项目四 立井施工及延深任务2ppt课件

1、义务2 立井井筒施工 教学目的知识与才干目的1.炸药和起爆资料的选择；2.爆破参数确实定；3.装岩、通风、支护任务；4.井筒堵水的处置；5.立井施工设备的布置。素质目的1.强调做人与做事相结合，做人经过做事表达，做事经过做人保证；2.在培育过程中注重人文精神的熏陶；3.培育优秀的职业品德、耿直、富有责任感;4.使学生具有较强的实际操作才干;5.培育学生发散思想的创新才干.4.2.1井筒表土施工 立井井筒穿过的表土层，按其掘砌施工的难易程度分为稳定表土层和不稳定表土层两种。 稳定表土层就是在井筒掘砌过程中，井帮易于维护，用普通施工方法可以顺利经过的表土层，其中包括含非饱和水的粘土层、含少量水的砂

2、质粘土、无水的大孔土和含水量不大的砾石层等。不稳定表土层就是在在井筒掘砌过程中，井帮很难维护，用普通施工方法不能经过的表土层，其中包括含水砂土、淤泥、含饱和水的粘土、浸水的大孔土和含水量较大的砾石层等。 根据表土的性质及其所采用的施工设备，井筒表土施工方法可分为普通施工方法和特殊施工方法两大类 。砌筑锁口 1木质暂时锁口，如图12-10所示 。 一、井筒表土普通施工法2暂时钢构造锁口(图12-11)。 3永久混凝土锁口。 施工 1井圈背板普通施工法 人工或抓岩机出土，下掘一小段后空帮距不超越1.2m，然后用井圈、背板暂时支护，掘一小段后普通不超越30m，再由下向上撤除井圈、背板，然后砌筑永久井

3、壁。如此，周而复始，直至基岩。这种方法适用于较稳定的土层。如图12-12。 2吊挂井壁施工法 用于稳定性较差的土层中的一种短段掘砌施工方法。段高普通0.51.5m。采用台阶式或分段分块，并配以超前小井降低水位的发掘方法图12-13。为了防止井壁井壁拉裂或零落，在井壁内设置钢筋，图12-14。 吊挂井壁施工法可用于浸透系数大于5m/d，流动性小，水压不大于0.2MPa的砂层和透水性强的卵石层，以及岩石风化带。 吊挂井壁施工法运用的设备简单，施工平安。但工序转换频繁，井壁接茬多，封水性差。故常在经过整个表土层后，自下而上复砌第二层井壁。为此，需按井筒设计规格，适当扩展设计断面。 3板桩法 对于厚度

4、不大的不稳定表土层，在开挖之前，可先人工或打桩机在任务面或地面沿井筒荒径井筒周边外缘打入一排密集的板桩，构成一个密封的圆筒，用以支承井壁，在它的维护下进展掘进。 板桩资料可采用木材和金属资料两种。木板桩用于厚度为36m的不稳定表土层。金属板桩可根据打桩设备的才干条件，适用于厚度810m厚的不稳定土层，与其它方法相结合，运用深度更大。如图12-15。提升方式 1汽车起重机。适用于井筒深度尚未超越30m的情况下，只能采用很小的吊桶，运转速度很慢。 2三角架。它是一种用于井筒深度未超越20m的情况下，效率低，设备简单，运用方便。 三脚架构件可用圆木，也可用钢管，图12-16。还有用双面三角架的(图1

5、2-17) 。 3. 简易井架与小绞车提升。 从简易井架的外形可分为人字形、帐幕式、一面坡、龙门架等几种。它们配以小绞车和小吊桶，可用于井简深度在2050m范围内的表土施工，图12-18为简易帐幕式井架，12-19为龙门架。4、规范凿井井架。 表土施工的提升方式与施工程序是亲密关联的，在选择时应同时思索。它们确实定主要取决于地质条件扣施工方法，普通可分为以下几种情况： 利用简易设备施工； 直接利用凿井井架施工； 先利用简易设备后利用凿井井架等方法。二、井筒表土特殊施工法1冻结法 冻结法凿井就是在井筒掘进之前，在井筒周围钻冻结孔，用人工制冷的方法将井筒周围的不稳定表土层冻结成一个封锁巩固的冻结圈

6、(图12-20)，防止水或流砂涌入井筒，然后在冻结圈的维护下进展掘砌任务。待井筒掘砌到估计深度后，进展拔冻结管和充填，最后解冻。1钻冻结孔 为了构成冻结圈，首先要在井筒周围钻一定数量的冻结孔，以便在孔内安装带底锥的冻结管和底部开口的供液管。 冻结孔普通等间隔地布置在与井筒同心的圆周上，冻结孔间距普通为0.91.3m，孔径为200250，孔深应比冻结深度大510m。 我国常用红500型、红旗油压650型和TXB-A型旋转式钻机钻冻结孔，对钻孔的要求是，终孔直径要比冻结管管箍外径大1025，钻孔偏斜率应小于5%。 2)冻结 (1)制冷过程 整个制冷过程包括三个循环系统，即氨循系统、盐水循环系统和冷

7、却水循环系统，如图12-21所示。801201620-25-35 (2)冻结方案 冻结方案有一次冻全深、部分冻结、差别冻结和分期冻结等几种。 一次冻全深方案的顺应性强，运用广泛； 部分冻结就是只在部分涌水部位进展冻结； 差别冻结又叫长短管冻结，即冻结管有长短两种间隔布置； 分期冻结是当一次冻结深度很大时，为了防止运用过多的制冷没备而将全深分为数段(通常分为两段)，从上而下依次进展冻结。 (3)冻结段井筒掘砌 采用冻结法施工，井筒的开挖时间要选择适时，即当冻结壁已构成而又尚末冻至井筒范围以内时最为理想，此时，既有利于掘进又不会呵斥涌水冒砂事故。但是，在冻结井筒掘进过程中很准保证处于理想形状，往往

8、整个井筒被冻实，对于这种巩固的冻土也耍采用钻眼爆破法进展掘进，有条件时也可采用冻土掘进机掘进。 冻结井壁普通都采用钢筋混凝土或混凝土双层井壁，外层井壁的厚度普通为400，它是随着掘进而砌筑的。内层井壁普通厚600，它是在经过冻土段后自下而上一次砌到井口。 2钻井法 钻井法凿井，通常是利用大型回转式钻机，将井筒分次扩孔钻成或是全断面一次钻成。 1)钻进 钻进方式多采用分次扩孔钻进，即首先用超前钻头一次钻至井筒全深，而后分次扩孔，如图12-22所示。 2)泥浆洗井护壁 使刀具一直直接作用于未破碎的岩石面上。 泥浆的另一个重要作用就是护壁。泥浆的护壁作用，一方面是借助本身的液柱压力平衡地压；另一方面

9、是在井帮上构成泥皮，堵塞裂隙，防止片帮。3)沉井和壁后充填悬浮下沉井壁的施工如图，12-23所示。 3沉井法 沉井法，就是在设计的井筒位置上构筑带刃脚的沉井井壁，而后在其维护下挖土，井壁随着掘进面下沉，同时在地面上相应地砌筑接高井壁。这种沉井方法通常称做沉井法。 为了添加沉井的下沉深度，可采用在沉井上加外荷载的方法使之强迫下沉，这种沉井方法通常称做强迫沉井。 从施工情况来看，泥浆护壁淹水沉井法具有很大的优越性，在国内外用得都比较胜利。它的概貌如图12-24所示。 沉井时的破土方法有高压水破土和钻机破土两种。高压水破土方法，是用经过水枪喷嘴的高压水射流破坏土层构造，水的压力力1830大气压。用高

10、压水破土掘进时，普通都采用压气排渣。压气排渣设备的任务原理好像12-25所示。 沉井下沉到设计深度后，假设沉井的偏斜在允许范围内，应及时进展注浆固井任务，使沉井井壁与井帮固结在一同，防止继续下沉或漏水。注浆前普通需在水下浇注混凝土止水垫封底，以防止冒砂跑浆。假设刃脚已插入风化基岩内，也可以不进展封底而直接注浆。普通是利用预埋的泥浆管和注浆管向壁后注水泥浆。沉井和套井之间那么耍用毛石混凝土充填。 4.2.2立井基岩施工 一、钻眼爆破任务钻眼设备钻眼通常采用手持式凿岩机，近几年已开场运用伞形钻架(图12-26)。爆破任务 1炸药和起爆器材的选择 在立井施工中，任务面常有积水，要采用抗水岩石炸药、水

11、胶炸药和硝化甘油炸药。 起爆器材通常采用国产8号秒延期电雷管，毫秒延期电雷管和导爆管索。放炮电源多采用交流电源，但电压不得超越380伏。 在有瓦斯或煤尘爆炸危险的井筒内，必需采用煤矿平安炸药和瞬发电雷管。运用毫秒延期电雷管时，最后一段的延期时间不得超越130毫秒。 2爆破参数确实定 炮眼深度是根据岩石性质、凿岩爆破器材和循环劳动组织等要素决议的。当前在立井井筒施工中，炮眼的深度以浅孔或中深孔2.03.5m为宜。 炸药耗费量是根据岩石性质、井简断面大小和爆破要求等要素决议的。确定炸约耗费量的方法，可采用工程类比法或是根据选取，立井井筒基岩施工炸药和雷管耗费量定额如表12-6所示。表12-6 立井

12、基岩施工炸药和雷管耗费量定额 10m炮眼布置在圆形断面的井简中，炮眼都按同心圆周布置。掏槽方式可采用直眼掏槽或锥形掏槽。炮眼数目和布置圈数是由详细的爆破条件决议的。假设采用光面爆破，周边眼间距E为400600；周边眼与辅助眼圈间距(即最小抵抗线)E/M M为周边眼密集系数普通为0.81.0；辅助眼圈距和辅助眼间距，普通为0.70.9m，掏槽眼圈径和眼距，可由掏槽方式和岩石性质决议。 图12-27为万年风井炮眼布置，主要爆破参数如表12-7。 采用光面爆破时，为了获得比较好的光爆效果，周边眼应采用2025的小直药卷或采用普通药卷不巧合缓冲间隔装药构造。 立井掘进中的联线方式多采用并联。假设一次起

13、爆的雷管数较多，采用并联不能满足准爆电流要求时，可以采用串并联或并串联。 装药、联线和放炮任务，必需严厉遵守的有关规定。 二、装岩提升 装岩任务 目前已普遍采用抓岩机装岩，实现了装岩机械化。 在煤矿立井施工中多采用中心回转式抓岩机其构造如图12-28所示，技术特征如表12-7。 提高抓岩消费率是缩短装岩提升工序时间的重要途径，在施工中应泣急以下几点：1留意机械维修保养，使它经常处于良好的任务形状。2提高操作技术，使抓取和投放动作准确。3改良钻眼爆破任务使爆破后的岩堆，岩石块度，有利于机械抓岩。4吊捅直径应与抓斗张开直径相适应，提升才干满足抓岩任务需求。 提升任务 1提升容器立井凿井提升容器都采

14、用吊桶。 2提升钢丝绳，提升钢丝绳普通采用多层股不旋转圆形钢丝绳3提升机，主要是单绳缠绕式卷筒提升机。4提升辅助设备，包括提升天轮、导向稳绳、稳绳天轮、稳绳悬吊凿井绞车等。 排矸任务 1翻矸方式，人工翻矸和自动翻矸，座钩式自动翻矸如下图 2排矸方法，采用汽车或矿车排矸。三、井筒支护暂时支护采用井圈背板采用锚喷 永久支护有料石井壁 混凝土井壁 浇注混凝土井壁施工，先在地面搅拌站将混凝土搅拌好，然后经输料管或吊桶保送到井下浇入筑壁模板内。混凝土搅拌上料系统如图12-29所示。 浇注混凝土井壁的模板有木模板和金属模板。常用的金属模板有装配式、液压滑开式和整体下移式等。整体下移式模板的构造如图12-3

15、0所示，其他类型模板的构造可查阅。锚喷支护的施工工艺如图12-31所示 :四、立井施工辅助任务通风任务 压入式通风，普通适用于井深小于400m的井筒。 采用抽出式通风时，风筒将任务面的污浊空气向外抽，这时井筒内为新颖空气，施工人员可尽快前往任务面。 当井筒较深时，采用抽出式通风为主，压入式为辅的通风，可增大通风系统的风压，提高通风效果。 风机主要采用BKJ系列轴流式部分通风机，也可采用离心式通风机。普通采用两台不同才干的风机并联。风筒直径普通为0.51.0m。风筒普通用钢丝绳悬吊或者固定在井壁上，随着井筒的下掘而不断下放或延伸 井筒涌水的处置 1注浆堵水1地面预注浆 地面预注浆的钻孔布置如图1

16、2-32所示，钻孔布置在大于井筒掘进直径1.03.0m的圆周上。 注浆时，假设含水层比较薄，可将含水岩层一次注完全深；假设含水层较厚，那么应分段注浆。 分段注浆的顺序有两种：一种是自上向下分段钻孔，分段注浆；另一种是注浆孔一次钻到含水岩层以下下34m，而后自下向上借助止浆塞分段注浆。 2任务面预注浆 当含水岩层埋藏较深时，可以采用井简任务面预注浆。 任务面预注浆如图12-33所示，注浆孔间距的大小取决于浆液在含水岩层内的分散半径，普通为1.01.5m。3壁后注浆 井筒掘砌完后，往往由于井壁质量欠佳而呵斥井壁渗水，必需进展壁后注浆加固封水。壁后注浆普通是自上而下分段进展，段高视含水层赋存条件和详

17、细出水点的位置而定，普通为1525m。 井筒围岩裂隙较大、出水较多的地段，应在砌壁时预埋注浆管；在没有预埋注浆管而在砌壁后发现井壁裂痕漏水的区段，运用凿者机打眼埋没注浆管，如图12-34所示。 4浆液 水泥浆液 水泥浆液是由水泥和水以4：10.5：1的水灰比调制而成的浆液。 水泥水玻璃浆液 水泥水玻璃浆液，是由水泥浆和水玻璃的水溶液在注浆孔口或孔内混合而成的。 MG-646 属于化学浆液。它是以有机化台物丙烯酰胺为主剂，配合其他药剂以水溶液形状注入含水层，发生聚合反响构成具有弹性不溶于水的聚合物。 铬木素浆液 由亚硫酸盐纸浆废液和重铬酸钠组成的。在废液中主要利用的是木质素磺酸盐，它和重铬酸钠产

18、生缩协作用生成凝胶，以到达加固和封水作用。 井筒涌水量不超越8m3/h时，采用吊桶排水较为适宜。井筒涌水量以不超越40m3/h时，采用吊泵排水。 当井深超越水泵扬程时，就要设置中间泵房进展多段排水。 为了减少任务面的积水，应将任务面上部井帮淋水截住，在含水层下方设置截水槽，将水导入水箱或中间泵房而后排到地面，截水槽排水系统如图12-35所示。 2排水 根据井筒涌水量的不同，任务面积水的排出方法有排水和吊泵排水两种。压风和供水任务 立井井筒施工中，任务面打眼、装岩和放射混凝土作业所需求的压风和供水等动力经过并列吊挂在井内的压风管普通为150的钢管和供水管普通为50的钢管，由地面送至吊盘上方，然后

19、经三通、高压软管、分风水器和胶皮软管江风、水引入各风动机具。 井内压风管和供水管可钢丝绳双绳悬吊，地面设置藻井绞车悬挂，随着井筒的下掘而不断下放；也可直接固定在井壁上，随着井筒的下掘而不断向下延伸。 任务面的软管与分风水器均采用钢丝绳悬吊在吊盘上，放炮时提至平安高度。其它辅助任务1照明与信号 在井口和井内，凡是有人操作的任务面和各盘台，均应设置足够的防爆、防水灯具。 立井施工时，必需建立以井口为中心的全井信号系统。2丈量任务 井筒中心线是控制井筒掘砌质量的关键，除应设置垂球丈量外，平常普通采用激光指向仪投点。 3平安梯 当井筒停电或发生忽然冒水等其它不测事故时，工人可借助井内设置的平安梯迅速撤

20、离任务面。 五、立井施工设备的布置 凿井构造物及主要设备 1凿井井架 目前主要是采用装配式金属凿井井架，由天轮房、天轮平台、主体架、卸矸台、扶梯和根底等部分组成。 各种凿井构造物及主要设备布置如图12-36所示。 天轮平台是凿井井架的重要组成部分，它由四根钢梁和一根中梁组成的框架如图，12-37所示。 2卸矸台 卸矸台的用途是将吊桶提出的矸石翻入溜槽，而后经溜槽装入矿车或汽车。 3封口盘与固定盘4吊盘与稳绳盘5提升机与凿井绞车井筒内施工设备布置1吊桶位置 1采刚暂时提升机凿井时，应思索井架受力平衡和地面没置提升机的能够性，提升机房位置应不影响永久建筑物施工。 2) 吊桶应尽量布置在永久提升间内

21、，并使提升中心线与罐笼出车方向或箕斗井暂时罐笼出车方向一致，以利于井底车场施工时的提升改装和井简配备任务。 3) 吊桶应尽量接近地面卸矸方向一侧布置，使溜矸槽少占井筒有效面积和防止溜矸槽装车高度缺乏。 4吊桶与其他设备的间隙必需满足和的有关规定。 2抓岩机位置 抓岩机的位置应充分发扬抓岩机的效率，满足它与其他设备间平安间隙的要求。 3吊泵位置 吊泵的位置应接近井帮，不影响抓岩机的任务，布置在溜矸槽的两侧或对面，另外吊泵和吊桶对称布置。 以上主要设备的位置初步确定后，便可确定封口盘，吊盘等主梁的位置。 其他设备和管线如平安梯、风筒、压气管等，应结合井架类型、允许的出绳方向和地面凿井绞车的布置条件

22、，在满足平安间隙的前提下予以适当布置。 图12-39是井筒施工设备在井内布置的一例。 根据井筒施工设备布置图，便可进展天轮平台和地面提绞设备布置。 六、立井井筒安装任务分次安装 如图12-40所示。先在吊盘上从井口自上而下安装全部罐道梁、梯子间和电缆卡子等，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。 井筒安装任务的内容包括：罐道梁、罐道、管路、电缆、梯子间和井底金属支撑构造等的安设。 一次安装 一次安装井筒配备的方式如图12-41，就是从井底向上利用多层吊盘或带吊架的吊盘，一次将罐道粱、罐道、梯子间、管路电缆等全部安装完。 即在吊盘上层盘上挖梁窝或打锚杆眼，在下层盘上安装罐粱和管

23、路等，在吊架上安装罐道。 七、立井井筒施任务业方式 根据掘进、砌壁和井筒安装任务在时间和空间上的不同安排方式，立井井筒施任务业方式组成多种作业方式，归纳起来大体上可分为三种：掘、砌单行作业，掘、砌平行作业，掘、砌混协作业和掘、砌、安一次成井。 掘、砌单行作业 掘、砌单行作业，将井筒划分为假设干段高，就是一段井筒掘完后停顿掘进任务，而后进展永久支护任务。也就是掘砌任务在同一井段内先后依次完成。单行作业又分为长段掘砌单行作业和短段掘砌单行作业。 长段掘砌单行作业，是将井筒白上而下分成假设干个井段，在每个井段内首先自上而下进展掘进，待该段井筒掘完后再自下而上进展该段井筒的永久支护。每个井段的高度视围岩稳定性而定，普通以3040m为宜，最大不应超越60m。 长段单行作业的优点：占用施工设备少，施工组织简单便于管理，井筒掘进任务比较平安，它是立井施工中最常用的方案。 短段掘砌单行作业的特点是段高较小，每掘进一短段井筒后就