原井筒永久斷面設計時，預留出延深位置，待井筒延深時，可直接布置施工設備，直接與地面相通。它因受斷面限制，只能布置小型提升容器，施工速度慢。

2．利用梯子間布置施工設備

將原梯子間內(nèi)的梯子間平臺和梯子梁拆除，布置施工設備。它的井筒斷面利用率高，但改裝工程量大，只適用于有梯子間的副井中。3．利用永久提升間布置施工設施

當井內(nèi)生產(chǎn)水平為多套提升容器提升、又無預留延深間或梯子間、并對礦井生產(chǎn)提升影響不大時，可摘掉一套提升設備，利用該提升設備的提升間布置施工設備。并可利用原有的提升機，掛上吊桶即可施工，它的改裝量小，可布置大吊桶，施工速度快。2023/2/225㈡延深井筒縱斷面布置1．提升機和卸矸臺布置在地面2023/2/2262．提升機設于地面，卸矸臺布置在井下2023/2/227二、井筒設備懸吊及硐室布置⑴利用延深間施工的設備一般分別為地面、生產(chǎn)水平和輔助水平多層懸吊。⑵除吊桶及穩(wěn)繩是根據(jù)提升機和與卸矸臺的布置水平位置確定外，在井筒橫斷面布置允許時，混凝土輸送管應盡可能布置在地面。其它壓風、排水、供電等管線，一般應納入到井底車場的生產(chǎn)系統(tǒng)中去，而懸吊吊盤的鑿井絞車可布置在輔助水平。⑶井內(nèi)設備的懸吊也應采用多種方法，減少井下材料堆放與硐室開鑿工程量，充分利用井下原有巷道和硐室，并盡可能將鑿井絞車布置在同一硐室中，以便于管理。2023/2/228三、延深施工㈠延深施工準備工作1．井底清理工作由于提升灑落煤、石和沉淀淤泥，在井底堆積著雜物和充滿積水。為了將井底水窩用隔墻隔開，以形成穿過巖柱的延深間(內(nèi)分提升間和梯子間)，如圖13-15所示，必須首先清理井底。

2．提升間施工

㈡井筒延深施工過程延深工作的內(nèi)容和各施工工序與利用輔助水平延深井筒相同。

2023/2/229四、利用延深間延深井筒的優(yōu)缺點這種延深方法具有延深輔助工程量小，延深準備工期短，施工總投資少等優(yōu)點。這種延深方法的缺點是提升吊桶容積小，提升一次循環(huán)時間較長，影響井筒延深施工速度。特別是當延深提升高度超過500米時，其提升能力很準滿足延深施工的要求。2023/2/230第三節(jié)利用反井延深井筒一、概述利用反井延深井筒如圖13-16所示。在井筒延深施工前，如果已有一個井筒到達延深新水平（圖13-16，a），或生產(chǎn)時使用的下山已經(jīng)到達延深新水平(圖，13-16，b)，并有巷道通往延深井的井底位置時，即可采用此法延深。

2023/2/231采用反井延深井筒時，是由延深新水平自下向上開鑿一小斷面反井，待小斷面反井掘進至延深輔助水平時，再自上向下按照井筒設計斷面分段刷大和砌壁。井筒與馬頭門掘砌完畢后，便進行筒永久裝備工作。最后施工保護巖柱段井筒或拆除人工保護盤，并完成整個井筒的安裝工作。

2023/2/232二、普通反井法施工法普通反井施工法是個老方法，但在延深施工中至今仍被采用。它的施工情況如圖13-17所示。

2023/2/233普通反井施工法的缺點是：人員爬梯子上下困難。勞動強度大、材料運輸不方便、坑木消耗量大、通風條件差工作面易聚集瓦斯、在地質(zhì)和水文地質(zhì)條件較差時將會影響作業(yè)和安全。昔通反井施工法山有它的優(yōu)點；延深輔助工程量小、與生產(chǎn)提升工作相互影響小、工作面不需要裝巖和排水。不需要大型提絞設備，大大簡化了懸吊設備布置。反井的斷面形狀和尺寸，應根據(jù)反井的支護型式、井筒直徑、反井高度、地質(zhì)條件和可能達到的垂直精度來確定。反井的斷面形狀多采用矩形，其斷面面積為6～8㎡。2023/2/234三、吊罐反井施工法利用吊罐施工反井的主要過程如圖13-8所示，一般情況下需要在生產(chǎn)水平之下開鑿一個較小的延深輔助水平1，而后自輔助水平沿延深井筒中心鉆一垂直鉆孔2到達新水平3，在輔助水平設一臺提升機5，提升用的鋼絲繩穿過鉆孔2至新水平與吊罐4連接。2023/2/235作業(yè)人員在吊罐上自下向上進行反井作業(yè)，待小斷面反井與延深輔助水平貫通后，再自上向下分段刷大井筒和進行永久支護，最后進行井筒安裝和收尾工作。

㈠反井斷面的確定反井斷面形狀可以是圓形、矩形或方形。在煤礦中，吊罐反井的斷面形狀采用圓形．反井斷面尺寸的大小與巖層的穩(wěn)定性有關，其面積應能滿足兩臺鑿巖機同時打眼的要求。反井斷面一般可采用2×2㎡的方形斷面，或采用直徑為2m的圓形斷面，反井斷面尺寸也可根據(jù)具體的吊罐尺寸確定。2023/2/236㈡準備工作在原生產(chǎn)水平的車場附近向下掘一斜巷，當其垂直深度約位于井底水窩下10米時，轉(zhuǎn)為平巷掘進到延深井筒的位置，并開鑿硐室形成—個較小的延深輔助水平。該輔助水平的作用是安設鉆機鉆中心孔以及布置提絞設備。提升吊罐鋼絲繩所穿過的鉆孔稱為繩孔，繩孔應盡量位于井筒中心，繩孔的偏斜不得使反井超出井筒掘進斷面范圍。反井斷面內(nèi)除有繩孔外，還應有一個輔助孔，用于下放管線或作為繩孔的備用孔。兩孔的距離應使兩孔既不互相穿透、又能都處在反井斷面之內(nèi)。鉆孔直徑要比鋼絲繩連接器最大外徑大10～30㎜，連接器直徑通常為90～100㎜。兩個鉆孔的直徑要耍相同，選擇其中偏斜率較小的作為繩孔。2023/2/237㈢反井施工利用吊罐掘進反井的開始高度為3.5～4.5m。反井開始的1～2米是站在巖堆上進行打眼裝藥的。利用吊罐掘進時，先將鑿巖爆鍛工具和器材裝入吊罐，炸藥和雷管要分別用防水絕緣膠貸包裝好，放入吊罐下部的藥箱內(nèi)，將風水軟管和信號照明電纜等與吊罐連接好。提升鋼絲繩與吊罐連接好后便將吊罐提起，待吊罐停穩(wěn)后作業(yè)人員方可進入吊罐，隨后提升吊罐到工作位置。

吊罐的升降，由吊罐內(nèi)的信號直接與提升機司機聯(lián)系。吊罐到達工作位置后，借助自身的支撐裝置將吊罐穩(wěn)定好。作業(yè)人員首先要檢查和處理工作面上的浮石，保證作業(yè)安全。隨后，展開工作臺，進行打眼和裝藥工作。最后將工具收拾好進行連線，檢查連線無誤后就可下放吊罐并將吊罐移到安全地點。放炮前還要將提升鋼絲繩及其他管線提到上部安全位置。

2023/2/238放炮通風后，下放提升鋼絲繩與吊罐連接，然后進行下一個循環(huán)作業(yè)。井底裝巖工作與吊罐上打眼、裝藥工作平行，裝巖時必須先設置好保護蓋板以防落石傷人。為了確保吊罐的安全運行和準確停車，在輔助水平、反井井底和吊罐上都要安設電鈴和燈光信號。為了防止發(fā)生卡罐和過卷事故，在絞車上應設有保護裝置。2023/2/239㈣專用設備

1．吊罐吊罐既是一個提升容器，又是一個可以展開和收攏的工作平臺。

1）華-1型吊罐華-1型吊罐由折疊式平臺①、可伸縮吊架②、保護傘⑧和風動橫撐④等部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖13-21所示。

2023/2/2402）氣動吊罐氣動吊罐是一種設備比較完善的新型吊罐，它由吊罐、軟管絞車、氣動提升機和鋼絲繩配套而成，其結(jié)構(gòu)如圖13-22所示。

2023/2/2412023/2/242

2．絞車提升吊罐的絞車通常有固定式和游動式兩種：游動式絞車具有外廓尺寸小、使用方便和鋼絲繩與繩孔的磨損小等優(yōu)點。華-1型吊罐絞車是應用較廣泛的一種游動絞車，其構(gòu)造如圖13-23所示。

2023/2/243㈤反井鉆機法鉆機的鉆進方式為下鉆上擴式，其施工工藝如圖13-24所示。首先從上水平巷道向下鉆一小直徑先導鉆孔，與延深水平貫通后，卸下先導孔鉆頭，換上大直徑擴孔鉆頭，然后自下向上擴孔鉆進，破碎下來的巖石落至井底裝車外運。擴孔至上水平還有3m時，應當慢速鉆進，并密切注視基