豎井與斜井工程施工概述[詳細(xì)]

1、第七章,豎井、斜井施工,豎井、斜井施工,豎井施工 斜井施工 斜井、豎井施工治水,問題：什么是平洞、豎井、斜井？并舉例說明。 答:井的傾角在010之間的為平洞； 井的傾角在1045之間的為斜井； 井的傾角在4590之間的為豎井。,7.1 豎井施工,引黃工程,7.1 豎井施工,1、豎井是地下工程中的常見工程 地下礦山：煤炭、金屬、非金屬等 山嶺隧道：公路、鐵路 水電、水利工程 城市市政工程 軍事、國防工程,豎井概況,7.1 豎井施工,2 豎井的類型與結(jié)構(gòu),7.1 豎井施工,根據(jù)井筒的用途不同，立井井筒一般分為三種：主井、副井和風(fēng)井。 主井：專門用來提升煤炭的井筒稱為主井。主井內(nèi)設(shè)有箕斗，故又稱箕斗

2、井。 副井：用于升降人員、設(shè)備、材料及提升矸石的井筒稱為副井。井筒內(nèi)通常設(shè)有罐籠，故又稱為罐籠井。某些特大型礦井還有專門為提升矸石服務(wù)的矸石井。 風(fēng)井：主要作為通風(fēng)用的井筒，稱為風(fēng)井。一般作為出風(fēng)用，也可當(dāng)作全礦的安全出口。,3、豎井井筒的特點(diǎn) 深度較大，施工工期長 地質(zhì)條件復(fù)雜，施工難度大 施工技術(shù)復(fù)雜，安全要求高,豎井概況,7.1 豎井施工,豎井概況,4、井筒的組成 井頸：靠近地表的一段井筒 井身：井筒的主干部位，所占井的比例比較大。 井底：井身以下為井底。,7.1 豎井施工,在井筒進(jìn)入正常施工之前，不論采用哪一種施工方法，都應(yīng)先砌筑鎖口，用以固定井筒位置、鋪設(shè)井蓋、封嚴(yán)井口和吊掛臨時(shí)支架

3、或井壁。,7.1 豎井施工,臺階形井頸,豎井概況,7.1 豎井施工,倒錐形井頸,豎井概況,7.1 豎井施工,井口施工,分類: 基巖層 表土層 特點(diǎn)： 基巖層：比較穩(wěn)定，容易開挖。 表土層：地質(zhì)條件復(fù)雜，穩(wěn)定性 差，因此表土層施工比較 困難。,7.1 豎井施工,步驟： 1、在豎井施工前首先要標(biāo)定井筒中心。 2、井口向下開挖24m深開始井頸鎖口。 提升方法：簡易提升法 1、三腳架提升 2、龍門架提升 3、汽車起重機(jī)提升,加固井壁、防止下坍,7.1 豎井施工,龍門架提升,7.1 豎井施工,汽車起重機(jī)提升,7.1 豎井施工,豎井施工方法,鉆爆法開挖基巖的三項(xiàng)作業(yè)： 1、開挖 2、永久支護(hù) 3、安裝,7

4、.1 豎井施工,豎井施工方法,施工方案分類： 1、單行作業(yè) 2、平行作業(yè) 3、短段掘砌 4、一次成井 5、反井刷大,7.1 豎井施工,施工方案分類： 1、單行作業(yè)(圖7-1) 順序：鑿爆 裝運(yùn) 砌筑支護(hù) （下 上） 最后再進(jìn)行井筒設(shè)備安裝。 優(yōu)點(diǎn)：單行作業(yè)所需用的設(shè)備少，工作組織簡單，因此較為安全。 缺點(diǎn)：掘砌作業(yè)是按順序進(jìn)行的，將延遲 整個(gè)井筒的開鑿速度。,7.1 豎井施工,施工方案分類： 1、單行作業(yè)(圖7-1) 適用范圍：井筒深度不大（200m左右）及地層比較穩(wěn)定、井筒斷面較小、砌壁速度很快和鑿井設(shè)備不足的情況下，采用。 現(xiàn)狀：單行作業(yè)在我國用得較多。,7.1 豎井施工,施工方案分類：

5、2、平行作業(yè) 步驟：挖掘巖石與砌壁在兩個(gè)相鄰的井段中同時(shí)進(jìn)行。 井筒設(shè)備安裝要在井筒掘砌全部完成之后進(jìn)行。 優(yōu)點(diǎn)：平行作業(yè)成井速度比單行作業(yè)快。 缺點(diǎn)：適用的掘進(jìn)設(shè)備較多，工作組織復(fù)雜，安全性較差。,7.1 豎井施工,施工方案分類： 2、平行作業(yè) 適用范圍：井筒較深（大于250m）、斷面較大(直徑大于5m）、圍巖較穩(wěn)固、涌水量較小、掘進(jìn)設(shè)備充足且施工隊(duì)伍技術(shù)熟練的條件下，可以采用。,7.1 豎井施工,施工方案分類： 3、短段掘砌 特點(diǎn)：其特點(diǎn)是段短，因而不需要架設(shè)臨時(shí)支護(hù)。 適用范圍：短段掘進(jìn)方案一般適用于不允許有較大暴露面積和較長暴露時(shí)間的穩(wěn)定 巖層中。,7.1 豎井施工,施工方案分類： 4

6、、一次成井 特點(diǎn)：掘進(jìn)、砌壁和安裝三項(xiàng)作業(yè)分別在不同的井段內(nèi)順序或平行進(jìn)行。 ：掘、砌、安順序作業(yè)一次成井。 ：掘砌、掘安平行作業(yè)一次成井。 ：短段三行作業(yè)一次成井。,7.1 豎井施工,施工方案分類： 5、反井刷大 特點(diǎn)：地形條件合適能把平洞巷道送到未來井筒的下部時(shí)，或在未來井筒下部已開挖了平洞，可以從下而上先開小天井，再從上而下刷大斷面。 優(yōu)點(diǎn)：采用此法鑿井，不必用吊桶提升巖碴，巖石僅從天井中溜下，從平洞上裝運(yùn)，不需排水設(shè)備，爆破通風(fēng)也較容易，因此所用設(shè)備少，成井速度快，成本低。,7.1 豎井施工,打眼,爆破后通風(fēng),拆除導(dǎo)軌,7.1 豎井施工,華-1型吊罐構(gòu)造,氣動(dòng)吊罐反井施工示意圖,7.1

7、 豎井施工,豎井鑿巖爆破,豎井施工順序： 鑿巖、裝藥爆破、通風(fēng)、清掃吊盤和臨時(shí)井圈、排水、裝巖清底、提升、支護(hù) 鑿巖：1、豎井鑿巖主要是鉆鑿垂直向下或傾斜向下的炮眼。 2、孔深比平洞淺，一般要小于2m，設(shè)備條件好時(shí)，可以達(dá)2.53m深。 3、為調(diào)整水壓，水箱位置下移。,7.1 豎井施工,豎井鑿巖爆破,爆破：1、采用新奧法施工，光面或預(yù)裂爆破的單位耗藥量比平洞略高，可參照定額或有關(guān)公式計(jì)算。 2、豎井施工時(shí)工作面總處在積水狀態(tài)，因此，豎井爆破要使用抗水炸藥。 3、豎井施工中，一般不用導(dǎo)火線雷管爆破，而用導(dǎo)爆管或電雷管，不允許在井下點(diǎn)炮。,7.1 豎井施工,豎井裝巖與提升,分類： 1、反井刷大法開

8、挖，采用平洞裝巖法。（如圖7-7） 2、由上向下開挖法，則巖碴就需要靠抓巖和提升排除。,7.1 豎井施工,豎井裝巖與提升,裝巖： 1、人工裝巖、機(jī)械裝巖 2、裝巖是豎井施工過程最繁重、最占工時(shí)的工序，占60% 3、抓巖機(jī)（中心回轉(zhuǎn)式、環(huán)形軌道式、鋼絲繩懸吊式）,7.1 豎井施工,抓巖機(jī),1-抓斗；2-臂桿；3-提升機(jī)構(gòu)；4-回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；5-變幅機(jī)構(gòu)；6-機(jī)架；7-司機(jī)室；8-變幅推力油缸9-行走小車；10-抓斗；11下層吊盤,中心回轉(zhuǎn)式抓巖機(jī),1-抓斗；2-提升機(jī)構(gòu)；3-操縱室；4-行走機(jī)構(gòu)；5-中心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)； 6-環(huán)行小車；7-環(huán)行軌道；8-吊盤固定裝,環(huán)形軌道式抓巖機(jī),豎井裝巖與提升,提升：

9、豎井提升包括提升巖石、運(yùn)送設(shè)備和材料、升降人員。,7.1 豎井施工,（a）矸石吊桶 （b）底卸式材料吊桶,豎井掘進(jìn)時(shí)，矸石吊桶提至卸矸臺后，通過翻矸裝置將矸石卸出，矸石經(jīng)過溜矸槽或矸石倉卸入自翻汽車或礦車上，然后運(yùn)往排矸場。 翻矸方式有人工翻矸和自動(dòng)翻矸兩種。,掛鉤式翻矸方式 1-溜矸槽；2-提升繩；3-吊桶；4-吊鉤；5-卸矸門,7.1 豎井施工,豎井開鑿時(shí)的基本提升方式有單鉤和雙鉤兩種。單鉤提升時(shí)，提升機(jī)使用一個(gè)工作卷筒和一個(gè)終端荷載；而雙鉤提升時(shí)，提升機(jī)的主軸上使用兩個(gè)工作卷筒，并各設(shè)一個(gè)終端荷載，只是兩荷載的提升方向相反。,1、提升方式的選擇,單鉤提升,單行作業(yè),雙鉤提升,平行作業(yè),豎

10、井裝巖與提升,提升：豎井提升包括提升巖石、運(yùn)送設(shè)備和材料、升降人員。 1、提升方式的選擇,7.1 豎井施工,豎井裝巖與提升,提升：豎井提升包括提升巖石、運(yùn)送設(shè)備和材料、升降人員。 1、提升方式的選擇 適用范圍：一般認(rèn)為，在井筒斷面較小時(shí)，井筒深度小于300m的條件下，用一套單鉤提升較為合理；如果井筒斷面較大，深度在250m以上，適用雙鉤較為合理。,7.1 豎井施工,豎井裝巖與提升,提升：豎井提升包括提升巖石、運(yùn)送設(shè)備和材料、升降人員。 2、提升容器的選擇,7.1 豎井施工,豎井裝巖與提升,7.1 豎井施工,3、鋼絲繩和提升機(jī)的選擇,礦用提升鋼絲繩都是絲股繩結(jié)構(gòu)，即先由鋼絲捻成繩股再由繩股捻成繩

11、，提升鋼絲繩各部分名稱如圖所示。,直徑從0.44mm不等, 常用鋼絲的抗拉強(qiáng)度：1550N/mm2和1700 N/mm2,豎井裝巖與提升,3、鋼絲繩和提升機(jī)的選擇 鋼絲繩根據(jù)計(jì)算單位長度重量值選取:,7.1 豎井施工,豎井裝巖與提升,提升：豎井提升包括提升巖石、運(yùn)送設(shè)備和材料、升降人員。 3、鋼絲繩和提升機(jī)的選擇 選擇卷揚(yáng)機(jī) 提升卷揚(yáng)力計(jì)算：,7.1 豎井施工,豎井裝巖與提升,提升：豎井提升包括提升巖石、運(yùn)送設(shè)備和材料、升降人員。 3、鋼絲繩和提升機(jī)的選擇 選擇卷揚(yáng)機(jī) 提升電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算：,7.1 豎井施工,豎井裝巖與提升,提升：豎井提升包括提升巖石、運(yùn)送設(shè)備和材料、升降人員。 3、鋼絲繩和提

12、升機(jī)的選擇 適用范圍：當(dāng)井深小于30m時(shí)，采用簡易提升方式，而深井施工時(shí)，其提升應(yīng)使用型鋼井架或混凝土結(jié)構(gòu)井架。,7.1 豎井施工,礦區(qū)斜井,斜井開挖特點(diǎn): 1、對圍巖的擾動(dòng)范圍比同斷面的平洞大。 2、鉆孔的作業(yè)條件差，對鉆孔方向要求高。 3、裝巖條件差，目前裝巖機(jī)械種類較少，且適用性較差，故裝巖占用的勞動(dòng)力較大。 4、由下向上傾斜開挖時(shí)，通風(fēng)排煙較為困難；由上向下傾斜開挖時(shí)，排水困難。 5、為保證準(zhǔn)確成型和貫通、對測量工作要求高。,7.2 斜井施工,斜井開挖特點(diǎn): 6、斜井鑿巖爆破所需的孔數(shù)和藥量較平洞多，特別是靠底板邊的炮孔所需的藥量更多。 7、底孔有時(shí)被水淹，需使用抗水炸藥。 8、為防止

13、井底板抬高，要求底孔斜率大于斜井底板斜率，底孔深度較其他孔深1020cm，一般底孔間距不大于3040cm。 9、運(yùn)巖一般使用提升機(jī)提升礦車或箕斗，為了防止跑車事故，井口應(yīng)設(shè)置阻車器。,7.2 斜井施工,掘進(jìn)、支護(hù)作業(yè)方式: 單行作業(yè)、平行作業(yè)（煤炭系統(tǒng)多采用） 掘進(jìn)施工方法： 1、與平洞相似、鑿爆參數(shù)可參照平洞。 2、炸藥單耗量及工作面單位面積的炮孔數(shù)應(yīng)增加10%15%。,7.2 斜井施工,斜井防止底板抬高的措施： 1、打眼前，排除工作面積水； 2、底眼與水平線夾角稍大于斜井設(shè)計(jì)角度； 3、加密炮眼。,7.2 斜井施工,斜井裝巖,耙斗裝巖機(jī)： 1、適用范圍：耙斗裝巖機(jī)在平巷和傾角小于35的斜井

14、內(nèi)部都能適用。 2、機(jī)器與工作面間距：520m。 3、固定方法：卡輪器（傾角較小）、U型卡（傾角較大）、埋地橛子（傾角較大） 4、耙斗尾繩的懸掛方法：圖7-9,斜井裝巖,鏟斗式斜井裝巖機(jī)： 1、組成：鏟斗、刮板運(yùn)輸機(jī)、牽引絞車、三臺電動(dòng)機(jī)。圖7-10 2、工作原理。,斜井提升,分類： 1、礦車 2、箕斗,優(yōu)點(diǎn)：箕斗提升不必每次摘掛鉤，卸載節(jié)省時(shí)間，安全性好；礦車的裝滿系數(shù)隨斜井傾角的增大而減小，而箕斗的裝滿系數(shù)不受傾角影響。,缺點(diǎn)：箕斗提升要求在井口有卸載裝置，卸載于碴石漏斗或溜槽，轉(zhuǎn)由礦車運(yùn)走。,適用范圍：小型生產(chǎn)斜井，為了運(yùn)輸系統(tǒng)的簡化，多用礦車或串車提升，但是斜井傾角較大、礦車運(yùn)行不安全

15、和礦車裝滿系數(shù)變小的條件下也使用箕斗提升。,斜井、豎井施工治水,綜合治水措施: 1、避 2、防 3、泄 4、堵 5、截 6、排,“防” 即要求襯砌結(jié)構(gòu)具有一定的防水能力，能防止地下水滲入 防止地表水的下滲 附近水庫、池沼、溪流、井泉的水，當(dāng)有可能滲入豎井，影響農(nóng)田灌溉及生活用水時(shí)，應(yīng)采取措施處理 圍巖破碎、含水、易坍塌地段，宜采用注漿加固圍巖和防水措施。 有侵蝕性地下水時(shí)，應(yīng)針對侵蝕類型，采用抗侵蝕性混凝土以及壓注抗侵蝕漿液，敷設(shè)防水、防蝕層等措施。,“堵” 即堵住地下水從襯砌背后滲入豎井內(nèi) 噴射混凝土和模筑混凝土襯砌堵水 防水層 一類為粘貼式防水層，另一類為噴涂式防水層 壓漿 向襯砌背后壓注