立井快速施工概述.ppt

立井快速施工概述,立井施工速度的发展概况,全国煤矿立井施工平均月成井进度迅速提高，l974年16.4m／月，1984年提高到29.26m／月，10年增长了78.4％。l994年达到39.44m／月，这l0年又增长了35％，与1974年相比，提高了l40％。l997年达到了45.43m／月，比l994年增长了l5％，与1974年相比，提高了177％。这与近年来斜井、岩巷月进度长期徘徊的局面形成极大反差。,立井施工速度的发展概况,涌现出大批立井快速施工新纪录。过去立井井筒施工月进度突破百米是极其困难的事情。1974～1985年立井施工月进度有25次突破100m，最高月成井l83．3m表土冻结段；1986～1996年又有23次月进度突破l00m，最高月成井201m；l997年全年就有28次月成井突破l00m，最高月成井l46m；1998年已经有l9次突破月成井100m，其中5次超过183m，最高月成井216.5m表土冻结段。特别指出的是月成井超过100m水平的分布面很广。,立井施工速度的发展概况,井筒施工速度加快，使建井工期大大缩短。最突出的就是涌现出一批当年开工，当年到底的井筒。峰峰大淑村矿副井深688m，当年开工，当年到底，平均月成井77．34m；平顶山十三矿副井、鸡西小恒山西风井平均月成井分别为78m和84.8m；宣东二矿副井6个月成井超百米，全井平均月成井l08.3m，主井3个月超百米，基岩段平均月成井达108.9m。快速施工，既缩短了建设工期，也节省了大量资金。设计年产能力l.5Mt的铁法三台子一井井筒快速施工，多次月成井超百米，全井建设总工期仅40个月。大淑村副井工期比合同要求缩短5.5个月，比预算节约300万元。,立井快速施工的重要性,井筒是矿井通达地面的主要进出口，是矿井生产期间提升运输煤炭或矸石、运送人员、材料和设备、以及通风和排水的咽喉工程。井筒工程量虽然只占全矿井井巷工程量的3.5％～5.0％，而其施工工期往往占到全矿井建设总工期的35％～40％或更多。其施工工期直接决定着煤矿建设的周期，历来被施工单位和建设单位所重视。加快立井井筒的施工速度是矿井建设的重要课题。,表土段施工,一、普通法施工临时锁口临时钢结构锁口一般是用若干根钢梁（工字钢或钢轨）对称架设在井口上，在钢梁的上面架设一道井圈，相互之间用U形卡联接。这种临时锁口形式比较简单，施工速度快，使用的比较普遍。表土施工还可采用永久混凝土锁口。如果表土层比较稳定，为了避免临时锁口改换永久锁口的工序，缩短建设工期，可采用永久混凝土锁口。,图52钢结构临时锁口1－钢轨戎字钢；2－井圈；3－行卡字；4－挂钩；5－背杈,表土掘砌,（1）掘进在无水或含水量很小的稳定土层中，可采用全断面分层向下挖掘，视具体情况架设临时支架。挖土可由人工利用镐、锹掘进，如果有条件可选用抓斗直接取土；遇到坚硬的土层或含有鹅卵石较多的土层，可配以风搞与风铲；必要时，甚至可以用打浅跟、放小炮的办法。,降水方式,对于含水量较大的不稳定土层，一定要重视工作面涌水的处理。工作面涌水的处理的效果直接影响到施工速度和施工安全。如果表土段施工中防治水措施不力，就会出现片帮垮塌，井底涌砂冒泥，壁后形成空洞等现象，进而发展为井壁开裂脱落，地表塌陷等严重事故。所以应根据情况采取地表防水、井帮导水、截水以及工作面排水等措施。如果井筒工作面涌水较大，影响正常施工，可在井筒周围打钻孔，进行抽水，以降低井筒的水位，以确保施工安全顺利进行。对于一般的工作面涌水可采用阶梯式环挖降水法或分块对称开挖降水法，如所示。如果这两种方法的效果较差，不能满足施工的要求，还可采用超前小井法降水，改善施工条件，如图5－3所示。,图5－31－超前小井（滤水筒）；2－理想水位下降曲线；3－临时木支撑,砌壁,通常情况下，表土砌壁方法与基岩施工基本一样，只是遇到松软、稳定性极差或浸水后稳定性变差的土层时，为了及时封堵暴露面积，保证施工安全，可采用挖一段砌一段或挖一块砌一块的吊挂井壁施工法。它的特点是混凝土井壁内设竖向钢筋，使每一分段井壁的自重通过钢筋吊挂于上部井壁，以避免短段掘砌时，由于混凝土与土壁之间的胶结或摩擦力减弱或是壁后空洞而引起井壁脱落或开裂。,立井基岩施工,钻眼爆破工作钻眼爆破工作是立井基岩掘进中的一项主要工序，约占整个掘进循环时间的20％～30％。爆破的效果的好坏会直接影响到井筒施工的后续工作，进而影响施工速度。钻眼设备立井钻眼设备目前多数采用风动凿岩机，并多采用伞钻打眼。伞形钻架钻眼深度一般为3～4m。用伞形钻架打眼具有机械化程度高、劳动强度低、钻眼速度快和工作安全等优点。伞形钻架有FJD－6和FJD－9型。配以YGZ－70导轨式重型凿岩机。,,,图5-5FJD－6伞形钻架1－吊环；2－支撑臂；3－中央立柱；4－液压阀；5－调高器；6－底座；7－风马达油缸；8滑道；9－动壁油缸；10－动壁；11－升降油缸；12－推进风马达；13－凿岩机；14－滑轨；15－操作阀组；16－活顶尖,爆破工作,常用的抗水炸药有抗水岩石硝铵炸药、水胶炸药和硝化甘油炸药，三者以水胶炸药使用比较广泛。采用伞钻打眼时，炮眼深度一般为3.0～4.0m。炮眼布置的圈间距一般为0.7～1.0m，掏槽眼圈径为1.2～2.2m，周边眼距井帮设计位置约为0.1mm。崩落眼的眼间距一般为0.8～1.0m，掏槽眼间距约为0.6～0.8m，周边眼间距约为0.4～0.6m。,图5－6立井炮眼布置图1～18掏槽眼；19～33辅助眼；34～60周边眼,装岩提升工作,在立井施工中，装岩提升工作约占整个掘进工作循环时间的50％～60％，直接影响到立井的施工速度，必须给于足够的重视。,图5－7中心回转抓岩机1－抓斗；2－机架；3－臂杆；4－变幅油缸；5－回转结构；6－提升绞车；7－回转动力机；8－变幅气缸；9－增压油缸；10－操作阀和司机室,提升工作,立井井筒施工时提升工作的主要任务是及时排除井筒工作面的矸石，下放器材、设备以及提放作业人员。根据井筒断面的大小，可以设l～2套单钩提升或一套单钩一套双钩提升设备。①提升容器及其附属装置；②提升钢丝绳；③提升辅助设施。,井筒支护工作,井筒支护是井筒掘进工作的一个重要环节。井筒支护工作分为临时支护和永久支护。临时支护是为了保证掘进工作的安全，在永久支护之前采取的一种临时性的安全措施。永久支护和临时支护在时间和空间上的关系应根据井筒围岩的条件和井筒掘砌的方法来决定。可掘进l～2个循环进行永久支护工作，也可以往下掘进一定的深度后再进行永久支护工作。（1）临时支护井筒施工中，若采用短段作业，由于围岩暴露高度不大，暴露时间不长，在进行永久支护之前不会片帮，这时可不采用临时支护。但是一般情况下，为了确保工作安全都需要进行临时支护。在井筒基岩段施工时，多采用锚喷支护作为临时支护。（2）永久支护立井井筒永久支护方式多数采用整体式混凝土井壁。在地质条件很差的矿井，也有采用钢筋混凝土井壁。混凝土一般是在地面混凝土搅拌站搅拌好，经输料管或吊桶输送到井下注入到模板内，当浇筑点离地面不是很深时，可采用输料管向井下输送混凝土，但要防止混凝土出现离析现象。井筒的深部，采用输料管输料往往会出现混凝土的离析现象，影响混凝土质量，所以深部一般采用底卸式吊桶输料。不管采用那种方式都要防止井壁的淋水，以保证混凝土质量。在地质条件好的矿井中，个别风井有采用锚喷支护作为永久支护。,滑模筑壁简介,井筒施工防治水技术专题,防治水是井筒施工的重要课题，如果在井筒掘进过程中井内出现较大涌水，就会严重影响各个施工环节，降低施工速度，甚至使施工无法进行。涌水的存在还会影响到工程质量、劳动效率，甚至还会给人们的安全带来危害。因此必须采取有效措施，妥善处理井筒涌水。采用的处理方法有注浆堵水、导水与截水、钻孔泄水和吊泵排水等。,井筒地面预注浆,在井筒开凿之前，一般要求打一个或两个井筒检查孔，由检查孔及有关的地质资料可以得到井筒穿过的岩层的水文地质情况。如果井筒穿过的岩层中含水量较大，含水岩层较多，尤其是有承压水时就需要井筒地面预注浆。井筒地面预注浆是在井筒开凿之前，从地面围绕着井筒的四周钻进一些注浆孔，到裂隙含水岩层，然后把配制好的浆液用注浆泵通过输浆管和注浆管，注入列裂隙含水岩层中堵水。经检查达到封水目的后，再进行井筒掘砌的施工方法。,注浆深度及注浆范围,注浆深度主要是取决于含水层的埋藏深度。因为浆液垂定向下的扩散距离小一般1～2m，注浆范围应设定在含水层上下10m左右。注浆范围不大于含水层的范围时，会影响到注浆质量。在凿井时容易发生含水层涌水事故,注浆段高,注浆段高是指一次注浆的长度。有分段注浆和全段一次注浆。当井筒穿过的含水层较多或要求注浆的含水层很厚时，岩层中的裂隙大小和发育程度沿深度的分布情况定会有变化。所以不同的岩层就需要不同的注浆参数。因为在一定的注浆压力下，浆液的扩散距离也不一样，大裂隙中扩散距离远，小裂隙中扩散距离近。另外，由于静水压力随着注浆深度的增加而增大，在一定注浆压力下，上部岩层裂隙进浆多、扩散远，下部岩层裂隙进浆少、扩散近，甚至不扩散。因此，为使浆液在各含水层中均匀地扩散和保证注浆效果，应分段注浆。,井筒工作面预注浆,工作面预注浆就是当井筒掘进到距含水岩层一定的厚度时停止掘进工作，利用上部不透水岩层作为防护“岩帽”，或者在工作面打钻、注浆封堵含水层裂隙，以便井筒能够顺利继续施工。,5－11单级平底型止浆垫5－12单级面型止浆垫,预留防护“岩帽”,在注浆岩层上部预留“岩帽”的方法，不需工料，简单易行，应尽量采用图5-13。“岩帽”厚度根据岩石的性质及强度，一般2～6m。,图5－13“岩帽”厚度计算图,井壁注浆,井壁注浆，一般是在井筒施工后，由于漏水较大，给后续带来施工困难或不符合质量标准时进行的注浆堵水工作见图5-15。这种方法对于加固井壁，防止斜井下沉，处理井筒、硐室或巷道的淋水或跑砂，都是行之有效的。它具有施工简单、设备少、见效快等特点。,图5－15,