《立井井筒施工》PPT课件.ppt

第十二章井筒施工 本章重点内容 1 掌握井筒的分类和立井井筒结构 2 了解立井井筒断面设计方法及井筒装备 3 了解井筒表土段的基本施工方法 4 了解立井施工中的钻眼设备 装岩设备 提升容器 提升系统 卸矸方式 5 掌握凿井结构物 凿井施工设备 6 了解立井井筒施工作业方式 7 掌握机械化施工设备配套方式 第一节概述 一 立井井筒分类1 主井 专门用来提升矿石 煤炭 的井筒 在大 中型矿井中 提升煤炭的容器为箕斗 所以主井也称为箕斗井 2 副井 专门用来提升矸石 升降人员 材料 设备的井筒 副井的提升容器是罐笼 所以副井也称为罐笼井 3 风井 用作通风的井筒 一般又兼做矿井的安全出口 井内设有梯子间 4 混合井 同一井筒内设有箕斗和罐笼两种提升容器时 该井筒称为混合井 第一节概述 二 斜井井筒分类1 主斜井 专门用来提升煤炭的斜井 根据提升容器的不同 又分为胶带斜井 箕斗斜井 串车斜井等 2 副斜井 为串车提升方式 其用途是上下人员 提放设备 提升矸石和进风 3 斜风井 用途是回风 由副井进风 风井回风 第一节概述 三 立井井筒结构1 井颈 靠近地表井壁需要加厚的一段井筒称作井颈 此段内常开有各种孔口 其深度一般为15 20m 井塔提升时可达20 60m 2 井身 井颈以下至罐笼进出车水平或箕斗装载水平的井筒部分称作井身 井身是井筒的主要组成部分 3 井底 井底车场水平 副井 或箕斗装载硐室水平 主井 以下的井筒为井底 第二节井筒断面设计 一 立井井筒断面设计 一 井筒断面的布置形式 图12 2立井井筒断面布置方式1 箕斗 2 罐笼 3一罐梁 4一托架 5 木罐道 6 钢轨罐道 7一矩形罐道 8 钢丝绳罐道 9一防撞钢丝绳 10一平衡锤 11一梯子间 12一管路电缆间 第二节井筒断面设计 二 提升容器的选择 第二节井筒断面设计 三 立井井筒装备1 罐道 1 木罐道 2 钢轨罐道 3 型钢组合罐道 4 整体轧制罐道 5 复合材料罐道 6 钢丝绳罐道 第二节井筒断面设计 2 罐梁3 其它隔间 第二节井筒断面设计 第二节井筒断面设计 四 立井井筒断面尺寸的确定1 井筒净断面尺寸的确定步骤 1 根据提升容器 井筒装备类型 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梁和罐道规格 3 根据以上条件和安全间隙 用图解法或解析法求出井筒的近似直径 4 根据初步确定的井筒净直径 验算罐梁和罐道 5 根据计算结果进行必要的调整 重新作图核算 检查各安全间隙 2 通风校核 第二节井筒断面设计 v Q So vmax3 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井筒永久支护厚度所决定 井筒永久支护的设计 首先应确定井壁结构形式 然后应用相关公式和经验数据结合确定井壁厚度 目前常用的井壁结构形式有 砌筑井壁 整体现浇井壁 装配式井壁和复合井壁 井壁厚度可按表12 4选取 第二节井筒断面设计 二 斜井井筒断面设计1 斜井井筒断面形状和支护形式的选择 与平巷基本相同 多为半圆拱形 圆弧拱形和三心拱形 2 串车提升斜井井筒断面布置形式 3 根据设备尺寸和规程要求确定斜井井筒断面尺寸 图12 6串车提升斜井井筒断面布置方式A 矿车宽度 C一非人行道侧宽度 D一人行道侧宽度 图12 8胶带输送机斜井井筒断面布置方式A一胶带输送机至井壁的距离B 胶带输送机宽度 c 人行道宽度 D 矿车宽度 E 人行道在边侧时两设备之间的距离 F 矿车至井壁的距离 图12 7箕斗斜井井筒断面布置 第三节井筒表土施工一 井筒表土普通施工法 1 井圈背板普通施工法 2 吊挂井壁施工法 3 板桩法二 井筒表土特殊施工法 一 冻结法 冻结法的定义 用人工制冷的方法将预定井筒周围的岩土层冻结成具有一定厚度和强度的冻结壁 以抵抗地下水的侵入 在冻结壁的保护下施工井筒 1 冻结孔的钻进 孔径200 250 间距1200 1300 冻结孔垂直度要高 偏斜率不大于3 安装冻结管 供液管 回液管 2 井筒冻结 1 氨循环系统 2 盐水循环系统 3 冷却水循环系统 第三节井筒表土施工 1 压力0 8 1 2 Pa 温度80 120 c 气态 2 20 25 c 液态 1 2 Pa 3 液态 压力0 155 Pa 温度 25 c 4 气态 25 c压力0 155 Pa 2 3 4 1 冷凝器 汽化器 1 2 1 温度16 20 c 2 温度20 25 c 2 第三节井筒表土施工 3 冻结段井筒的掘砌 1 风镐掘进 人工装吊桶 风化基岩段爆破掘进 抓岩机装吊桶 2 吊挂井壁施工外层井壁 滑模套壁施工内层井壁 二 钻井法 用钻头破碎岩石 用洗井液进行洗井排渣和护壁 当井筒钻至设计直径和深度后 在洗井液中漂浮下沉井壁 壁后注浆固井 完成井筒支护 1 井筒的钻进 分次钻进 减压钻进 2 泥浆洗井护壁 1 泥浆的配制和护壁作用 2 排渣 空气吸泥机 3 泥浆反循环洗井 3 下沉井壁和壁后充填 1 漂浮下沉井壁 2 壁后注浆固井 第三节井筒表土施工 图12 11钻井机及其工作全貌1 天车2 钻塔3 吊挂车4 游车5 大钩6 水龙头7 进风管8 排浆管9 转盘10 钻台11 提升钢丝绳12 排浆槽13 主动钻杆14 封口平车15 钻杆16 钻头17 二层平台18 钻杆行车19 钻杆小吊车20 钻杆仓 第三节井筒表土施工法 三 沉井法在预定井筒的位置上 预先做好一节带有刃脚的井筒 在其保护下掘进出土 伴随井筒内掘进出土 井筒靠自重克服土层阻力下沉 随着井筒下沉 在地面不断接长井壁 直到沉至设计标高 1 普通沉井法2 加载沉井法3 载重沉井法4 假井壁沉井法5 多级沉井法6 井内压气沉井法7 壁后河卵石沉井法8 壁后压气沉井法9 壁后泥浆减阻沉井法10 震动沉井法11 泥浆淹水沉井法 图12 12泥浆淹水沉井法施工示意图1 井架2 套井3 触变泥浆4 沉井井壁5 压风管6 压气排液器7 吸泥管8 排渣管9 高压水管 2 第四节立井基岩施工法 一 钻眼爆破工作 一 钻眼设备 第四节立井基岩施工法 第四节立井基岩施工法 二 爆破工作1 爆破器材的选择 1 炸药 抗水岩石硝铵炸药 水胶炸药 硝化甘油炸药 2 毫秒延期电雷管 3 放炮电源 380V以下交流电 2 爆破参数的确定 1 炮眼深度 3 4米 2 炮眼数目 根距断面设计 3 炸药消耗量根据定额 表12 6 4 炮眼间距 槽眼圈径1 2 2 2米 崩落眼0 8 1 0 第四节立井基岩施工法 米 周边眼间距0 4 0 6米3 立井炮眼布置图 第四节立井基岩施工法 二 装岩提升工作 一 装岩工作1 中心回转式抓岩机 1 HZ 4 2 HZ 62 环行轨道式抓岩机 1 HH 6 2 2HH 63 液压靠砌式 1 HK 4 2 HK 64 人力操作的抓岩机 1 HS 6 HS 2 2 NZQ2 0 11 第四节立井基岩施工法 第四节立井基岩施工法 第四节立井基岩施工法 二 提升工作1 提升容器及其附属装置 1 矸石吊桶 2 底卸式材料吊桶 技术特征表见表12 8 2 提升钢丝绳 多用多层股不旋转钢丝绳 3 提升机 凿井专用提升机技术性能见表12 9 4 提升辅助设施 1 提升天轮 2 稳绳 3 稳绳天轮 4 稳绳悬吊凿井绞车 第四节立井基岩施工法 三 排矸工作1 翻矸方式 1 自翻吊桶 2 人工摘挂钩翻矸 3 机械全自动翻矸坐钩式自动翻矸装置双弧板链球式自动翻矸装置翻笼式自动翻矸装置托架式自动翻矸装置2 排矸方法 1 支撑式矸石仓 2 落地式矸石仓 1976年东工设计获部三等奖 第四节立井基岩施工法 三 井筒支护工作 一 临时支护1 井圈背板临时支护2 锚喷临时支护 二 永久支护1 料石支护 丘宾筒 大弧板 2 混凝土支护 模板 3 钢筋混凝土支护 模板 4 锚喷支护 四 立井施工辅助工作 一 通风工作 二 井筒涌水的处理1 注浆堵水 1 预注浆 2 壁后注浆 3 注浆浆液2 井筒排水 三 压风和供水工作 四 其它辅助工作1 照明与信号2 测量工作3 安全梯 第四节立井基岩施工法 五 立井施工设备的布置 一 凿井结构物及主要设备1 凿井井架2 卸矸台3 封口盘与固定盘4 吊盘与稳绳盘5 提升机与凿井绞车 图12 21立井井筒施工示意图1 天轮平台2 凿井井架3 卸矸台4 封口盘5 固定盘6 吊桶7 吊盘8 吊泵9 抓岩机10 掘进工作面 7 10 第四节立井基岩施工法 图12 22天轮平台的结构和布置1 提升天轮2 稳绳天轮3 吊盘天轮4 吊泵天轮5 压风供水管天轮6 风筒天轮7 安全梯天轮8 混凝土输送管天轮9 导向轮 第四节立井基岩施工法 二 井筒内施工设备布置1 吊桶的布置2 抓岩机的布置3 吊泵的布置 图12 23井筒施工设备的布置l一主提吊桶2一副提吊桶3一安全梯4一吊泵 排水管 动力电缆5 模板悬吊绳 6 风筒 7 压风 供水管 8 通讯电缆 9 放炮电缆 10 混凝土输送管 11 信号电缆 12一吊盘梁格 第四节立井基岩施工法 六 立井井筒安装工作 一 分次安装 先在吊盘上从井口开始自上而下安装全部罐梁 梯子间和电缆卡子 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 二 一次安装 从井底向上利用多层吊盘一次将罐梁 罐道 梯子间 管路电缆等全部安装完 第四节立井基岩施工法 七 立井井筒施工作业方式 一 掘 砌单行 顺序 作业1 长段掘砌单行作业2 短段掘砌单行作业 二 掘 砌平行作业1 长段掘砌平行作业2 短段掘砌平行作业 三 掘 砌混合作业 四 掘 砌 安一次成井1 掘 砌 安顺序作业一次成井2 掘砌 掘安平行作业一次成井3 掘砌安三行作业一次成井 图12 26井筒短段掘砌单行作业施工示意图1 模板2 抓岩机3 吊盘4 风筒5 混凝土输送管6压风管 6 5 3 2 1 3000 1000 第四节立井基岩施工法 图12 27井筒长段掘砌平行作业施工示意图1 砌壁吊盘2 井壁3 稳绳盘4 临时支护5 工作面 图12 28井筒短段掘砌平行作