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1、2023/3/2712临时钢结构锁口3永久混凝土锁口第1页/共74页2023/3/272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。第2页/共74页2023/3/273第3页/共74页2023/3/2742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。为了防止井壁拉裂或脱落，在井壁内设置钢筋。第4页/共74
2、页2023/3/275第5页/共74页2023/3/276吊挂井壁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。第6页/共74页7 2023/3/273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。第7页/共74页8 2023/3/27
3、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。第8页/共74页9 2023/3/27第9页/共74页2023/3/2710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。还有用双面三角架。第10页/共74页2023/3/2711第11页/共74页122023/3/273简易井架与小绞车提升。从简易井架的外形可分为人
4、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，可用于井筒深度在2050m范围内的表土施工。第12页/共74页132023/3/27第13页/共74页142023/3/27第14页/共74页152023/3/274、标准凿井井架。第15页/共74页2023/3/2716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和施工方法，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。第16页/共74页2023/3/2717二、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
5、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，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。第17页/共74页2023/3/2718二、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。第18页/共74页2023/3/27191）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
6、，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。第19页/共74页2023/3/2720 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。801201620-25-35第20页/共74页2023/3/2721(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
7、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。第21页/共74页2023/3/2722 (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
8、。第22页/共74页2023/3/27232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。第23页/共74页2023/3/2724第24页/共74页2023/3/27252)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第25页/共74页2023/3/27263沉井法沉井法，就是在设计的井筒位置上构筑带刃脚
9、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。1.淹水沉井2.普通沉井第26页/共74页2023/3/2727第27页/共74页2023/3/2728沉井时的破土方法有高压水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。沉井下沉到设计深度后，如果沉井的偏斜在允许范
10、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。第28页/共74页2023/3/2729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岩机，近几年已开始使用伞形钻架。第29页/共74页2023/3/2730第30页/共74页2023/3/2731第31页/共74页2023/3/2732技术特征技术特征单位单位SJZ5.5SJZ6.7SJZ6.9SJZ6.
11、10支撑臂数量个3333动臂数量个5666支撑臂支撑范围m4.6-6.64.6-6.75.7-7.76.6-8.66.6-9.87.6-10.8动臂水平摆角度150120120120垂直炮孔圈径m1.6-6.31.65-8.21.65-9.561.65-10.5凿岩机数量/型号5/YGZ706/YGZ706/YGZ706/YGZ70动力形式风马达液压泵风马达液压泵风马达液压泵风马达液压泵油泵功率kW5.85.85.85.8油泵工作压力MPa714714714714推进器形式油缸钢丝绳油缸钢丝绳油缸钢丝绳油缸钢丝绳推进行程m3.54.34.34.3工作气压MPa0.5-0.70.5-0.70.5
12、-0.70.5-0.7工作水压MPa0.3-0.50.3-0.50.3-0.50.3-0.5最大耗风量m3/min58686868收拢后外型尺寸（直径x高）m1.7x61.9x7.21.9x7.71.9x7.7钎尾规格mmB25 159 六角钎杆 B25 159 六角钎杆B25 159 六角钎杆B25 159 六角钎杆钎头直径mm3855385538553855钎杆长度m3.94.74.74.7总重量kg5300780082009000第32页/共74页2023/3/2733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
13、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。第33页/共74页2023/3/27342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。当前在井筒施工中，炮眼的深度以浅孔或中深孔（2.03.5m）为宜。炸药消耗量是根据岩石性质、井筒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。第34页/共74页2023/3/2735第35页/共
14、74页2023/3/2736炮眼布置在圆形断面的井筒中，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。第36页/共74页2023/3/2737第37页/共74页2023/3/2738第38页/共74页2023/3/2739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
15、构。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。第39页/共74页2023/3/2740二、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。在施工中多采用中心回转式抓岩机。第40页/共74页第41页/共74页2023/3/2742第42页/共74页2023/3/2743第43页/共74页2023/3/2744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
16、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吊桶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。第44页/共74页2023/3/2745 提升工作 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。第45页/共74页2023/3/2746 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。第46页/共74页2023/3/2747第47页/共74页2023/3/2748第48页
17、/共74页2023/3/2749三、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。第49页/共74页2023/3/2750第50页/共74页2023/3/2751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。第51页/共74页2023/3/2752四、竖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
18、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.第52页/共74页2023/3/2753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
19、34m，而后自下向上借助止浆塞分段注浆。第53页/共74页2023/3/2754 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。第54页/共74页2023/3/27553）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
20、注浆管。第55页/共74页2023/3/27564）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。第56页/共74页2023/3/27572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
21、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.第57页/共74页2023/3/2758压风和供水工作井筒施工中，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
22、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。第58页/共74页2023/3/2759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。施工时，必须建立以井口为中心的全井信号系统。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。第59页/共74页2023/3/2760五、竖井施工设备的布置 凿井
23、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。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。第60页/共74页61第61页/共74页2023/3/2762第62页/共74页2023/3/2763 2卸矸台 卸矸台的用途是将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提升机与凿井绞车第63页/共74页2023/3/2764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
24、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。第64页/共74页2023/3/27652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
25、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。第65页/共74页2023/3/2766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。第66页/共74页2023/3/2767六、立井井筒安装工作分次安装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。第67页/共74页2023/3/2768 一次安装 一次安装井筒装备就是从井底向上利用多层吊盘或带吊架的吊盘，一
26、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。第68页/共74页2023/3/2769七、竖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。第69页/共74页2023/3/2770单行作业又分为长段掘砌单行作
27、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。第70页/共74页2023/3/2771第71页/共74页2023/3/2772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
28、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，同时还要求有供砌壁用的单独提升设备。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。第72页/共74页2023/3/2773 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。第73页/共74页2023/3/2774感谢您的观看！第74页/共74页