井筒施工

一、立井井筒的结构

煤矿立井井筒一般为圆形。井筒自上而下可分井颈、井身、井底三个部分。根据需要,在井筒的某个部位还设有壁座。

1、井颈:井颈是指靠近地表,井壁需要加厚的一段井筒(用于承受井架提升的动荷载及周围建筑物的静荷载,其深度在矿山一般为15—20m。)

2、井身:井身是井颈以下到罐笼出车水平(副井)或箕斗装载水平(主井)部分,是井筒的主要组成部分。

3、井底:井身以下部分为井底,其深度取决于提升过卷高度、井底装备要求和井底水窝的深度。主井(用于箕斗提运煤炭或矿石的井筒)的井底深度一般为35m—75m不等;副井(用于人员和部分下料、提升)的井底深度一般为10m左右;风井的井底深度一般为4—5m。

二、立井施工的准备

井筒正式掘进之前,需先在井口安装凿井井架,在井架上安装天轮平台和卸矸平台,同时进行井筒锁口施工,安装封口盘、固定盘和可升降吊盘。

(一)立井井筒施工地面设备设施的布置 1、凿井井架(施工用临时井架)

井架是为提升和悬吊掘进设备而设立的,矿建施工现场常见的井架大都为亭式钢管井架。根据井架的高度、天轮平台尺寸及适用的井筒直径深度等条件,井架共有六个规格,其型号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、新Ⅳ和Ⅴ型,分别适用于井深200、400、800及1100m的井筒。随着井筒深度的加大及凿井机械化程度的提高(伞钻和迴转抓岩机的使用),Ⅳ型以下的凿井井架在煤矿已很少使用。

井架由天轮房、天轮平台、主体架、卸矸台、扶梯和井架基础等组成 (1)天轮房:安装检修天轮,保护天轮免受雨雪侵袭的作用。 (2)天轮平台:安装天轮梁架设天轮用。(天轮又分工作轮和导向轮)。 (3)主体架:主要承受天轮平台传递的荷载,并将荷载传递给井架基础。

(4)卸矸台:用于翻卸矸石的工作平台,卸矸台下设矸石仓,矸石通过溜矸槽进入矸石仓后,用排矸设备(矿车或自卸汽车)运至排矸处(过去设有矸石山,现在已经很少用)。

(5)扶梯:为了便于井架上下各平台之间的联系在井架内设置的轻便扶梯。

(6)基础:用于安装固定井架用,混凝土结构,砼标号一般为C20以上,并在基础内预埋螺栓。 2、地面提绞设备

提胶设备布置包括:临时提升机(提升绞车)和凿井绞车(又称稳车)2个内容。

(1)临时提升机的布置。临时提升机的性能、选型依据井筒直径、深度和井筒施工装备水平,通过严密计算后选型,临时提升机的位置应适应凿井和开巷两个施工阶段的需要,且不影响永久提升机房及箕斗井(主井)地面永久生产系统施工。

提升机的位置,应使提升钢丝绳的弦长、绳偏角、出绳仰角三项技术参数值符合规定要求

提升机技术参数规定值

钢丝绳最大弦长 钢丝绳最大偏角 钢丝绳最小仰角(下绳) 60 1°30′ 严重 30°

(2)凿井绞车的布置

凿井绞车的位置,首先应满足钢丝绳弦长、绳偏角和出绳仰角规定值,布置于井架四面,使井架受力均衡。

凿井绞车技术参数规定值

钢丝绳最大弦长m 钢丝绳最大偏角 凿井绞车 凿井绞车 519° T 55型 钢丝绳最小仰角(下绳) T JZ系列

同侧凿井绞车应集中布置,以利管理,便于检修,要保证凿井绞车之间互不干扰,绞车钢丝绳之间以及与临近地面线路、运输工具之间的距离要符合安全规定。

3、凿井工作盘

(1)封口盘:俗称井盖,是设在井口地面上的工作平台,用作升降人员、设备、物料的工作平台,一般为钢木结构(工字钢、槽钢、方木、木板制作而成)。封口盘的梁格布置和各种设备、设施通过梁口的位置,都必须同井口上、井下凿井设备相对应。封口盘上提升孔上设井盖门,井盖门随提升吊筒出入井口而打开和闭合,开启和关闭由电动或气动绞车拉动,信号工统一控制。

(2)固定盘:固定盘是设在井筒内临近井口的第二个工作平台,一般位于封口盘以下4—8m处。固定盘主要用来保护井下安全施工,同时还用作井筒测量和接长管路的工作平台,固定盘以梯子与地面相通,其结构与封口盘大致相同。

(3)吊盘:吊盘是井筒内的工作平台,可以沿井筒上下升降,主要用于浇注井壁的工作平台,同时用来保护井下安全施工。在吊盘上有时还安装抓岩机的气动绞车或大抓斗的吊掛和操纵设备,在井筒掘砌完工后,往往还要利用吊盘安装井筒装备。

吊盘的盘架一般用工字钢制作主梁,槽钢作圈梁,并根据凿井设备布置和荷载的需要,用不同型号的槽钢或工字钢作副梁,并留出各通过孔口。盘面铺设防滑网纹钢板。

无规定 827° 最大值为50° 最大值为52° 55 2° JK新系列提升机为15° 超过60m钢丝绳振动跳槽 超过最大偏角钢丝绳磨损

吊盘有双层或多层。当采用单行作业或混合作业时,一般采用双层吊盘,吊板层间距为4—6m;当采用平行作业时,可采用多层吊盘,多层吊盘层数一般为3—5层,为适应施工要求,中间各层往往做成能够上下移动的活动盘,其中主工作盘的层距也多为4—6m。多层盘沿周长设置扁形活页,用来遮挡吊盘与井壁之间的空隙,防止坠物。

(4)稳绳盘:稳绳盘是用来拉紧稳绳的盘体。稳绳是提升吊桶上下运行的滑道,为减少吊桶横向摆动,需要给稳绳一定的张力而设。稳绳盘是井筒内第二个可移动盘体,随工作面的前进而下移,爆破时上提到一定的安全高度,是工作面的又一安全保护盘(有时上面还安装抓岩机的气动绞车)。稳绳盘位于吊盘之下,离掘进面10—20m。

4、凿井设备的布置与吊掛

凿井设备布置是一项比较复杂的技术工作,它要求在有限的井筒断面内,妥善地布置各种凿井设备。除了满足立井施工需要外,还要兼顾矿井建设各个阶段的施工需要。

(1)吊桶布置:提升吊桶是全部凿井设备的核心,吊桶位置一经确定,提升机的方位,井架的位置就基本确定,井内其他设备也将围绕吊桶分别布置。

(2)临时罐笼的布置:当立井井筒施工转入井底车场平巷施工后,为适应排矸及上下人员和物料的需要,一般要将吊桶改为临时罐笼,俗称“临时改绞”。通过吊桶悬吊点,作提升中心的平行线,作为临时罐笼的中心线来布置罐笼,可以减少临时改绞的工作量。

(3)抓岩机的布置:抓岩机的位置要与吊桶的位置配合协调,保证工作面不出现抓岩死角,应满足以下几点要求:

a 每台抓岩机抓取的面积大致相等,且使吊盘不产生偏重;

b 布置一台抓岩机使用一个吊桶提升时,抓岩机的悬吊点应靠近井筒中心,吊桶中心则偏于井筒中心的另一侧;(长绳悬吊抓岩机既可地面悬吊,也可井内悬吊);

c 布置两台抓岩机使用一个吊桶提升时,两台抓岩机的悬吊点在井筒一条直径上,而与吊桶中心约呈等边三角形;

d 布置两台抓岩机使用两个吊桶提升时,两台抓岩机的悬吊点连线与两个吊桶中心连线相互垂直或近似垂直,抓岩机悬吊点,尽可能远离吊泵;

e 布置三台抓岩机使用两个吊桶提升时,两台抓岩机的悬吊点连线与两个吊桶中心连线平行,另一台抓岩机的悬吊点则居中,主要用作辅助集岩。

(4)吊泵的布置:吊泵应靠近井帮布置(间隙>300mm),且与吊桶对称布置与吊桶的外缘间隙要不小于500mm并避开抓岩机和环形钻架的轨道。

(5)立井凿岩钻架的布置:为保证吊桶运行的安全,环形钻架与吊桶之间的距离要大于500mm,与井壁间之间的安全间隙要大于200mm。环形钻架用地面凿井绞车悬吊或吊盘上的气动绞车悬吊,悬吊点应不小于3个并均匀布置。

伞形钻架是利用提升机大钩及吊桶提升孔口的空间起落的,一般吊桶孔口直径要比伞形钻架收拢后的最

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