井巷工程第十章井筒设计与施工.ppt

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1、2023/6/12,1,井巷工程,第十二章 井筒施工,2023/6/12,2,第一节 概 述,第二节 井筒断面设计,第三节 井筒表土施工,第四节 立井基岩施工,第十章 井筒设计与施工,2023/6/12,3,第一节 概述,根据井田开拓方式的不同，井筒分为立井、斜井和平硐。立井井筒按其用途又分为主井、副井、混合井和风井。主井是专门用作提升矿石的井筒，在大、中型矿井中，提升矿石的容器多采用箕斗，所以主井又常称作箕斗井。副井是用作升降人员、材料、设备和提升矸石的井筒，并常兼作入风井，由于副井采用的提升容器是罐笼，所以副井又称为罐笼井。在同一个井筒内安设有箕斗和罐笼两种提升容器时，该井筒称为混合井，它

2、主要用于小型矿井和老矿井改扩建的延深井。风井尽管有时也安设有提升没备，该井筒仍然按其主要用途命名为风井。,2023/6/12,4,立井井筒的组成自上而下可分为：井颈、井身和井底三个部分，如图12-1所示。,井颈的深度可为浅表土的全厚，也可为厚表土深度的一部分。一般要求井颈的深度为1520m。井颈部分的井壁不但需要加厚，而且通常需要配有钢筋。,井颈以下至井底车场水平的井筒部分叫做井身。井身是井筒的主要组成部分。,井底车场水平以下部分的井筒叫做井底。罐笼井的井底深度一般为l0m左右；箕斗井井底深度一般为3575m，风井井底深度45m。,2023/6/12,5,斜井井筒根据其主要用途通常也分为主井、

3、副井和风井。井筒工程是矿井建没主要连锁工程项目之一。立井井筒工程量一般占全矿井井巷工程量的5%左右，而工期却占矿井施工总工期的4050%。井筒工程施工的快慢直接影响其它井巷工程、有关的地面工程和机电安装工程的施工。因此，加快井筒施工速度是缩短矿井建设总工期的重要环节。同时，井筒是整个矿井的咽吼,其设计和施工质量的优劣，直接关系着矿井建设的成败和生产时期的使用。,2023/6/12,6,第二节 井筒断面设计,一、立井筒断面设计,立井井筒断面布置形式,立井井筒横断面形状有圆形和矩形两种。我国矿山立井井筒横断面都采用圆形。,井筒横断面布置应力求紧凑，也要保证必要的安全间隙，以达到既经济合理又安全的目

4、的。,由于井筒的用途和所采用的设备不同，井筒横断面布置方式是多种多样的。在图12-2的a、b、c、d中，采用的是刚性罐道；e和f采用的是钢丝绳(或柔性)罐道。,2023/6/12,7,刚性罐道的布置方式有单侧布置（12-2，c）、双侧布置（12-2，a，d）和正面布置（12-2，b）三种。,钢丝绳罐道的布置方式如图12-2e和f所示。钢丝绳罐道的根数为24根，在大、中型矿井中通常采用四根罐道。四根钢丝绳罐道可布置在提升容器的一侧或布置成四角形。,2023/6/12,8,二、提升容器选择,提升容器选择,提升容器的选择是由井筒用途和矿井年产量决定的。专门用作提升矿石的容器，通常选用箕斗；用作升降人

5、员、材料、设备、提升矸石的容器选用罐笼。一套提升设备兼作提升矿石和升降人员用时，应选用罐笼。当一个井筒装有两套提升设备时，提矿石的容器选用箕斗，而升降人员的提升容器仍选用罐笼。提升容器的大小应通过具体计算来确定，也可以参照表121选取。表中提升容器具体规格尺寸，可参照有关的产品目录查取。,2023/6/12,9,井筒装备,1罐道梁,罐道梁是为安设罐道、梯子间、管路和电缆等装备用的，立井井筒采用刚性罐道时，在井筒内需设罐道梁。,罐道梁每隔一定距离布置一层，一般采用金属材料。罐道梁按截面形式分有工字钢罐道梁、型钢组合空心罐道梁、整体轧制的封闭空心罐道梁和异形罐道梁等，见图12-3。罐道梁的型号应该

6、用计算方法来确定，也可以按经验选择，如表12-2所示。罐道梁与井壁的固定方式有梁端埋入井壁和用锚杆固定两种。,2023/6/12,10,2023/6/12,11,2罐道 罐道是提升容器运行的在井筒中运行的导向装置。,木罐道 木罐道只是在用普通罐笼升降人员和材料设备，而又采用普通断绳保先险器时才被采用。要求木罐道木质致密坚固，一般用强度较大的松木，并且要进行防腐处理。,钢轨罐道 通常采用的钢轨罐道是38kg/m钢轨，也有采用43kg/m钢轨的。每根钢轨的标准长度为12.5m，考虑到井筒内冬夏温差，钢轨接头处须留有4.5的伸缩缝。安装罐道时，每根钢轨罐道卡在四层罐道梁上，钢轨罐道与工字钢罐道梁之间

7、的连接，采用特制的罐道卡子和螺栓固定如图12-4所示。,2023/6/12,12,型钢组合罐道 型钢组合罐道是由槽钢加扁钢焊接成的矩形空心罐道。组合罐道与罐道梁间的连接方式如图12-5所示。,2023/6/12,13,钢丝绳罐道 目前使用的钢丝绳罐道有普通钢丝绳、密封钢丝绳和异形股钢丝绳三种。,钢丝绳罐道的固定有两种方式：一种是上端固定在井架的托梁上，下端在井底内挂以重锤拉紧，这种固定装置要求有较深的井底，井底水窝内的淤泥应及时清理，否则淤泥将托住重锤使罐道绳松弛，造成提升容器的碰撞事故。另一种是将钢丝绳罐道的下端固定在井底内，而将上端在井架托梁上用液压千斤顶拉紧。,为了保证提升容器运行平稳和

8、提升工作安全，罐道绳必须具有一定的拉紧力和刚度。,2023/6/12,14,2023/6/12,15,2023/6/12,16,3其他隔间,井筒断面内还有梯子间和管路电缆间。梯子间是矿井井下经立井井筒通往地面的一个安全出口。梯子间的梯子多采用折返式布置，如图12-6所示。,管路电缆间，主要安设有排水管、供水管、压气管和各种电缆。,2023/6/12,17,确定井筒断面尺寸 井筒断面尺寸主要指井筒直径。根据选定的井筒横断面布置方式，提升容器的规格和数量。罐道规格、梯子间和管路电缆间的尺寸，以及根据预选的罐道梁型号和有关的安全间隙确定井筒净直径。煤矿安全规程规定：立井内提升容器之间，以及提升容器最

9、突出部分与井壁和罐道梁之间的最小间隙，必须符合表12-3的规定。,2023/6/12,18,1井筒直径确定步骤如下：,1)根据井筒用途和所采用的提升容器，选择井筒装备的类型，确定井筒断面布置形式。2)根据所选用的井筒装备类型，初步选定罐道梁规格和罐道规格。3)根据提升间、梯子间、管路和电缆的布置与尺寸，以及煤矿安全规程规定的安全间隙(表12-3)，用图解法或解析法求出井筒净直径的近似值，然后按煤炭工业设计规范的规定，当井筒净直径小于6.5m时，以0.5m进级确定井简净直径。一般以0.2m进级确定。4)根据初步确定的井筒净直径，验算罐道梁和罐道。,2023/6/12,19,5）根据验算结果进行必

10、要的调整，重新安全间隙。,2通风校核 对根据提升容器和井筒装备确定的井筒净直径，必须按照煤矿安全规程的要求进行通风速度校核，要求井筒内的风速不大于允许的最高风速，即：,式中 v通过井筒的风流速度，m/s；S0井筒通风有效断面面积，井内设有梯子间时S0=S-A，不设梯子间时S0=0.9S；S为井筒净断面面积，；A为梯子间断面面积，A取2.0m2；Q通过井筒的风量，m3/s；vmax井简中允许的最高风速，m/s。,2023/6/12,20,煤矿安全规程规定：升降人员和物料的井筒，vmax=8m/s；专为升降物料的井筒，vmax=12m/s；无提升设备的风井，vmax=15m/s。验算结果v vma

11、x时，井筒净直径应该适当加大。,2023/6/12,21,3井筒掘进断面尺寸 井筒掘进断面尺寸由井筒净断面尺寸与永久支护厚度。,井筒永久支护的设计，首先是确定井壁结构，然后确定井壁厚度。目前常用的井壁结构包括砌块井壁（料石、砖、混凝土）、整体浇筑式井壁（混凝土、钢筋混凝土）、锚喷井壁、装配式井壁（弧板地面制成、井下装配、壁后注浆）和复合井壁（两层以上井壁组合）。采用现浇混凝土、混凝土预制块和料石井壁时，可按表12-4选取井壁厚度。对于砌块井壁 还需加上100的壁后充填厚度。,22,2023/6/12,2023/6/12,23,第三节 井筒表土施工,立井井筒穿过的表土层，按其掘砌施工的难易程度分

12、为稳定表土层和不稳定表土层两种。稳定表土层就是在井筒掘砌过程中，井帮易于维护，用普通施工方法能够顺利通过的表土层，其中包括含非饱和水的粘土层、含少量水的砂质粘土、无水的大孔土和含水量不大的砾石层等。不稳定表土层就是在在井筒掘砌过程中，井帮很难维护，用普通施工方法不能通过的表土层，其中包括含水砂土、淤泥、含饱和水的粘土、浸水的大孔土和含水量较大的砾石层等。根据表土的性质及其所采用的施工设施，井筒表土施工方法可分为普通施工方法和特殊施工方法两大类,2023/6/12,24,一、井筒表土普通施工法,砌筑锁口,1木质临时锁口，如图12-10所示。,2023/6/12,25,2临时钢结构锁口，(图12-

13、11)。,3永久混凝土锁口。,2023/6/12,26,施工,1井圈背板普通施工法 人工或抓岩机出土，下掘一小段后（空帮距不超过1.2m），然后用井圈、背板临时支护，掘一小段后（一般不超过30m），再由下向上拆除井圈、背板，然后砌筑永久井壁。如此，周而复始，直至基岩。这种方法适用于较稳定的土层。如图12-12。,2023/6/12,27,2吊挂井壁施工法 用于稳定性较差的土层中的一种短段掘砌施工方法。段高一般0.51.5m。采用台阶式或分段分块，并配以超前小井降低水位的挖掘方法（图12-13）。为了防止井壁井壁拉裂或脱落，在井壁内设置钢筋，（图12-14）。,2023/6/12,28,吊挂井壁

14、施工法可用于渗透系数大于5m/d，流动性小，水压不大于0.2MPa的砂层和透水性强的卵石层，以及岩石风化带。,吊挂井壁施工法使用的设备简单，施工安全。但工序转换频繁，井壁接茬多，封水性差。故常在通过整个表土层后，自下而上复砌第二层井壁。为此，需按井筒设计规格，适当扩大设计断面。,29,2023/6/12,3板桩法 对于厚度不大的不稳定表土层，在开挖之前，可先人工或打桩机在工作面或地面沿井筒荒径（井筒周边外缘）打入一排密集的板桩，形成一个密封的圆筒，用以支承井壁，在它的保护下进行掘进。,板桩材料可采用木材和金属材料两种。木板桩用于厚度为36m的不稳定表土层。金属板桩可根据打桩设备的能力条件，适用

15、于厚度810m厚的不稳定土层，与其它方法相结合，应用深度更大。如图12-15。,2023/6/12,30,提升方式,1汽车起重机。适用于井筒深度尚未超过30m的情况下，只能采用很小的吊桶，运行速度很慢。,2三角架。它是一种用于井筒深度未超过20m的情况下，效率低，设备简单，使用方便。三脚架构件可用圆木，也可用钢管，图12-16。还有用双面三角架的(图12-17)。,31,2023/6/12,3简易井架与小绞车提升。从简易井架的外形可分为人字形、帐幕式、一面坡、龙门架等几种。它们配以小绞车和小吊桶，可用于井简深度在2050m范围内的表土施工，图12-18为简易帐幕式井架，12-19为龙门架。,3

16、2,2023/6/12,4、标准凿井井架。,2023/6/12,33,表土施工的提升方式与施工程序是密切关联的，在选择时应同时考虑。它们的确定主要取决于地质条件扣施工方法，一般可分为以下几种情况：利用简易设备施工；直接利用凿井井架施工；先利用简易设备后利用凿井井架等方法。,2023/6/12,34,二、井筒表土特殊施工法,1冻结法,冻结法凿井就是在井筒掘进之前，在井筒周围钻冻结孔，用人工制冷的方法将井筒周围的不稳定表土层冻结成一个封闭坚固的冻结圈(图12-20)，防止水或流砂涌入井筒，然后在冻结圈的保护下进行掘砌工作。待井筒掘砌到预计深度后，进行拔冻结管和充填，最后解冻。,2023/6/12,

17、35,1）钻冻结孔,为了形成冻结圈，首先要在井筒周围钻一定数量的冻结孔，以便在孔内安装带底锥的冻结管和底部开口的供液管。冻结孔一般等距离地布置在与井筒同心的圆周上，冻结孔间距一般为0.91.3m，孔径为200250，孔深应比冻结深度大510m。我国常用红500型、红旗油压650型和TXB-A型旋转式钻机钻冻结孔，对钻孔的要求是，终孔直径要比冻结管管箍外径大1025，钻孔偏斜率应小于5%。,2023/6/12,36,2)冻结(1)制冷过程 整个制冷过程包括三个循环系统，即氨循系统、盐水循环系统和冷却水循环系统，如图12-21所示。,80120,1620,-25-35,2023/6/12,37,(

18、2)冻结方案 冻结方案有一次冻全深、局部冻结、差异冻结和分期冻结等几种。一次冻全深方案的适应性强，应用广泛；局部冻结就是只在局部涌水部位进行冻结；差异冻结又叫长短管冻结，即冻结管有长短两种间隔布置；分期冻结是当一次冻结深度很大时，为了避免使用过多的制冷没备而将全深分为数段(通常分为两段)，从上而下依次进行冻结。,2023/6/12,38,(3)冻结段井筒掘砌 采用冻结法施工，井筒的开挖时间要选择适时，即当冻结壁已形成而又尚末冻至井筒范围以内时最为理想，此时，既有利于掘进又不会造成涌水冒砂事故。但是，在冻结井筒掘进过程中很准保证处于理想状态，往往整个井筒被冻实，对于这种坚硬的冻土也耍采用钻眼爆破

19、法进行掘进，有条件时也可采用冻土掘进机掘进。冻结井壁一般都采用钢筋混凝土或混凝土双层井壁，外层井壁的厚度一般为400，它是随着掘进而砌筑的。内层井壁一般厚600，它是在通过冻土段后自下而上一次砌到井口。,2023/6/12,39,2钻井法 钻井法凿井，通常是利用大型回转式钻机，将井筒分次扩孔钻成或是全断面一次钻成。,1)钻进,钻进方式多采用分次扩孔钻进，即首先用超前钻头一次钻至井筒全深，而后分次扩孔，如图12-22所示。,2023/6/12,40,2)泥浆洗井护壁,使刀具始终直接作用于未破碎的岩石面上。泥浆的另一个重要作用就是护壁。泥浆的护壁作用，一方面是借助本身的液柱压力平衡地压；另一方面是

20、在井帮上形成泥皮，堵塞裂隙，防止片帮。,3)沉井和壁后充填,悬浮下沉井壁的施工如图，12-23所示。,2023/6/12,41,3沉井法 沉井法，就是在设计的井筒位置上构筑带刃脚的沉井井壁，而后在其保护下挖土，井壁随着掘进面下沉，同时在地面上相应地砌筑接高井壁。这种沉井方法通常称做沉井法。,为了增加沉井的下沉深度，可采用在沉井上加外荷载的办法使之强制下沉，这种沉井方法通常称做强制沉井。,从施工情况来看，泥浆护壁淹水沉井法具有很大的优越性，在国内外用得都比较成功。它的概貌如图12-24所示。,1.淹水沉井,2.普通沉井,2023/6/12,42,2023/6/12,43,沉井时的破土方法有高压水

21、破土和钻机破土两种。高压水破土方法，是用通过水枪喷嘴的高压水射流破坏土层结构，水的压力力1830大气压。用高压水破土掘进时，一般都采用压气排渣。压气排渣设备的工作原理如同12-25所示。,沉井下沉到设计深度后，如果沉井的偏斜在允许范围内，应及时进行注浆固井工作，使沉井井壁与井帮固结在一起，防止继续下沉或漏水。注浆前一般需在水下浇注混凝土止水垫封底，以防止冒砂跑浆。如果刃脚已插入风化基岩内，也可以不进行封底而直接注浆。一般是利用预埋的泥浆管和注浆管向壁后注水泥浆。沉井和套井之间则耍用毛石混凝土充填。,2023/6/12,44,第四节 立井基岩施工,一、钻眼爆破工作,钻眼设备,钻眼通常采用手持式凿

22、岩机，近几年已开始使用伞形钻架(图12-26)。,2023/6/12,45,2023/6/12,46,爆破工作,1炸药和起爆器材的选择 在立井施工中，工作面常有积水，要采用抗水岩石炸药、水胶炸药和硝化甘油炸药。,起爆器材通常采用国产8号秒延期电雷管，毫秒延期电雷管和导爆管索。放炮电源多采用交流电源，但电压不得超过380伏。在有瓦斯或煤尘爆炸危险的井筒内，必须采用煤矿安全炸药和瞬发电雷管。使用毫秒延期电雷管时，最后一段的延期时间不得超过130毫秒。,2023/6/12,47,2爆破参数的确定 炮眼深度是根据岩石性质、凿岩爆破器材和循环劳动组织等因素决定的。当前在立井井筒施工中，炮眼的深度以浅孔或

23、中深孔（2.03.5m）为宜。炸药消耗量是根据岩石性质、井简断面大小和爆破要求等因素决定的。确定炸约消耗量的方法，可采用工程类比法或是根据矿山井巷工程预算定额选取，立井井筒基岩施工炸药和雷管消耗量定额如表12-6所示。,2023/6/12,48,表12-6 立井基岩施工炸药和雷管消耗量定额 10m,2023/6/12,49,炮眼布置在圆形断面的井简中，炮眼都按同心圆周布置。掏槽方式可采用直眼掏槽或锥形掏槽。炮眼数目和布置圈数是由具体的爆破条件决定的。若采用光面爆破，周边眼间距E为400600；周边眼与辅助眼圈间距(即最小抵抗线)E/M M为周边眼密集系数一般为0.81.0；辅助眼圈距和辅助眼间

24、距，一般为0.70.9m，掏槽眼圈径和眼距，可由掏槽方式和岩石性质决定。图12-27为万年风井炮眼布置，主要爆破参数如表12-7。,2023/6/12,50,2023/6/12,51,采用光面爆破时，为了取得比较好的光爆效果，周边眼应采用2025的小直药卷或采用一般药卷不偶合缓冲间隔装药结构。,立井掘进中的联线方式多采用并联。若一次起爆的雷管数较多，采用并联不能满足准爆电流要求时，可以采用串并联或并串联。,装药、联线和放炮工作，必须严格遵守煤矿安全规程的有关规定。,2023/6/12,52,二、装岩提升,装岩工作 目前已普遍采用抓岩机装岩，实现了装岩机械化。,在煤矿立井施工中多采用中心回转式抓

25、岩机其结构如图12-28所示，技术特征如表12-7。,2023/6/12,53,提高抓岩生产率是缩短装岩提升工序时间的重要途径，在施工中应泣急下列几点：1注意机械维修保养，使它经常处于良好的工作状态。2提高操作技术，使抓取和投放动作准确。3改进钻眼爆破工作使爆破后的岩堆，岩石块度，有利于机械抓岩。4吊捅直径应与抓斗张开直径相适应，提升能力满足抓岩工作需要。,2023/6/12,54,提廾工作 1提升容器立井凿井提升容器都采用吊桶。,2提升钢丝绳，提升钢丝绳一般采用多层股不旋转圆形钢丝绳3提升机，主要是单绳缠绕式卷筒提升机。4提升辅助设施，包括提升天轮、导向稳绳、稳绳天轮、稳绳悬吊凿井绞车等。,

26、排矸工作 1翻矸方式，人工翻矸和自动翻矸，（座钩式自动翻矸如图所示）2排矸方法，采用汽车或矿车排矸。,2023/6/12,55,2023/6/12,56,2023/6/12,57,三、井筒支护,临时支护,采用井圈背板,采用锚喷,永久支护,有料石井壁,混凝土井壁,浇注混凝土井壁施工，先在地面搅拌站将混凝土搅拌好，然后经输料管或吊桶输送到井下浇入筑壁模板内。混凝土搅拌上料系统如图12-29所示。,2023/6/12,58,浇注混凝土井壁的模板有木模板和金属模板。常用的金属模板有装配式、液压滑开式和整体下移式等。整体下移式模板的结构如图12-30所示，其他类型模板的结构可查阅井巷工程施工手册。锚喷支

27、护的施工工艺如图12-31所示，,2023/6/12,59,四、立井施工辅助工作,通风工作,压入式通风，一般适用于井深小于400m的井筒。采用抽出式通风时，风筒将工作面的污浊空气向外抽，这时井筒内为新鲜空气，施工人员可尽快返回工作面。当井筒较深时，采用抽出式通风为主，压入式为辅的通风，可增大通风系统的风压，提高通风效果。风机主要采用BKJ系列轴流式局部通风机，也可采用离心式通风机。一般采用两台不同能力的风机并联。风筒直径一般为0.51.0m。风筒一般用钢丝绳悬吊或者固定在井壁上，随着井筒的下掘而不断下放或延伸,2023/6/12,60,井筒涌水的处理,1注浆堵水,1）地面预注浆,地面预注浆的钻

28、孔布置如图12-32所示，钻孔布置在大于井筒掘进直径1.03.0m的圆周上。,注浆时，若含水层比较薄，可将含水岩层一次注完全深；若含水层较厚，则应分段注浆。分段注浆的顺序有两种：一种是自上向下分段钻孔，分段注浆；另一种是注浆孔一次钻到含水岩层以下下34m，而后自下向上借助止浆塞分段注浆。,2023/6/12,61,2）工作面预注浆 当含水岩层埋藏较深时，可以采用井简工作面预注浆。,工作面预注浆如图12-33所示，注浆孔间距的大小取决于浆液在含水岩层内的扩散半径，一般为1.01.5m。,2023/6/12,62,3）壁后注浆,井筒掘砌完后，往往由于井壁质量欠佳而造成井壁渗水，必须进行壁后注浆加固

29、封水。壁后注浆一般是自上而下分段进行，段高视含水层赋存条件和具体出水点的位置而定，一般为1525m。,井筒围岩裂隙较大、出水较多的地段，应在砌壁时预埋注浆管；在没有预埋注浆管而在砌壁后发现井壁裂缝漏水的区段，应用凿者机打眼埋没注浆管，如图12-34所示。,2023/6/12,63,4）浆液,水泥浆液 水泥浆液是由水泥和水以4：10.5：1的水灰比调制而成的浆液。,水泥水玻璃浆液 水泥水玻璃浆液，是由水泥浆和水玻璃的水溶液在注浆孔口或孔内混合而成的。,MG-646 属于化学浆液。它是以有机化台物丙烯酰胺为主剂，配合其他药剂以水溶液状态注入含水层，发生聚合反应形成具有弹性不溶于水的聚合物。,铬木素

30、浆液 由亚硫酸盐纸浆废液和重铬酸钠组成的。在废液中主要利用的是木质素磺酸盐，它和重铬酸钠产生缩合作用生成凝胶，以达到加固和封水作用。,2023/6/12,64,2排水 根据井筒涌水量的不同，工作面积水的排出方法有吊桶排水和吊泵排水两种。,井筒涌水量不超过8m3/h时，采用吊桶排水较为合适。,井筒涌水量以不超过40m3/h时，采用吊泵排水。,当井深超过水泵扬程时，就要设置中间泵房进行多段排水。,为了减少工作面的积水，应将工作面上部井帮淋水截住，在含水层下方设置截水槽，将水导入水箱或中间泵房而后排到地面，截水槽排水系统如图12-35所示。,2023/6/12,65,压风和供水工作,立井井筒施工中，

31、工作面打眼、装岩和喷射混凝土作业所需要的压风和供水等动力通过并列吊挂在井内的压风管（一般为150的钢管）和供水管（一般为50的钢管），由地面送至吊盘上方，然后经三通、高压软管、分风（水）器和胶皮软管江风、水引入各风动机具。井内压风管和供水管可钢丝绳双绳悬吊，地面设置藻井绞车悬挂，随着井筒的下掘而不断下放；也可直接固定在井壁上，随着井筒的下掘而不断向下延伸。工作面的软管与分风（水）器均采用钢丝绳悬吊在吊盘上，放炮时提至安全高度。,2023/6/12,66,其它辅助工作,1照明与信号,在井口和井内，凡是有人操作的工作面和各盘台，均应设置足够的防爆、防水灯具。立井施工时，必须建立以井口为中心的全井信

32、号系统。,2测量工作,井筒中心线是控制井筒掘砌质量的关键，除应设置垂球测量外，平时一般采用激光指向仪投点。,3安全梯,当井筒停电或发生突然冒水等其它意外事故时，工人可借助井内设置的安全梯迅速撤离工作面。,2023/6/12,67,五、立井施工设备的布置,凿井结构物及主要设备,1凿井井架 目前主要是采用装配式金属凿井井架，由天轮房、天轮平台、主体架、卸矸台、扶梯和基础等部分组成。,各种凿井结构物及主要设备布置如图12-36所示。,天轮平台是凿井井架的重要组成部分，它由四根钢梁和一根中梁组成的框架如图，12-37所示。,2023/6/12,68,2023/6/12,69,2卸矸台 卸矸台的用途是将

33、吊桶提出的矸石翻入溜槽，而后经溜槽装入矿车或汽车。,3封口盘与固定盘,4吊盘与稳绳盘,5提升机与凿井绞车,2023/6/12,70,井筒内施工设备布置,1吊桶位置,1）采刚临时提升机凿井时，应考虑井架受力均衡和地面没置提升机的可能性，提升机房位置应不影响永久建筑物施工。2)吊桶应尽量布置在永久提升间内，并使提升中心线与罐笼出车方向或箕斗井临时罐笼出车方向一致，以利于井底车场施工时的提升改装和井简装备工作。3)吊桶应尽量靠近地面卸矸方向一侧布置，使溜矸槽少占井筒有效面积和避免溜矸槽装车高度不足。4）吊桶与其他设备的间隙必须满足煤矿安全规程和矿山井巷工程施工及验收规范的有关规定。,2023/6/1

34、2,71,2抓岩机位置 抓岩机的位置应充分发挥抓岩机的效率，满足它与其他设备间安全间隙的要求。3吊泵位置 吊泵的位置应靠近井帮，不影响抓岩机的工作，布置在溜矸槽的两侧或对面，另外吊泵和吊桶对称布置。以上主要设备的位置初步确定后，便可确定封口盘，吊盘等主梁的位置。其他设备和管线如安全梯、风筒、压气管等，应结合井架类型、允许的出绳方向和地面凿井绞车的布置条件，在满足安全间隙的前提下予以适当布置。,2023/6/12,72,图12-39是井筒施工设备在井内布置的一例。根据井筒施工设备布置图，便可进行天轮平台和地面提绞设备布置。,2023/6/12,73,六、立井井筒安装工作,分次安装,如图12-40

35、所示。先在吊盘上从井口自上而下安装全部罐道梁、梯子间和电缆卡子等，然后再自下向上在吊架上安装罐道，最后从井底向上安装管路。,井筒安装工作的内容包括：罐道梁、罐道、管路、电缆、梯子间和井底金属支撑结构等的安设。,2023/6/12,74,一次安装 一次安装井筒装备的方式如图12-41，就是从井底向上利用多层吊盘或带吊架的吊盘，一次将罐道粱、罐道、梯子间、管路电缆等全部安装完。即在吊盘上层盘上挖梁窝或打锚杆眼，在下层盘上安装罐粱和管路等，在吊架上安装罐道。,2023/6/12,75,七、立井井筒施工作业方式 根据掘进、砌壁和井筒安装工作在时间和空间上的不同安排方式，立井井筒施工作业方式组成多种作业

36、方式，归纳起来大体上可分为三种：掘、砌单行作业，掘、砌平行作业，掘、砌混合作业和掘、砌、安一次成井。,掘、砌单行作业 掘、砌单行作业，将井筒划分为若干段高，就是一段井筒掘完后停止掘进工作，而后进行永久支护工作。也就是掘砌工作在同一井段内先后依次完成。,2023/6/12,76,单行作业又分为长段掘砌单行作业和短段掘砌单行作业。,长段掘砌单行作业，是将井筒白上而下分成若干个井段，在每个井段内首先自上而下进行掘进，待该段井筒掘完后再自下而上进行该段井筒的永久支护。每个井段的高度视围岩稳定性而定，一般以3040m为宜，最大不应超过60m。,长段单行作业的优点：占用施工设备少，施工组织简单便于管理，井

37、筒掘进工作比较安全，它是立井施工中最常用的方案。,短段掘砌单行作业的特点是段高较小，每掘进一短段井筒后就立即进行永久支护。采用这种作业方式时，段高23m为宜。,湖南桥头河立井曾采用锚喷支护短段单行作业方式(见图12-42)，创造了月成井174.82m的纪录。,2023/6/12,77,2023/6/12,78,掘、砌平行作业,平行作业的特点是将井筒分成若干个井段，同时在相邻的两个井段内分别进行掘进和永久支护工作。平行作业又分为长段掘砌平行作业和短段掘砌平行作业。,长段掘砌平行作业的井段长度也以3040m为宜。这种作业方在掘进面进行掘进和临时支护，需要在井筒内安设稳绳盘和砌壁吊盘，同时还要求有供

38、砌壁用的单独提升设备，如图12-43所示。这种作业方式在井筒净直径不小于6m、基岩段井深不小于500m时，才有采用价值。,2023/6/12,79,短段掘砌平行作业，就是掘进工作不间断地向下进行，同时进行锚喷临时支护，永久支护工作随着掘进工作面的推进，在吊盘上自上向下进行短段浇筑，而在每个小井段内仍是自下向上进行永久支护。短段掘砌平行作业的段高一般为26米。这种作业方式是掘进和础壁同时向下进行，使吊盘距掘进工作面保持一定距离，它为采用中心间转式或环轨式大抓岩机创造了条件。,掘、砌混合作业 井筒掘、砌工序在时间上只有部分平行时，称为掘、砌混合作业。掘、砌、安一次成井 掘、砌，安一次成井，就是井筒永久装备的安装工作与掘、砌工作同时施工。,2023/6/12,80,八、立井施工机械化配套,立井施工机械化配套的原则,根据工程条件，施工队伍的素质和已具有的施工条件等因素综合考虑，最后选定配套类型。各设备之间的能力要匹配，主要保证提升能力与装岩能力、一次爆破岩石量与装岩能力、地面排矸与提升能力，支护能力与掘进努力和辅助设备与掘砌能力的 匹配。配套方式与作业方式想适应。配套方式与设备技术性能相适应，要选用寿命长、性能可靠的设备。配套方式与施工队伍的素质相适应。,2023/6/12,81,立井施工机械化配套方案 1重型设备机械化作业线 2轻型设备机械化作业线 3半机械化作业线,