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1、井筒施工方法根据井田开拓方式的不同，井筒分为立井、斜井和平硐。立井井筒按其用途又分为主井、副井、混合井和风井。主井：是专门用作提升煤炭的井筒， 在大、中型矿井中，提升煤炭的容器多采用箕斗，所以主井又常称作箕斗井。副井：是用作升降人员、材料、设备和提升矸石的井筒，并常兼作入风井，由于副井采用的提升容器是罐笼，所以副井又称为罐笼井。混合井：在同一个井筒内安设有箕斗和罐笼两种提升容器时，该井筒称为混合井，它主要用于小型矿井和老矿井改扩建的延深井。风井：主要用于通风的井筒。风井尽管有时也安设有提升没备，但仍然按其主要用途命名为风井。井颈的深度可为浅表土的全厚，也可为厚表土深度的一部分。一般要求井颈的深
2、度为 1520m。井颈部分的井壁不但需要加厚，而且通常需要配有钢筋。 井颈以下至井底车场水平的井筒部分叫做井身。井身是井筒的主要组成部分。 井底车场水平以下部分的井筒叫做井底。 罐笼井的井底深度一般为 l0m 左右；箕斗井井底深度一般为 3575m，风井井底深度45m。施工特点：1. 工程量不大，但工期长。煤矿建设中，立井井筒施工是关键工程。虽然立井井筒掘进工程量仅占全矿井工程量的 45，但工期却占至少 35左右。因此，加快立井掘砌速度，是缩短矿井建设工期的关键。而立井作业方式、施工技术及装备水平又影响着立井的掘砌速度。2. 施工复杂立井井筒一般要穿过表土与基岩两个部分，其施工技术由于围岩条件
3、不同各有特点。表土施工方案选择主要考虑工程的安全，而基岩施工主要考虑施工速度。由于表土松软，稳定性较差，经常含水，并直接承受井口结构物的荷载。所以，表土施工比较复杂，往往成为立井施工的关键工程。正确的选择表土施工方案和施工方法，避开雨季施工，预先考虑片帮等突发事故的防范措施，确保立井井筒安全快速地通过表土层，并顺利转入基岩施工具有重要的意义。 三 井筒表土特征表土的概念在建井过程中，覆盖于基岩之上的第四纪冲积层和岩石风化带统称为表土层。表土的分类1、松散性土层：砾石、砂、粉砂、流沙等2、粘结性土层：粘土、砂质粘土3、大孔径表土：粉土颗粒，含石膏、碳酸钙等胶结质4、其它特殊土层：膨胀性粘土，含高
4、岭石、蒙脱石等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，用普通施工方法能够顺利通过的表土层，其中包括含非饱和水的粘土层、含少量水的砂质粘土、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通过的表土层，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施，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。 立井施工主要工序：表土段施工、基岩段施工，其中表土段施工分为普通法施工和特殊法施工。表土施
5、工方法1、普通法施工，风镐掘进，人工装土；先用简易设备后用凿井专用设备提升。挖土可用铁镐铁锹。若土层坚硬可配以风镐，必要时，甚至可打浅眼、放小炮崩碎。特殊方法：1、冻结法施工： 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和风化岩层冻结成一个封闭的冻结圈，以防止水或流砂涌入井筒并抵抗地压，然后在冻结圈的保护下掘砌井筒。冻结原理： 井筒周围的冻结圈，是由冷冻站制出的低温盐水在沿冻结管流动过程中，不断吸收孔壁周围岩土层的热量，使岩土逐渐冷却冻结而成。盐水起传递冷量的作用，称为冷媒剂。盐水的冷量是利用液态氨气化时吸收盐水的热量而制取的，所以氨叫做制冷剂。被压缩的氨由过
6、热蒸气状态变成液态过程中，其热量又被冷却水带走。可见，整个制冷设备包括氨循环系统、盐水循环系统和冷却水循环系统三部分 。(2)冻结方案冻结方案有一次冻全深、局部冻结、差异冻结和分期冻结等几种。一次冻全深方案的适应性强，应用广泛；全部冻结管由地面穿过不稳定含水地层，并进入不透水基岩 10m 以上，供液管下至冻结管底锥隔板之上，实现从地面到需要冻结深度的一次冻结。在采用一次全深冻结方案确定冻结深度时，应将冲积层下面与冲积层有水力联系、含水丰富的基岩风化带同时冻结。对于距离冲积层很近的基岩含水层，厚度不大而且涌水且超过l0m3h 时，也应与冲积层同时凉结。否则，由于冻结深度不够，施工时可能造成涌水淹
7、井事故局部冻结就是只在局部涌水部位进行冻结；当不稳定含水层位于冲积层中部或下部，而上部较稳定不需冻结；或不稳定含水层位于上部和下部，而中部较稳定不需冻结；或上部井筒已施工过而下部地层复杂或发生过事故需用冻结处理时，可采用局部冻结方案。局部冻结较一次全深冻结消耗冷量少，冻结时间短，节省费用。 差异冻结又叫长短管冻结，即冻结管有长短两种间隔布置；差异冻结方案适用于上部为含水丰富的冲积层，下部为基岩风化带和距离冲积层比较近而涌水量又较大的基岩层。但当岩层中水的流速较大时不宜采用 这种冻结方案冷量分配合理，可减少冷冻设备，少打钻孔，加快冻结速度，降低工程造价分期冻结是当一次冻结深度很大时，为了避免使用
8、过多的制冷没备而将全深分为数段(通常分为两段)，从上而下依次进行冻结。分期冻结是将一个冻结深度比较大的井筒，分成两段或两段以上(一般分为两段)，按先冻上段后冻下段的次序，待上段冻好并开始掘砌之后，再开始冻下段，上段报砌完时，下段冻结壁已达到设计厚度和强度，具备开挖条件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，即当冻结壁已形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造成涌水冒砂事故。但是，在冻结井筒掘进过程中很准保证处于理想状态，往往整个井筒被冻实，对于这种坚硬的冻土也耍采用钻眼爆破法进行掘进，有条件时也可采用冻土掘进机掘进。冻结井壁一般都采用钢筋混凝土或混凝土
9、双层井壁，外层井壁的厚度一般为 400，它是随着掘进而砌筑的。内层井壁一般厚 600，它是在通过冻土段后自下而上一次砌到井口。二 钻井法施工利用钻井的钻头破碎岩石，以循环泥浆排除岩屑，冲洗钻头，并依靠井内充满的泥浆保护井帮不致坍塌。当钻井完毕后，自地面将预制的井壁在井口一节一节依次连接起来，并在泥浆中悬浮下沉，进行永久支护。钻井法凿井的主要工艺过程有钻进、泥浆洗井护壁、下沉预制井壁和壁后注浆固井等。优点：1) 钻井法凿井的全部工作在地面进行，彻底改变了长期所采用的打眼放炮人工出矸的井下作业方式，从根本上摆脱了普通凿井法的井下作业环境，改善了工人的劳动和安全条件2) 实现了凿井综合机械化和部分自
10、动化，免除了一切井下繁重体力劳动，提高了劳动生产率，降低劳动强度，加快了建井速度。3) 井壁采用地面预制的方法，井壁质量好，强度高，减少了井筒维护和排水费4) 钻井法不但能钻凿不稳定松软岩层，而且能钻凿稳定的硬岩层钻井法凿井是利用钻井机（简称钻机）将井筒全断面一次钻成，或将井筒分次扩孔钻成。 沉井法施工沉井法是属于超前支护类的一种特殊施工方法，其实质是再井筒设计位置上，预制好底部附有刃脚的一段井筒，在其掩护下，随着井内的掘进出土，井筒靠其自重克服其外壁与土层间的摩擦阻力和刃脚下部的正面阻力而不断下沉，随着井筒下沉，在地面相应接长井壁，如此周而复始，直至沉到设计标高。这种凿井方法称为沉井法。立井
11、基岩施工 钻眼爆破 钻眼设备钻眼通常采用手持式凿岩机，目前主要使用伞形钻架。 爆破工作1炸药和起爆器材的选择在立井施工中，工作面常有积水，要采用抗水岩石炸药、水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，但电压不得超过 380 伏。在有瓦斯或煤尘爆炸危险的井筒内，必须采用煤矿安全炸药和瞬发电雷管。使用毫秒延期电雷管时，最后一段的延期时间不得超过130 毫秒。 2爆破参数的确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因素决定的。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。 炸药消耗量是根据
12、岩石性质、井简断面大小和爆破要求等因素决定的。确定炸约消耗量的方法，可采用工程类比法或是根据矿山井巷工程预算定额选取。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具体的爆破条件决定的。若采用光面爆破，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 为周边眼密集系数一般为 0.81.0；辅助眼圈距和辅助眼间距，一般为 0.70.9m，掏槽眼圈径和眼距，可由掏槽方式和岩石性质决定。采用光面爆破时，为了取得比较好的光爆效果，周边眼应采用2025的小直药卷或采用一般药卷不偶合缓冲间隔装药结构。立井掘进中的
13、联线方式多采用并联。若一次起爆的雷管数较多，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、联线和放炮工作，必须严格遵守煤矿安全规程的有关规定。 装岩提升 装岩工作目前已普遍采用中心回转式抓岩机装岩，实现了装岩机械化。 提高抓岩生产率是缩短装岩提升工序时间的重要途径，在施工中应泣急下列几点：1注意机械维修保养，使它经常处于良好的工作状态。2提高操作技术，使抓取和投放动作准确。3改进钻眼爆破工作使爆破后的岩堆，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，提升能力满足抓岩工作需要。 提升工作1提升容器立井凿井提升容器都采用吊桶。 2提升钢丝绳，提升钢丝绳一般采用多层股
14、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提升辅助设施，包括提升天轮、导向稳绳、稳绳天轮、稳绳悬吊凿井绞车等。 排矸工作1翻矸方式，人工翻矸和自动翻矸， （座钩式自动翻矸）2排矸方法，采用汽车或矿车排矸。三、井筒支护临时支护：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输送到井下浇入筑壁模板内。 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。四、立井施工辅助工作通风工作压入式通风，一般适用于井深小于 400m 的井筒。采用抽出式通风时，风筒将工作面的污浊空气
15、向外抽，这时井筒内为新鲜空气，施工人员可尽快返回工作面。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 系列轴流式局部通风机，也可采用离心式通风机。一般采用两台不同能力的风机并联。风筒直径一般为 0.51.0m。风筒一般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 井筒涌水的处理1 注浆堵水1） 地面预注浆地面预注浆的钻孔布置如图 12-32 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，若含水层比较薄，可将含水岩层一次注完全深；若含水层较厚，则应分段注浆。分段注浆的顺序有两种：一种是自上向
16、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）工作面预注浆当含水岩层埋藏较深时，可以采用井简工作面预注浆。 工作面预注浆注浆孔间距的大小取决于浆液在含水岩层内的扩散半径，一般为 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造成井壁渗水，必须进行壁后注浆加固封水。壁后注浆一般是自上而下分段进行，段高视含水层赋存条件和具体出水点的位置而定，一般为 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缝漏水的区段，应用凿者机打眼埋没注浆管。 2排水 根据井筒涌水量的不同，工作面积水的排出方法有吊桶排水和吊
