箱形钢结构井架兼作凿井井架快速建井技术.pdf

2 0 0 1年第 l期 河 北煤 炭 箱 形 钢 结构 井架 兼 作 凿 井 井架 快 速建 井技 术 郑 金 杰 邢 台矿 业集 团 技 工 学枝 ， 河北 邢 台W --Mff 2 1 摘要 对 A L型 箝形 钢 结构 永 欠井 架兼作 凿 井井 架 快速 建 井技 术 推 广 应 用 于 邢 东矿 ， 主 副井 均 采 用 了谖 技 术 ， 有效 缩 短建 井工 期 ， 在 国 内建 井 史 上是 首 次 尝试 。 关键 词 基 建矿 井 ； 永 久 井架 ； 凿 井 技 术 中 图分 类号 T D 2 文 献标 识 码 B 文 章 编 号 1 0 0 7～1 0 8 3 f 2 0 0 1 0 1 0 0 4 70 2 Co n s t r u c t i o n t e c h．b v u s i n g b o x s t e e l s t r u c t u r e h e a d f r a me a s d r i l l i n g h e a d f r a me ZHE NG J i n i e 1 概 述 邢矿 集 团 邢 东 矿 井 设 计 能 力 6 o万 a ， 实 际 配 套 能 力 1 2 0万 t ， 可 采 煤 量 6 1 2 7 5 8万 【 ， 设 计 服 务 年 限 7 3 a ， 设计 矿 井 建设 工 期 3 4个 月 ， 中 央并 列 式 通 风 主 井 净 径 5 m，副井 净 径 6 m，主井 提升 容器 为 1剥 9 t 箕 斗 ，副 井 为 1宽 1窄 单 层 ．嘏 车罐 笼 。 主 井 为 J KⅥ D一 2 8 4 锄 型直 流 直 联 落地 窜擦 轮 提 升绞 车 ． 副井 为 m MD一2 ． 8 4 ⅢE型 直流 直联 落 地 辈擦 轮 配行 星硪 速 器 绞 车 由于工 业 广场地 形 呈东西 窄南 北 长的 带状 ， 且东 临 村庄 ． 西 受 1 1 0 k ．7 高 压输 电线 路 的 限制 ， 给 各项 工 程 施工 展 开及组 织增 加 了难 度 。经 研 究 决定 采用 各 工 程 平行 、 交叉 作业 施 工 工艺 ， 利用 永 久 井 架 兼 作凿 井 井 架 进 行凿 井施工 ， 该 项技 术 经 初 步实 践 ， 就 已 显示 出较 好 的效 益 开 工首 月 副 井 施 工 就 创 冲 积 层 段 月 进 2 1 2 6 m 的全 国新记 录 ． 主 井亦 选 月进 1 5 1 m 的好 成绩 。 2 可 行 性论 证 根据 对 玻 矿 井 建 没 陕速 、 节 资 、 高科 技 含 量 的 要 求 ． 组织 专 业 技术 人 员 ． 先后 埘 充 州 、 淄博 、 淮 南 、 开 溱 、 蔚 县 矿 区 、 下 花 园宣 东 矿等 9对 在建 矿井 进行 调 研 ， 并 组 织有 关 专 家 多次 论证 ， 认 为 ① 在 总 工 期要 求 紧迫 的前 提 下 ， 施 工 设 计 以 井 口 为 主 线 ， 组 织 平行 交 叉作 业 。 使用 永久 井 架兼 作 凿井 井 架 进行 井筒 掘 进 施 工 ， 即 可使 井 架 制 作 、 防腐 、 现 场 组 装 拼接 ， 起 吊前 的准备 井 架 基 础施 工 与 积极 冻结 表 收稿 日期 2 0 0 00 61 1 作者 简介 邦盘 杰 L 1 9 0 3一 ． 女 ， 河北 斌县 ． 邢 台 I 集 叫挂 f 。 性 高级 师 土段 、 积 岩段 注浆交 叉 平 行作 业 。 ② 在 工业 广 场 狭 窄受 限 的条 件 下 ， 从 施 工 工 序 上 避 免 了绞 车 房 、 主 扇风 机 房 、 永 久锁 口等 建筑 施 工 与 临 时井架拆除和永久井架 安装 的相互干涉现象。可节 省 总 工 期 3～4个 月 。 ③ 永久 井架 藏 作 凿 井 井 架 在 井 深 小 于 4 ∞m 时 。 凿井 设 施 的 负 荷 与 生 产 时 井 架 所 承 受 的 负 荷 相 差 较 少 ， 赦 造 价不 增 加 。而 在 井 深 太 于 4 0 0 m 时 ． 凿 井 的 负 荷 较 生 产时 的提 升载 荷 大 许 多 ， 据 计 算 井 架 造 价 要 增 加 3 0 ％ ～4 0 ％ 。 经 论证 ， 采 用 永久 井架 兼 作 凿井 井 架施 工 作 业 ， 是 快速 建 井 的理 想 选择 3井 架结 构 及技 术特 征 主 、 副井 井架 均 由斜 架 和 立套 架 两 部 分 组 成 。 斜 架 部分 为 饵 柱式 钢结 框 架 ， 杆 件 为焊 接 封闭 箱 形 断 面 ， 立套 架 部分 为 实 腹式 锕架 结 构 。斜 架部 分 在 凿井 准 备 期 完成 制 作 、 组 装 和起 吊安装 ． 兼作 凿 井井 架 。 立套 架 部分 在 凿井 施 工 完毕 ， 永 久 改 绞 时 安 装 为 矿 井 生 产 之 用 井 架拄 术 特 征 斟 架 部分 总 重九 安装 后 高度 井 口 O ／ m 上天 轮 中心标 高， 瑚 下天 轮 中心标 高， m 凿井 用平 台高 度， m 主斜架 长， m 副 斜架 长， m 主斜 架 与水 平亮 角 架 架 维普资讯 河 北煤 炭 2 0 0 1 车 第 1 翔 副斜 集与 水平 央 角 7 7 。 5 6 井架 上表 面尺 寸 ， m 7 x 7 基础中心 底部 尺寸 l g 3 1 5 x1 2 4井 架制 作 组 装 与防 腐 井 架 承重 构件 斜 架 、 立 架 ， 四柱 ． 井 口支 撑 粱 ， 顶 部平 台起 重 粱 用 A 3钢 ， 其 余 构 件 用 A 3 F钢 ． 焊 接 全 部 为 O q 气体 保护 焊 接技 术 ； 焊 接 前 进行 严 格 的焊 接 工艺试 验 ， 防 止 焊 接 变 形 ， 井经 探 伤 仪 检 查 ， 焊 接等 级 承 重 构 件 全部 达 一级 ， 其 它构 件 达 二级 。 ① 现 场组 装 。按 吊装设 计 位置 ， 摆放 术垛 ， 将井 架 分部 件 按设 计 顺 序摆 放 之 上 ， 经 找 平 接 口研 磨 符 合 要 求 后 ， 组 装 焊 接 主 、 副 井 主 斜 架 、 副 斜 架 经技 术 检 梗 I 合 格 后待 吊 装起 立 。 ② 起吊安装。主井井架采用等高抱杆起 吊。2抱 杆 置 于 主斜 架 两基 础 间 ． 用 2根 1 ． 2 m1 2 m高 4 5 Ⅲ抱 杆 ， 采取 半 翻 转竖 立 就 位 。副 斜架 利 用 主斜架 ， 采 取 滑 移 法 吊 装就 位 ， 在 空 中 与 主斜 架 对 接 。 主斜 架 利用 锕 绞链 连 接 ． 吊耳 采用 刚性 吊耳 。避 免 了传 统 捆 扎法 在 起 吊过 程 中产 生 的震 动 。 副井 井 架 采用 单 抱 杆 起 吊 ． 抱 杆置 于 主斜架 2基 础 中间 ． 用 1 2 m1 ． 2 m高 3 5 m抱 杆 ． 将 主斜 架 半 翻转 竖 立就 位 。再 利用 巳起 立 的 主斛 架 ． 将 副斜 架用 滑移法 吊装 就位 ． 主 斜 架利 用 铰链 与 基 础连 接 ． 采 用 捆 扎式 吊点起 吊。 井架 防腐 。主 、 副 井 架 均 采 用 钢 结 构 电 弧 喷 涂 防腐新 技 术 、 新 工 艺 。 寿命 长 达 3 0 a以上 各 项 性 能 均 达 到 I S O标准 及 日本 J I s标准 规 定 。 5 几 点 体会 ①在 矿 区工 业广 场狭 窄 ． 相 关 工 程 组 织 平 行 作 业 困难 的前 提下 ， 使用 该方 法组 织施 工 ， 可有 效组 织 相关 工 程 的平行 、 交 叉作 业 ， 可大 大 缩 短 矿 井 建 设 总 工 期 ， 亦 是快 速 建井 的 有效 途径 。 ②在井架的设计 、 制作 、 组装 、 起 吊等环节 ， 大胆推 广 采用 新技 术 、 新 方 法 ， 不 仅 确 保 了 整 体 质 量 ， 而 且 可 明 显提 高效 率 ， 缩 短 工 期 。 ③ 电 弧热 聩 涂长 效 防 腐 技 术 的 应 用 ， 减少 了矿 井 因防腐维护停产的时间． 且在矿井恶 劣环境 中永久钢 结 构 设 掩 的防 腐方 面 ， 具 有 独 到 之处 ， 有 着广 泛 的推 广 价值 。 编 辑吕桂 安 上 接第 4 1页 满 段 高 l m ； 喷 射 混 凝 土 厚 度 为 1 0 0 n m a ， 混 凝 土 强 度 C 2 0。 2次 支 护为 永 久井 壁 ， 采用 钢 筋 混凝 土 支护 ， 壁 厚 4 5 0 ra m， 环 筋 和 竖 筋 均 采用 1 6 mm钢 筋 ． 间距 2 0 0 ra m， 混凝 土 标 号 3 2 O 。 确 定 1次支 护 临 时支护 2 t 2次 支护 永 久支 护 后 ， 关 键 是在 1 、 2次 支 护 之 间 如何 设 置 可 缩 变 形 层 和 何 种 材 料为 用 于缩 变 形 层 。首 先对 可缩 变 形层 材 料 的 选 取 ． 经 多 种 材 料 比选 后 取 2种 材 料 进行 分析 比鞍 方 案 I 可缩 变形 层 为木 板 杨 木 、 梆木 。可 缩 性 好 ， 又有 一 定 强度 ， 腐 烂 时 间长 于急 剧 变 形 时 间 ． 木 板 和 1 l j c 支护之间也会形成允 许变形空间。 方 案 Ⅱ 塑 料泡 沫 扳 。抗 腐蚀 性 和 可缩 性好 ， 但 强 度 低 价格 高 。 经 分析 比较 ． 采 用 木 板作 为 可缩 变 形层 。 确定 可缩 变 形 层 厚度 。可 缩变 形量 应 大 于或 等 于 围岩 位移 量 ， 才能 保 证 井 壁 不 破 坏 。根 据 实 测 围 岩 变 形 速 率 、 围岩 变形 量 ， 确定 可缩 变形 量 为 1 0 0 mm。 具体 施工 方 法 1 次 支护施 工 后 放 置 可 缩 性 板 ， 紧 接 着进 行 2l j c 支 护 ． 改 软 岩 2次 支 护 间 断 式 施 工 为 连 续式施工 ， 加快 了施工进度。 3 实施 效 果 1 9 9 6年 4～6月在 平 泉 县 杨 树 岭 煤 矿 扩 建 主 立井 掩 工 中应 用 ， 仅 4 5 d顺利 通过 了大 长 度 膨 胀 软 岩 段 ， 且 一 次 成井 ， 掩工 质 量 为 良好 ， 通 过 “ 多 井 筒 宴 际 运 行 未 发现 任 何 变化 及破 坏 现 象 。1 9 9 7年 8月 通过 了煤 炭 部 河北 省 工 程质 量监 督 站 对该 井 筒进 行 的质量 认 证 。 该 技 术 采用 了连 续施 工方 案 ． 一 次 成井 ， 不 影 响 建 井工 期 ， 施工 速 度 快 ． 成 井 时间短 。其 永 久井 壁 支 护原 设计 不 变 。 未大 幅增 加 建井 费用 ． 直 接 经 济 效 益 达 6 0 万 元 3关毽 技 术厦 结论 膨胀 软岩 立井 井 筒 支护 的关 键 技术 是在 1 、 2次 支 护之 间如 何设 置 可缩 变形 层 和选 择 可 缩 变形 层 材 料 。 在 已有 的软 岩支 护 技 术 上 深 入 研 究 ． 为 避 免 围岩 膨胀 变形 而破 坏永 久井 壁 开 创性 的栗 用护 、 放 、 支 为一 体 的软 岩 支护 技术 ， 将 软 岩 井 巷 间 断式 的 2次 支 护 改 进为连 续 式 的 2次 支 护 方 式 。一 次 成 井 ． 不 需 要 围岩 卸压 时 间 ， 成井 时 间短 ． 大 大缩 短 了建井 工 期 编 辑吕桂 安 一 维普资讯