立井井筒施工组织设计.docx

1、立井井筒施工组织设计立井井筒施工组织设计一、工程基本条件：某煤矿副立井,井筒直径（净）6.5m,井深6m,井壁结构:素混凝土井壁;表土和风化基岩壁厚：B=50mm、基岩壁厚B=00m；该矿为低瓦斯矿井,竖井施工期间仅考虑爆破排烟通风;要求：月成井速度为10。井筒地质及水文条件:表土厚度1m,表土为粘土;风化基岩厚度6m,基岩坚固性系数f=;井筒涌水量:表土层无水，风化基岩m3/h,基岩5 m3h。二、作业方式的选择:该副井井筒直径（净）6。5m，井深60m,地质及水文条件:表土厚度15m,表土为粘土；风化基岩厚度6m,基岩坚固性系数=4,表土层无水,由此选定该井筒施工作业方式为掘、砌混合作业，

2、井筒掘、砌工序在实践上有部分平行时称为混合作业。混合作业时随着凿井技术的发展而产生。这种作业方式区别于短段单行作业,掘、砌工序顺序进行；而混合作业，是在向模板浇灌混凝土达1m高左右同时,即可装岩出渣。待井壁浇注完成后,作业面上的掘进工作又转为单独进行，依次往复循环。由此可见,立井作业方式是根据掘、砌作业在时间上的关系而划分的.每一大类中,则又可引入段高大小等指标,以作同类技术的区别。立井井筒一般要穿过表土与基岩两个部分,其施工技术由于围岩条件不同各有特点,表土施工方案选择主要考虑工程的安全,而基岩施工主要考虑施工进度由于表土松软，稳定性较差，经常含水,并直接承受井口结构物的荷载。所以，表土施工

3、比较复杂,往往成为立井施工的关键工程。正确的选择表土施工方案和施工方法,避开雨季施工,预先考虑片帮等突发事故的防范措施,确保立井井筒安全快递地通过表土层，并顺利转入基岩施工具有重要意义。立井井筒施工包括掘进、砌壁和安装三大工序。井筒正式掘进之前,先在井口上方设置井架，在井架顶部安装天轮平台,在井架第一平台标高处安设卸矸平台.与此同时,掘进井筒上口一段井筒,安设临时锁口、封口盘、固定盘和吊盘;在井口四周安装凿井提升机、凿井绞车、悬吊凿井用的各种施工设备及管线;建筑凿井用的压风机房、通风机房和混凝土搅拌站等辅助生产车间.待一切准备工作完成后,即可进行井筒的正式掘进工作。1、表土施工.在建井工程中,

4、覆盖于基岩之上的第四纪冲击层和岩石风化带统称为表土层由于表土层图纸松软,稳定性差、变化大,且一般均有涌水;又因接近地表,直接承受井口构筑物的荷载,因此，施工比较复杂,欲要安全、快速地通过表土层,最重要的是根据图层性质，正确地选择表土施工方法,以及确定相应的施工设备和设施。表土是以土为骨架（主要是矿物和一些有机体），和水、空气组成的三相体，由于各煤田的地质、水文条件不同，土的结构性质(矿物成分和颗粒大小）、含水量、水压和渗透性,以及图层厚度和赋存关系等各项性能指标变化很大，反映在工程上的稳定性及施工时的难易程度差别也大。其中对图层稳定性起决定作用的是图纸结构性质和含水情况，而水对土的稳定性影响是

5、很大的,如井内涌水处理不当,不但影响施工速度和质量,往往造成井筒片帮、壁后空洞、地面塌陷，以致直接关系到施工的成败。(1)锁口砌筑。在井筒进入正常施工之前，不论采用哪一种施工方法，都应先砌筑锁口，用以固定井筒位置、铺设井盖、封严井口和吊挂临时支架或井壁。锁口砌筑选用混凝土结构，混凝土结构适用于稳定表土或第一段永久井壁砌筑后，临时支护井颈上部。这种结构整体性好,承载力强,但是浇灌复杂，拆除困难，占用井口时间长,砌体荷载重,一般不采用。临时锁口设计及施工要求：锁口结构要牢固，整体性要好；锁口梁一般要布置在同一水平面上，各梁受力要均匀;锁口梁的布置应尽量为测量井筒时下放中边线创造方便条件；锁口梁下采

6、用方木铺垫时垫木一般不少于3层，而且要铺设平稳,垫木铺设面积应与表面抗压强度相适应；锁口结构应有较强的承载能力，锁口梁支撑点应与井口有一定距离；临时锁口标高尽量与永久锁口标高一致,或者高于原地表;尽量利用永久锁口或者永久锁口的一部分代替临时井壁以减少临时锁口施工和拆除的工程量；为阻止井口边缘松口坍塌和防止雨水流入井内,除调整地面标高外还可砌筑环形挡土墙及排水沟;矸石溜槽下端地面应有防止地面水流入井筒的措施。(2)表土施工采用吊挂井壁施工法。准备工作：吊挂井壁施工,在最后一节井壁下部预留15个生根钩子，以便架设导向圈。掘进：首先架设导向圈而后依次打入板桩,板桩入土0。5-.8即可开始挖土,并继续

7、架圈和打板桩，若井帮压力大可根据实际情况架设中间导向圈及副导向圈进行加固,板桩入土角度一般为。由于板桩围成的空间是截头锥形，所以采用的板桩应是梯形和矩形板桩交替打入才能达到密闭的效果。砌壁：采用吊挂井壁法施工,板桩和导向圈一般不再拆除。利用标准凿井井架和凿井专用设备的提升方法。当精确地用“十字标桩法”定出井筒中心后，按设计井筒规格下挖3m,井自下而上砌筑锁口圈至设计的井口标高，随即架设临时锁口框，树立凿井井架,布置凿井设备。如砌筑敬酒锁口，则应留出井口各设备基础和通道孔口,各孔口向里砌筑23m的永久支护,洞口暂用砖石砌筑,防止垮塌。当下掘垂深达m左右时，安设吊盘,悬吊稳绳,即可进入正常砌筑施工

8、。这种方式,所选用的提升设备与基岩施工相同,如有时处于提升机尚未安装的情况下,为及早开工，也可用凿井井架配以凿井提升机和小吊桶临时先行施工。此方案由于井架施加于井口的荷载较大,故要求土质较坚实稳定，土的容许承载能力应大于。25Pa，涌水量小于0 m3。这种提升方法的提升悬吊能力大、安全,有利于快速施工。虽然开始安装所需的时间较长，但它可以直接用于基岩施工,整个井筒施工期间不用再更换提升设备，总的安装拆卸时间较短。2、破碎岩层和基岩施工。对于基岩坚固性系数f6的岩层采用钻眼爆破方法,钻眼爆破工作是井筒掘进循环的主要工序,它的工作效果直接影响着其他工序及整个掘进速度,其工时约占30%-0左右。为提

9、高爆破效果,应根据岩层的具体条件,正确选择钻眼设备和爆破器材，合理确定爆破参数。及采用先进的操作技术。在整个钻眼爆破工作，钻眼所占用的工时最长,加快钻眼速度,加大眼深，提高钻眼质量，以及提高钻眼的机械化程度使其主要的发展方向。根据该井筒的岩层情况,选择伞形钻架，它是由钻架和重型高频凿岩机组成的风液联动导轨式凿岩机具。钻架由中央立柱,支撑臂，动臂,推进器,操纵阀。液压和风动系统组成。打眼前用提升机从地面垂直吊放工作面中心的钻座上,并用钢丝绳悬挂在掉盘上的气动机上，然后接上风、水管，开动油泵马达，操纵调高器，操纵伞钻,支撑臂靠升降油缸由垂直位置提升到水平向上成10150位置时，再由支撑油缸驱动支撑

10、臂将伞钻撑紧于井壁上,即开始打眼。打眼结束后，先收拢动臂，再收回支撑臂和调高器油缸,使悬吊钢丝绳受力最后收拢支撑臂，关闭总风、水阀，拆下风水管路，捆牢后将伞钻提升地面。爆破工作，采用的伞钻钻眼,根据实践经验炮眼深度确定为4m，为满足爆破后井筒断面的轮廓规整,炮眼直径为43m,同时适当增加周边眼的数目。炸药消耗量，炸药的选取主要是根据岩石的坚固系数,涌水量、瓦斯和眼深等因素来确定。根据岩层情况,和适应深孔,提高爆破效果.可选用新品种炸药。高威力粉状铵梯黑炸药,药经为35m。可用蜡纸封闭，外加乳化防水套成串装入4m的深孔中爆破效果可达80%以上.单位炸药消耗量，它是决定爆破效果的重要参数,装药过少

11、,爆破后岩石块度大，井筒成型差，炮眼利用率低,炸药过大,既浪费炸药，并有可能崩坏设备。破坏围岩稳定性,造成大量超挖.炮眼布置一般采用同心圆布置,同时具有掏槽眼和周边眼,崩落眼。装药结构采用的是反向装药和连续装药.周边眼采用间隔装药。对于深孔或光面爆破常采用电雷管和导爆索起爆,立井爆破都是采用的由里向外,逐圈分次起爆,间隔时间一般为0ms，分四圈爆破,电爆网络采用的是并联，及采用闭合方向并联,同时进行爆破安全检查.、装岩及排矸：装岩是立井井筒掘进循环中的最重要的一项工作,它消耗工时最长,通常要占掘进循环时间的0%左右，抓岩机的选择为中心回转抓岩机,它是一种新型大斗容立井抓岩机,直接固定在凿井掉盘

12、上,以压气为动力,机组由一名司机操作，全机由抓斗，提升机构，回转机构，变幅机构，固定装置和机架等部件组成。提高抓岩机的工时利用率,提高抓斗抓满系数，装桶准确，缩短一次抓取循环时间,加深炮眼,减少机械故障等是提高装岩生产率的关键。提高装岩生产率可采取以下几项措施:严格执行设备检修保养制度提高技术水平,减少机械故障，提高抓岩机的工时利用率. 抓岩司机要经过严格的技术培训,操作技术要熟练选择合理的爆破参数,改进爆破技术,改善岩石的破碎程度，增加一次爆破岩石量,对于提高装岩生产率有密切的关系提高提升能力，加大吊桶的容积,减少吊桶的提升休止时间,充分发挥抓岩机的生产能力为了提高抓岩机的时间利用率,提升能

13、力一般应大于装岩机的最高生产能力 选择合理的抓斗容积和吊桶容积,提高抓斗利用率。吊桶容积一般应为抓斗容积的6倍或78倍才能发挥大斗容抓岩机的效力.吊桶直径与抓斗张开时的直径之比为.8时装岩时几乎没有矸石撒出.桶0。8抓 合理配置工作面上同时作业的抓岩机的台数使其合理布置，协同作业，减少干扰。打干井,改善作业条件.提升和排矸立井开凿时为了排除井筒工作面的积矸，下放器材设备以及提放作业人员，应在井筒设置提升系统,凿井提升系统选择是否合理，不但影响凿岩装矸作业和凿井速度,而且会影响建井后期工作的顺利开展.凿井提升系统由提升容器,钩头联接装置,提升钢丝绳，天轮，提升机以及提升所必须的导向稳绳和滑架组成

14、。立井开凿时为了悬吊吊盘，砌壁模板,安全梯,吊泵和一系列线路管线，必选合理选用相应的悬吊设备，悬吊系统由钢丝绳，天轮和凿井绞车等组成。该立井开凿时采用的提升方式为一套双钩提升，及 井筒有两个吊桶。根据双钩提升时一次循环时间为 s=54+ +s, Ts双钩提升时的一次提升循环时间，s 吊桶提升高度,为井筒最终设计深度，卸矸台高度和卸矸台以上吊桶提升高度之和m w.-吊桶在无绳段的行程,m, hw.4m 54吊桶在无绳段的运行时间s双钩吊桶在工作面摘挂钩操作时间和井上卸矸时间,s=90-0s吊桶容积可按以下步骤选择，）吊桶的一次提升循环时间应小于或等于抓岩机装满一桶矸石的时间Th,即Tzh2)计算

15、抓岩机装桶时间Tzh=，s式中V矸石吊桶容积，m30.9吊桶装满系数,h井筒工作面抓岩机的总生产率,m3h3）计算吊桶容积Vt=,m3吊桶选择为容积为2 3和43凿井绞车 用于悬吊吊盘，吊泵，安全梯及管路缆线等凿井设备和拉紧稳绳。天轮分为提升天轮和凿井天轮，凿井提升天轮应尊照以下原则：（1)天轮与钢丝绳的直径之比，当提升钢丝绳围抱角大于90时,应不小于0,围抱角小于0时，应不小于0(2)天轮与钢丝绳中最粗钢丝的直径之比应不小于9；（3）选用天轮所允许的最大钢丝绳钢丝总破断力应大于钢丝绳的实际最大钢丝总破断力；(4)当钢丝绳仰角大于50时，按实际受力情况验算天轮轴的强度悬吊天轮可遵照以下原则:（1)当悬吊设备由双绳悬挂,且绳距很近是，应尽可能采取双槽天轮，这样可以简化天轮平台生天轮梁的布置.（2）天轮与钢丝绳的直径之比不小于0；（3)天轮与钢丝绳中最粗的钢丝的直径之比不小于300；(）选用天轮的安全荷载应大0于钢丝绳的实际最大静拉力.排矸 立井掘进时，矸石吊桶提至卸矸台后,通过翻矸装置将矸石卸出，矸石通过溜矸槽或矸石仓卸入自翻汽车或矿车上,然后运往排矸场.4、井筒支护 井筒向下掘进一定深度后，便应进行永久支护工作，起支撑地压,固定井筒装备，封堵井筒以及防止岩石风化破坏等作用。根据岩层条件,井壁材料,掘砌作业方式以及