井巷工程 (1).ppt

1、1,2020/7/24,井巷工程,第十三章 立井井筒延深,2,2020/7/24,3,2020/7/24,4,2020/7/24,5,2020/7/24,6,2020/7/24,井筒延深施工方案的選擇，應滿足以下要求： 1）在延深過程中，應保證礦井生產(chǎn)正常進行，盡量避免生產(chǎn)與延深工作互相干擾； 2）應盡量利用已有的或永久性的井巷、硐室和設(shè)施為延深工作服務，減少臨時工程量，縮短準備工期，降低礦井延深投資； 3）在延深過程中必須保證工作人員的安全，并應盡量縮短停止生產(chǎn)提升的時間。,7,2020/7/24,第一節(jié) 利用輔助水平廷深井筒,這種延深方法，是由生產(chǎn)水平通過延深輔助暗井到達輔助水平，并在輔助

2、水平布置延深用的巷道、硐室和安設(shè)延深施工設(shè)備。 提升運輸系統(tǒng)及巷道硐室布置如圖13-l所示。 這種延深方法的特點是，對礦井的正常生產(chǎn)提升影響較小，但是延深輔助工程量大，延深準備期長，投資大，占用設(shè)備多。,8,2020/7/24,9,2020/7/24,一、輔助暗井位置及輔助水平標高的確定,暗井位置,暗井可以是暗斜井也可以是暗立井，我國一般采用暗斜井。,用暗斜井時，其位置應滿足下列要求：,1暗斜井的上部車場應位于運輸、通風，下管線和供給空車都較為方便的地方，以確保材料、設(shè)備和矸石能及時供應與運出。如圖13-2所示。,2暗斜井位置的選擇，應考慮附近是否有巷道和硐室可作為存放材料和安裝機電設(shè)備使用。

3、,3暗斜井井筒不得正對延深井筒，一般要求暗斜井的中心線與延深井筒中心線的水平距離大于15m。,4力求避免在斷層、破碎帶和含水層等不良巖層中布置暗斜井，以便于暗斜井的施工和維護。 5傾角一般采用2530為宜。,10,2020/7/24,11,2020/7/24,輔助水平標高的確定,延深輔助水平的標高是根據(jù)井底水窩的深度，保護設(shè) 施的厚度和提升翻矸所要求的高度決定的。延深輔助水平 至生產(chǎn)水平的高度參照圖13-3按下式確定：,H延深輔助水平底板至生產(chǎn)水平底板的高度； h1延深輔助水平至翻矸臺的高度，一般高為4m； h2翻矸臺至天輪中心的高度，通常為1012m； h3天輪中心至保護設(shè)施底部的高度，一般

4、取2.53.0m； h4保護設(shè)施的厚度，保護巖柱時為68m；人工保護盤時為2.53.0m； h5保護沒施頂部至生產(chǎn)水平的高度，相當于井底水窩深度。,12,2020/7/24,13,2020/7/24,二、延深輔助巷道和硐室布置,巷道的布置方式有以下兩種： 一種是一條輔助暗斜井，主、副井各用一個輔助水平， 如圖13-44所示。,14,2020/7/24,另一種是一條輔助暗斜井，主、副井共用一個輔助水平，如圖13-5所示。,15,2020/7/24,16,2020/7/24,17,2020/7/24,18,2020/7/24,三、井筒施工設(shè)備布置 井內(nèi)施工設(shè)備的布置與懸吊,利用輔助水平延深井筒時，

5、井內(nèi)施工設(shè)備的布置原則與新井開鑿時是一樣的，即要求各設(shè)備間有一定的安全距離，互不影響和干擾，以保證井筒延深工作的方便和安全。圖13-6為李二礦副井第三水平延深時井內(nèi)設(shè)備市置圖。,19,2020/7/24,為了減少硐室開鑿工程量，簡化天輪平臺布置，應盡量減少懸吊施工設(shè)備用的鑿井絞車的臺數(shù)，為此可采用單繩懸吊管路(圖13-7)或井壁固定管路(圖13-8)等方式。,20,2020/7/24,提升設(shè)備布置 主井提升機和主、副井鑿井絞車一般都布置在延深輔 助水平。李二礦延深時副井提絞設(shè)備布置如圖13-9所示。,21,2020/7/24,四、施工過程 自生產(chǎn)水平向下掘進輔助暗斜井，而后施工輔助水平巷道和硐

6、室。 施工提升間。提升間是指自輔助水平至保護巖柱或人工保護盤的這一段井筒。該段井筒一般采用普通反井法施工。,在提升間及其他延深輔助巷道、硐室掘砌完畢，并 安設(shè)好設(shè)備后，就自上向下按井筒設(shè)計斷面進行延深施工。,施工至設(shè)計深度時，進行馬頭門施工和井筒安裝工作。,拆除保護巖柱或入工保護盤，為了保證安全，拆除巖 柱或保護盤時，上部井筒的生產(chǎn)提升必須停止。,22,2020/7/24,保護巖柱的拆除，可以自上向下全斷面進行，或自下向 上先以小斷面反井掘至生產(chǎn)水平井底，而后自上向下擴大到 設(shè)計斷面。采用前一種拆除方法，需要清理井底煤泥，工作 比較困難，所以實際施工中多采用后一種拆除方法。后一種 拆除方法可以

7、利用繩道排矸(圖13-10)。,23,2020/7/24,24,2020/7/24,第二節(jié) 利用延深間延深井筒,設(shè)計井筒時若頂留有延深間，或者將井筒內(nèi)的梯子等設(shè)備拆除后，梯子間有足夠的斷面積可以作延深間用；或者井筒內(nèi)設(shè)計有兩套提升沒備，將其中一套改裝為吊桶提升能不影響生產(chǎn)時都可以考慮采用此法延深井筒。,一、延深井筒斷面布置 延深井筒橫斷面斷面布置 延深井筒橫斷面布置一般根據(jù)生產(chǎn)井筒永久斷面布置 和井內(nèi)延深施工的設(shè)備布置情況通常采用以下三種形式。,25,2020/7/24,1利用頂留有延深間布置施工設(shè)備 原井筒永久斷面設(shè)計時，預留出延深位置，待井筒延深時，可直接 布置施工設(shè)備，直接與地面相通。它

8、因受斷面限制，只能布置小型提升容 器，施工速度慢。,2利用梯子間布置施工設(shè)備 將原梯子間內(nèi)的梯子間平臺和梯子梁拆除，布置施工設(shè)備。它的井 筒斷面利用率高，但改裝工程量大，只適用于有梯子間的副井中。,3利用永久提升間布置施工設(shè)施 當井內(nèi)生產(chǎn)水平為多套提升容器提升、又無預留延深間或梯子 間、并對礦井生產(chǎn)提升影響不大時，可摘掉一套提升設(shè)備，利用該提升 設(shè)備的提升間布置施工設(shè)備。并可利用原有的提升機，掛上吊桶即可施 工，它的改裝量小，可布置大吊桶，施工速度快。,26,2020/7/24,延深井筒縱斷面布置 1提升機和卸矸臺布置在地面,27,2020/7/24,2提升機設(shè)于地面，卸矸臺布置在井下,28,

9、2020/7/24,二、井筒設(shè)備懸吊及硐室布置,利用延深間施工的設(shè)備一般分別為地面、生產(chǎn)水平 和輔助水平多層懸吊。 除吊桶及穩(wěn)繩是根據(jù)提升機和與卸矸臺的布置水平 位置確定外，在井筒橫斷面布置允許時，混凝土輸送管應 盡可能布置在地面。其它壓風、排水、供電等管線，一般 應納入到井底車場的生產(chǎn)系統(tǒng)中去，而懸吊吊盤的鑿井絞 車可布置在輔助水平。 井內(nèi)設(shè)備的懸吊也應采用多種方法，減少井下材料 堆放與硐室開鑿工程量，充分利用井下原有巷道和硐室， 并盡可能將鑿井絞車布置在同一硐室中，以便于管理。,29,2020/7/24,三、延深施工 延深施工準備工作 1井底清理工作,由于提升灑落煤、石和沉淀淤泥，在井底堆

10、積著雜物和充滿積水。為了將井底水窩用隔墻隔開，以形成穿過巖柱的延深間(內(nèi)分提升間和梯子間)，如圖13-15所示，必須首先清理井底。,2提升間施工,井筒延深施工過程,延深工作的內(nèi)容和各施工工序與利用輔助水平延深井筒相同。,30,2020/7/24,四、利用延深間延深井筒的優(yōu)缺點 這種延深方法具有延深輔助工程量小，延深準備工期 短，施工總投資少等優(yōu)點。 這種延深方法的缺點是提升吊桶容積小，提升一次循環(huán) 時間較長，影響井筒延深施工速度。特別是當延深提升高度 超過500米時，其提升能力很準滿足延深施工的要求。,31,2020/7/24,第三節(jié) 利用反井延深井筒,一、概述,利用反井延深井筒如圖13-16

11、所示。在井筒延深施工前，如果已有一個井筒到達延深新水平（圖13-16，a），或生產(chǎn)時使用的下山已經(jīng)到達延深新水平(圖，13-16，b)，并有巷道通往延深井的井底位置時，即可采用此法延深。,32,2020/7/24,采用反井延深井筒時，是由延深新水平自下向上開鑿一小斷面反井，待小斷面反井掘進至延深輔助水平時，再自上向下按照井筒設(shè)計斷面分段刷大和砌壁。 井筒與馬頭門掘砌完畢后，便進行筒永久裝備工作。 最后施工保護巖柱段井筒或拆除人工保護盤，并完成整個井筒的安裝工作。,33,2020/7/24,二、普通反井法施工法,普通反井施工法是個老方法，但在延深施工中至今仍 被采用。它的施工情況如圖13-17所

12、示。,34,2020/7/24,普通反井施工法的缺點是：人員爬梯子上下困難。勞 動強度大、材料運輸不方便、坑木消耗量大、通風條件差 工作面易聚集瓦斯、在地質(zhì)和水文地質(zhì)條件較差時將會影 響作業(yè)和安全。 昔通反井施工法山有它的優(yōu)點；延深輔助工程量小、 與生產(chǎn)提升工作相互影響小、工作面不需要裝巖和排水。 不需要大型提絞設(shè)備，大大簡化了懸吊設(shè)備布置。 反井的斷面形狀和尺寸，應根據(jù)反井的支護型式、井 筒直徑、反井高度、地質(zhì)條件和可能達到的垂直精度來確 定。反井的斷面形狀多采用矩形，其斷面面積為68。,35,2020/7/24,三、吊罐反井施工法,利用吊罐施工反井的主要過程如圖13-8所示，一般情況下需要

13、在生產(chǎn)水平之下開鑿一個較小的延深輔助水平1，而后自輔助水平沿延深井筒中心鉆一垂直鉆孔2到達新水平3，在輔助水平設(shè)一臺提升機5，提升用的鋼絲繩穿過鉆孔2至新水平與吊罐4連接。,36,2020/7/24,作業(yè)人員在吊罐上自下向上進行反井作業(yè)，待小斷面反井與延深輔助水平貫通后，再自上向下分段刷大井筒和進行永久支護，最后進行井筒安裝和收尾工作。,反井斷面的確定,反井斷面形狀可以是圓形、矩形或方形。在煤礦 中，吊罐反井的斷面形狀采用圓形 反井斷面尺寸的大小與巖層的穩(wěn)定性有關(guān)，其面積應 能滿足兩臺鑿巖機同時打眼的要求。反井斷面一般可采用 22的方形斷面，或采用直徑為2m的圓形斷面，反井 斷面尺寸也可根據(jù)具

14、體的吊罐尺寸確定。,37,2020/7/24,準備工作,在原生產(chǎn)水平的車場附近向下掘一斜巷，當其垂直深度約位于井底水窩下10米時，轉(zhuǎn)為平巷掘進到延深井筒的位置，并開鑿硐室形成個較小的延深輔助水平。該輔助水平的作用是安設(shè)鉆機鉆中心孔以及布置提絞設(shè)備。,提升吊罐鋼絲繩所穿過的鉆孔稱為繩孔，繩孔應盡量位于井筒中心，繩孔的偏斜不得使反井超出井筒掘進斷面范圍。 反井斷面內(nèi)除有繩孔外，還應有一個輔助孔，用于下放管線或作為繩孔的備用孔。 兩孔的距離應使兩孔既不互相穿透、又能都處在反井斷面之內(nèi)。 鉆孔直徑要比鋼絲繩連接器最大外徑大1030，連接器直徑通常為90100。兩個鉆孔的直徑要耍相同，選擇其中偏斜率較小

15、的作為繩孔。,38,2020/7/24,反井施工 利用吊罐掘進反井的開始高度為3.54.5m。反井開始 的12米是站在巖堆上進行打 眼裝藥的。,利用吊罐掘進時，先將鑿巖爆鍛工具和器材裝入吊罐，炸藥和雷管要分別用防水絕緣膠貸包裝好，放入吊罐下部的藥箱內(nèi)，將風水軟管和信號照明電纜等與吊罐連接好。提升鋼絲繩與吊罐連接好后便將吊罐提起，待吊罐停穩(wěn)后作業(yè)人員方可進入吊罐，隨后提升吊罐到工作位置。,吊罐的升降，由吊罐內(nèi)的信號直接與提升機司機聯(lián)系。吊罐到達工作位置后，借助自身的支撐裝置將吊罐穩(wěn)定好。作業(yè)人員首先要檢查和處理工作面上的浮石，保證作業(yè)安全。隨后，展開工作臺，進行打眼和裝藥工作。最后將工具收拾好進

16、行連線，檢查連線無誤后就可下放吊罐并將吊罐移到安全地點。放炮前還要將提升鋼絲繩及其他管線提到上部安全位置。,39,2020/7/24,放炮通風后，下放提升鋼絲繩與吊罐連接，然后進行下一個循環(huán)作業(yè)。 井底裝巖工作與吊罐上打眼、裝藥工作平行，裝巖時必須先設(shè)置好保護蓋板以防落石傷人。,為了確保吊罐的安全運行和準確停車，在輔助水平、反井井底和吊罐上都要安設(shè)電鈴和燈光信號。為了防止發(fā)生卡罐和過卷事故，在絞車上應設(shè)有保護裝置。,40,2020/7/24,專用設(shè)備,1吊罐 吊罐既是一個提升容器，又是一個可以展開和收攏的工作平臺。,1）華-1型吊罐,華-1型吊罐由折疊式平臺、可伸縮吊架、保護傘 和風動橫撐等部

17、分組成，其結(jié)構(gòu)如圖13-21所示。,41,2020/7/24,2）氣動吊罐,氣動吊罐是一種設(shè)備比較完善的新型吊罐，它由吊罐、軟管絞車、氣動提升機和鋼絲繩配套而成，其結(jié)構(gòu)如圖13-22所示。,42,2020/7/24,43,2020/7/24,2絞車 提升吊罐的絞車通常有固定式和游動式兩種：游動式絞車 具有外廓尺寸小、使用方便和鋼絲繩與繩孔的磨損小等優(yōu)點。 華-1型吊罐絞車是應用較廣泛的一種游動 絞車，其構(gòu)造如圖13-23所示。,44,2020/7/24,反井鉆機法 鉆機的鉆進方式為下鉆上擴式，其施工工藝如圖 13-24所示。 首先從上水平巷道向下鉆一小直徑先導鉆孔，與延深水 平貫通后，卸下先導

18、孔鉆頭，換上大直徑擴孔鉆頭，然后自 下向上擴孔鉆進，破碎下來的巖石落至井底裝車外運。 擴孔至上水平還有3m時，應當慢速鉆進，并密切注視基 礎(chǔ)的變化情況，如發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)有破壞的征兆時，應立即停鉆， 待鉆機全部拆除后，再用爆破法或風鎬鑿通。 反井形成后，即可用鉆眼爆破法自上而下將井筒擴大至設(shè)計斷面,45,2020/7/24,46,2020/7/24,第四節(jié) 立井井筒延深的保護設(shè)施,一、保護巖柱 保護巖柱設(shè)在生產(chǎn)水平的井底水平下面。根據(jù)井筒延深 方法不同。它可能是占有井筒全斷面或只占有井筒的部分斷 面。保護巖住的厚度視巖層性質(zhì)而定。一般為68米。 利用保護巖柱作為井筒延深的保護設(shè)施，必須在巖層比 較堅固致密的情況下才能采用。 采用保護巖柱時，為了防止巖柱處的巖石冒落危脅井筒 延深工作的安全，巖柱下面應架設(shè)護頂盤。護頂盤由數(shù)根鋼 梁和木板