竖井、斜井施工教学课件PPT

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1、第七章竖井、斜井施工竖井、斜井施工n竖井施工n斜井施工n斜井、竖井施工治水n问题：什么是平洞、竖井、斜井？并举例 说明。答:井的倾角在010之间的为平洞；井的倾角在1045之间的为斜井；井的倾角在4590之间的为竖井。7.1 竖井施工引黄工程7.1 竖井施工1、竖井是地下工程中的常见工程地下矿山：煤炭、金属、非金属等山岭隧道：公路、铁路水电、水利工程城市市政工程军事、国防工程 竖井概况7.1 竖井施工2 竖井的类型与结构7.1 竖井施工 根据井筒的用途不同，立井井筒一般分为三种： 主井、副井和风井。 主井：专门用来提升煤炭的井筒称为主井。主井 内设有箕斗，故又称箕斗井。 副井：用于升降人员、设

2、备、材料及提升矸石的 井筒称为副井。井筒内通常设有罐笼，故又称为 罐笼井。某些特大型矿井还有专门为提升矸石服 务的矸石井。 风井：主要作为通风用的井筒，称为风井。一般 作为出风用，也可当作全矿的安全出口。 3、竖井井筒的特点深度较大，施工工期长地质条件复杂，施工难度大施工技术复杂，安全要求高 竖井概况7.1 竖井施工 竖井概况 4、井筒的组成井颈：靠近地表的一段井筒井身：井筒的主干部位，所占井的比例比较大。井底：井身以下为井底。7.1 竖井施工 在井筒进入正常施工之前，不论采用哪一种施工方 法，都应先砌筑锁口，用以固定井筒位置、铺设井 盖、封严井口和吊挂临时支架或井壁。7.1 竖井施工锁口分类

3、临时锁口：由井颈上部的临时井壁（锁口圈）和井口临 时封口框架组成，在后期砌筑永久井壁时还要拆除，常用 砖石、砌块或混凝土砌筑。临时锁口的深度一般为23m 。永久锁口：指井颈上部的永久井壁和井口临时封口框架 。永久锁口深度视井筒设计而定。锁口框可用钢梁（I20 I45）铺设于锁口圈上，或独立架于井口附近的基础上 。钢结构简易锁口框1钢梁；2U形卡子；3井圈；4挂钩；5背板；6垫木 台阶形井颈 竖井概况7.1 竖井施工倒锥形井颈 竖井概况7.1 竖井施工 井口施工n分类: 基岩层表土层n特点：基岩层：比较稳定，容易开挖。表土层：地质条件复杂，稳定性差，因此表土层施工比较困难。7.1 竖井施工n步骤

4、： 1、在竖井施工前首先要标定井筒中心。2、井口向下开挖24m深开始井颈锁口 。n提升方法：简易提升法1、三脚架提升2、龙门架提升3、汽车起重机提升加固井壁、防止下坍7.1 竖井施工龙门架提升7.1 竖井施工汽车起重机提升7.1 竖井施工 竖井施工方法n钻爆法开挖基岩的三项作业：1、开挖2、永久支护3、安装7.1 竖井施工 竖井施工方法n施工方案分类：1、单行作业2、平行作业3、短段掘砌4、一次成井5、反井刷大 7.1 竖井施工n施工方案分类：1、单行作业(图7-1)顺序：凿爆 装运 砌筑支护（下 上）最后再进行井筒设备安装。优点：单行作业所需用的设备少，工作组 织简单，因此较为安全。缺点：掘

5、砌作业是按顺序进行的，将延迟 整个井筒的开凿速度。7.1 竖井施工n施工方案分类：1、单行作业(图7-1)适用范围：井筒深度不大（200m左右） 及地层比较稳定、井筒断面较小、砌壁速 度很快和凿井设备不足的情况下，采用。现状：单行作业在我国用得较多。7.1 竖井施工单行作业7.1 竖井施工施工方案分类：2、平行作业 步骤：挖掘岩石与砌壁在两个相邻的井段 中同时进行。井筒设备安装要在井筒掘砌全部完成 之后进行。优点：平行作业成井速度比单行作业快。缺点：适用的掘进设备较多，工作组织复 杂，安全性较差。7.1 竖井施工施工方案分类：2、平行作业 适用范围：井筒较深（大 于250m）、断面较大(直径大

6、于5m）、 围岩较稳固、涌水量较小、掘进设备充足 且施工队伍技术熟练的条件下，可以采用 。7.1 竖井施工施工方案分类：3、短段掘砌特点：其特点是段短，因而不需要架设临 时支护。优点:短段掘砌顺序作业施工方案的施工 组织简单，井内设备少。适用范围：短段掘进方案一般适用于不允 许有较大暴露面积和较长暴露时间的稳定 岩层中。7.1 竖井施工施工方案分类：4、一次成井特点：掘进、砌壁和安装三项作业分别在 不同的井段内顺序或平行进行。：掘、砌、安顺序作业一次成井。：掘砌、掘安平行作业一次成井。：短段三行作业一次成井。7.1 竖井施工施工方案分类：5、反井刷大特点：地形条件合适能把平洞巷道送到未 来井筒

7、的下部时，或在未来井筒下部已开挖 了平洞，可以从下而上先开小天井，再从上 而下刷大断面。优点：采用此法凿井，不必用吊桶提升岩 碴，岩石仅从天井中溜下，从平洞上装运， 不需排水设备，爆破通风也较容易，因此所 用设备少，成井速度快，成本低。7.1 竖井施工打眼爆破后通风拆除导轨7.1 竖井施工华-1型吊罐构造气动吊罐反井施工示意图7.1 竖井施工 竖井凿岩爆破n竖井施工顺序：凿岩、装药爆破、通风、清扫吊盘和临 时井圈、排水、装岩清底、提升、支护 n凿岩：1、竖井凿岩主要是钻凿垂直向下 或倾斜向下的炮眼。2、孔深比平洞浅，一般要小于 2m，设备条件好时，可以达2.53m深 。3、为调整水压，水箱位置

8、下移。7.1 竖井施工 竖井凿岩爆破n爆破：1、采用新奥法施工，光面或预裂 爆破的单位耗药量比平洞略高，可参照定 额或有关公式计算。2、竖井施工时工作面总处在积水 状态，因此，竖井爆破要使用抗水炸药。3、竖井施工中，一般不用导火线 雷管爆破，而用导爆管或电雷管，不允许 在井下点炮。7.1 竖井施工 竖井装岩与提升n分类：1、反井刷大法开挖，采用平洞装 岩法。（如图7-7）2、由上向下开挖法，则岩碴就需 要靠抓岩和提升排除。7.1 竖井施工 竖井装岩与提升n装岩：1、人工装岩、机械装岩2、装岩是竖井施工过程最繁重、 最占工时的工序，占60%3、抓岩机（中心回转式、环形轨 道式、钢丝绳悬吊式、靠壁

9、式）7.1 竖井施工抓岩机抓岩机1-抓斗；2-臂杆；3-提 升机构；4-回转机构；5- 变幅机构；6-机架；7-司 机室；8-变幅推力油缸9- 行走小车；10-抓斗；11 下层吊盘 中心回转 式抓岩机1-抓斗；2-提升机构；3- 操纵室；4-行走机构；5- 中心回转机构； 6-环行小 车；7-环行轨道；8-吊盘 固定装环形轨道 式抓岩机 竖井装岩与提升n提升：竖井提升包括提升岩石、运送设备 和材料、升降人员。7.1 竖井施工（a）矸石吊桶 （b）底卸式材料吊桶挂钩式吊桶材料吊桶 竖井掘进时，矸石吊桶提至卸矸台后，通过 翻矸装置将矸石卸出，矸石经过溜矸槽或矸 石仓卸入自翻汽车或矿车上，然后运往排

10、矸 场。 翻矸方式有人工翻矸和自动翻矸两种。7.1 竖井施工挂钩式翻矸方式1-溜矸槽；2-提升绳；3- 吊桶；4-吊钩；5-卸矸门 7.1 竖井施工7.1 竖井施工座钩式自动翻矸装置 1-吊桶；2-座钩；3-托梁；4- 支架；5-卸矸门7.1 竖井施工竖井开凿时的基本提升方式有单钩和双钩两种。 单钩提升时，提升机使用一个工作卷筒和一个终 端荷载；而双钩提升时，提升机的主轴上使用两 个工作卷筒，并各设一个终端荷载，只是两荷载 的提升方向相反。1、提升方式的选择单钩提升单行作业双钩提升平行作业 竖井装岩与提升n提升：竖井提升包括提升岩石、运送设备 和材料、升降人员。1、提升方式的选择选择提升方式

11、应考虑的因素技术上考虑经济上考虑7.1 竖井施工 竖井装岩与提升n提升：竖井提升包括提升岩石、运送设备 和材料、升降人员。1、提升方式的选择适用范围：一般认为，在井筒断面较 小时，井筒深度小于300m的条件下，用 一套单钩提升较为合理；如果井筒断面较 大，深度在250m以上，适用双钩较为合 理。 7.1 竖井施工 竖井装岩与提升n提升：竖井提升包括提升岩石、运送设备 和材料、升降人员。2、提升容器的选择提升容器吊桶箕斗碴石吊桶材料吊桶7.1 竖井施工 竖井装岩与提升7.1 竖井施工n3、钢丝绳和提升机的选择矿用提升钢丝绳都是丝股绳结构，即先由钢丝捻成 绳股再由绳股捻成绳，提升钢丝绳各部分名称如

12、图所 示。直径从0.44mm不等, 常用钢丝的抗拉强度： 1550N/mm2和1700 N/mm2 竖井装岩与提升n3、钢丝绳和提升机的选择 钢丝绳根据计算单位长度重量值选取:7.1 竖井施工 竖井装岩与提升n提升：竖井提升包括提升岩石、运送设备 和材料、升降人员。3、钢丝绳和提升机的选择选择卷扬机 提升卷扬力计算：7.1 竖井施工 竖井装岩与提升n提升：竖井提升包括提升岩石、运送设备 和材料、升降人员。3、钢丝绳和提升机的选择选择卷扬机 提升电动机功率计算：7.1 竖井施工 竖井装岩与提升n提升：竖井提升包括提升岩石、运送设备 和材料、升降人员。3、钢丝绳和提升机的选择适用范围：当井深小于3

13、0m时，采用简 易提升方式，而深井施工时，其提升应使 用型钢井架或混凝土结构井架。7.1 竖井施工按其用途分为主斜井:用于煤炭提升; 副斜井:用于矸石提升、人员升降及器材运输; 通风斜井:除通风外还兼作安全出口。 斜井施工主要包括两部分，即表土段施工和基岩段施 工。 一、斜井表土段施工 当斜井井口位于地形平坦地区时，一般采用明槽施工 。由于表土层较厚，稳定性较差，顶板不易维护，为 了安全施工和保证掘砌质量，通常将井颈段一定深度 的表土挖出(即大揭盖)，形成明槽，待永久支护砌筑 完成后，再回填夯实。7.2 斜井施工矿区斜井n斜井开挖特点:1、对围岩的扰动范围比同断面的平洞大。2、钻孔的作业条件差

14、，对钻孔方向要求高 。3、装岩条件差，目前装岩机械种类较少， 且适用性较差，故装岩占用的劳动力较大。4、由下向上倾斜开挖时，通风排烟较为困 难；由上向下倾斜开挖时，排水困难。5、为保证准确成型和贯通、对测量工作要 求高。7.2 斜井施工n斜井开挖特点:6、斜井凿岩爆破所需的孔数和药量较平洞多 ，特别是靠底板边的炮孔所需的药量更多。7、底孔有时被水淹，需使用抗水炸药。8、为防止井底板抬高，要求底孔斜率大于斜 井底板斜率，底孔深度较其他孔深 1020cm，一般底孔间距不大于 3040cm。9、运岩一般使用提升机提升矿车或箕斗，为 了防止跑车事故，井口应设置阻车器。7.2 斜井施工n掘进、支护作业方

15、式:单行作业、平行作业（煤炭系统多采用）n掘进施工方法：1、与平洞相似、凿爆参数可参照平洞。2、炸药单耗量及工作面单位面积的炮孔数应 增加10%15%。7.2 斜井施工n斜井防止底板抬高的措施： 1、打眼前，排除工作面积水；2、底眼与水平线夹角稍大于斜井设计 角度；3、加密炮眼。7.2 斜井施工 斜井装岩n耙斗装岩机：1、适用范围：耙斗装岩机在平巷和倾角小 于35的斜井内部都能适用。2、机器与工作面间距：520m。3、固定方法：卡轮器（倾角较小）、U型 卡（倾角较大）、埋地橛子（倾角较大）4、牵引：使用提升机牵引，先收设备，再 拉紧牵引绳，然后放开卡轮器。5、耙斗尾绳的悬挂方法：图7-9优点：耙斗装岩机适应性强， 设备结构简单，制造容易， 成本低，操作简单和易于维修。 使用耙斗装岩机能够实现 装岩与凿岩平行作业。 斜井装岩n铲斗式斜井装岩机：1、组成：铲斗、刮板运输机、牵引绞车、 三台电动机。图7-102、工作原理。斜井提升方式大致可分为三种：（1）斜井串车提升：分单钩与双钩两种。单钩提升井筒断面 小，投资少，可用于多水平提升，但产量小，电耗大，多用 于产量小于21万t；双钩串车提升则相反。串车提升斜井倾角 一般小于25。 （2）斜井箕斗提升：与串车提升相比，提升能力大，又易实 现自动化，但需设有装卸载设备，投资较大，开拓工程量大 ，适用于产量大于306