竖井施工重点课件.pptx
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1、2022-4-211一、井筒表土一、井筒表土普通施工法普通施工法砌筑锁口砌筑锁口 1 1木质临时锁口木质临时锁口2022-4-212 2 2临时钢结构锁口临时钢结构锁口3 3永久混凝土锁口永久混凝土锁口2022-4-213施工施工 1 1井圈背板普通施工法井圈背板普通施工法 人工或抓岩机出土,下掘一小段后(空人工或抓岩机出土,下掘一小段后(空帮距不超过帮距不超过1.2m1.2m),然后用井圈、背板临时),然后用井圈、背板临时支护,掘一小段后(一般不超过支护,掘一小段后(一般不超过30m30m),再),再由下向上拆除井圈、背板,然后砌筑永久井由下向上拆除井圈、背板,然后砌筑永久井壁。如此,周而复
2、始,直至基岩。这种方法壁。如此,周而复始,直至基岩。这种方法适用于适用于较稳定的土层较稳定的土层。2022-4-2142022-4-215 2 2吊挂井壁施工法吊挂井壁施工法 用于稳定性较差的土层中的一种用于稳定性较差的土层中的一种短段掘砌施工方法。段高一般短段掘砌施工方法。段高一般0.50.51.5m1.5m。采用台阶式或分段分块,并配。采用台阶式或分段分块,并配以超前小井降低水位的挖掘方法。为以超前小井降低水位的挖掘方法。为了防止井壁拉裂或脱落,在井壁内设了防止井壁拉裂或脱落,在井壁内设置钢筋。置钢筋。2022-4-2162022-4-217 吊挂井壁施工法可用于渗透系数大于吊挂井壁施工法
3、可用于渗透系数大于5m/d5m/d,流动性小,水压不大于,流动性小,水压不大于0.2MPa0.2MPa的砂的砂层和透水性强的卵石层,以及岩石风化带。层和透水性强的卵石层,以及岩石风化带。 吊挂井壁施工法使用的设备简单,施工吊挂井壁施工法使用的设备简单,施工安全。但工序转换频繁,井壁接茬多,封安全。但工序转换频繁,井壁接茬多,封水性差。故常在通过整个表土层后,自下水性差。故常在通过整个表土层后,自下而上复砌第二层井壁。为此,需按井筒设而上复砌第二层井壁。为此,需按井筒设计规格,适当扩大设计断面。计规格,适当扩大设计断面。82022-4-21 3 3板桩法板桩法 对于厚度不大的不稳定表土层,对于厚
4、度不大的不稳定表土层,在开挖之前,可先人工或打桩机在在开挖之前,可先人工或打桩机在工作面或地面工作面或地面沿井筒荒径(井筒周沿井筒荒径(井筒周边外缘)打入一排密集的板桩边外缘)打入一排密集的板桩,形,形成一个密封的圆筒,用以支承井壁,成一个密封的圆筒,用以支承井壁,在它的保护下进行掘进。在它的保护下进行掘进。92022-4-21 板桩材料可采用木材和金属材料板桩材料可采用木材和金属材料两种。两种。木板桩用于厚度为木板桩用于厚度为3 36m6m的的不稳定表土层。金属板桩可根据不稳定表土层。金属板桩可根据打桩设备的能力条件,适用于厚打桩设备的能力条件,适用于厚度度8 810m10m厚的不稳定土层,
5、与其厚的不稳定土层,与其它方法相结合,应用深度更大。它方法相结合,应用深度更大。102022-4-212022-4-2111提升方式提升方式 1 1汽车起重机汽车起重机。适用于井筒深度尚未。适用于井筒深度尚未超过超过30m30m的情况下,只能采用很小的吊桶,的情况下,只能采用很小的吊桶,运行速度很慢。运行速度很慢。 2 2三角架三角架。它是一种用于井筒深度未。它是一种用于井筒深度未超过超过20m20m的情况下,效率低,设备简单,的情况下,效率低,设备简单,使用方便。使用方便。 三脚架构件可用圆木,也可用钢管。三脚架构件可用圆木,也可用钢管。还有用双面三角架。还有用双面三角架。2022-4-21
6、12132022-4-21 3 3简易井架与小绞车提升。简易井架与小绞车提升。 从简易井架的外形可分为人字形、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。帐幕式、一面坡、龙门架等几种。它们配以小绞车和小吊桶,可用于它们配以小绞车和小吊桶,可用于井筒深度在井筒深度在202050m50m范围内的表土范围内的表土施工。施工。142022-4-21152022-4-21162022-4-214 4、标准凿井井架。、标准凿井井架。2022-4-2117 表土施工的提升方式与施工程序是密表土施工的提升方式与施工程序是密切关联的,在选择时应同时考虑。它们的切关联的,在选择时应同时考虑。它们的
7、确定主要取决于地质条件和施工方法,一确定主要取决于地质条件和施工方法,一般可分为以下几种情况:般可分为以下几种情况:利用简易设备施工;利用简易设备施工;直接利用凿井井架施工;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。先利用简易设备后利用凿井井架等方法。2022-4-2118二、井筒表土特殊施工法二、井筒表土特殊施工法1 1冻结法冻结法 冻结法凿井就是在井筒掘进之前,在井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闭坚筒周围的不稳定表土层冻结成一个封闭坚固的冻结圈,防止水或流砂涌入井筒,
8、然固的冻结圈,防止水或流砂涌入井筒,然后在冻结圈的保护下进行掘砌工作。待井后在冻结圈的保护下进行掘砌工作。待井筒掘砌到预计深度后,进行拔冻结管和充筒掘砌到预计深度后,进行拔冻结管和充填,最后解冻。填,最后解冻。2022-4-2119二、井筒表土特殊施工法二、井筒表土特殊施工法1 1冻结法冻结法 冻结法凿井就是在井筒冻结法凿井就是在井筒掘进之前,在井筒周围钻掘进之前,在井筒周围钻冻结孔,用人工制冷的方冻结孔,用人工制冷的方法将井筒周围的不稳定表法将井筒周围的不稳定表土层冻结成一个封闭坚固土层冻结成一个封闭坚固的冻结圈的冻结圈( (图图12-20)12-20),防止水,防止水或流砂涌入井筒,然后在
9、或流砂涌入井筒,然后在冻结圈的保护下进行掘砌冻结圈的保护下进行掘砌工作。待井筒掘砌到预计工作。待井筒掘砌到预计深度后,进行拔冻结管和深度后,进行拔冻结管和充填,最后解冻。充填,最后解冻。2022-4-21201 1)钻冻结孔)钻冻结孔 为了形成冻结圈,首先要在井筒周为了形成冻结圈,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。装带底锥的冻结管和底部开口的供液管。 冻结孔一般等距离地布置在与井筒冻结孔一般等距离地布置在与井筒同心的圆周上,冻结孔间距一般为同心的圆周上,冻结孔间距一般为0.90.91.3m1.3m,孔径为,孔径
10、为200200250250,孔深应比冻结,孔深应比冻结深度大深度大5 510m10m。 2022-4-2121 2) 2)冻结冻结 (1) (1)制冷过程制冷过程 整个制冷过程包括三个循环系统,即整个制冷过程包括三个循环系统,即氨循氨循系统系统、盐水循环系统盐水循环系统和和冷却水循环系统冷却水循环系统。801201620-25-352022-4-2122 (2)(2)冻结方案冻结方案 冻结方案有一次冻全深、局部冻结、差异冻结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。和分期冻结等几种。 一次冻一次冻全深方案的适应性强,应用广泛;全深方案的适应性强,应用广泛; 局部冻结局部冻结就是
11、只在局部涌水部位进行冻结;就是只在局部涌水部位进行冻结; 差异冻结差异冻结又叫长短管冻结,即冻结管有长短两又叫长短管冻结,即冻结管有长短两种间隔布置;种间隔布置; 分期冻结分期冻结是当一次冻结深度很大时,为了避免是当一次冻结深度很大时,为了避免使用过多的制冷没备而将全深分为数段使用过多的制冷没备而将全深分为数段( (通常分为两通常分为两段段) ),从上而下依次进行冻结。,从上而下依次进行冻结。2022-4-2123 (3) (3)冻结段井筒掘砌冻结段井筒掘砌 采用冻结法施工,采用冻结法施工,井筒的开挖时间要选择适时,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即当冻
12、结壁已形成而又尚末冻至井筒范围以内时最为理想理想,此时,既有利于掘进又不会造成涌水冒砂事故。,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,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钻眼爆破法进行掘进,有条件时也可采用冻土掘进机掘进。掘进。 冻结井壁一般都采用钢筋混凝土或混凝土双层井冻结井壁一般都采用钢筋混凝土或混凝土双层井壁,壁,外层井壁的厚度一般为外层井壁的厚度一般为400400,它是随着掘进而砌,它是随
13、着掘进而砌筑的。内层井壁一般厚筑的。内层井壁一般厚600600,它是在通过冻土段后自,它是在通过冻土段后自下而上一次砌到井口。下而上一次砌到井口。2022-4-2124 2 2钻井法钻井法 钻井法凿井,通常是利用钻井法凿井,通常是利用大型回转大型回转式钻机式钻机,将井筒分次扩孔钻成或是全断,将井筒分次扩孔钻成或是全断面一次钻成。面一次钻成。 1) 1)钻进钻进 钻进方式多采用分次扩孔钻进,即首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,而后先用超前钻头一次钻至井筒全深,而后分次扩孔。分次扩孔。 2022-4-21252022-4-21262)泥浆洗井护壁泥浆洗井护壁 使刀具始
14、终直接作使刀具始终直接作用于未破碎的岩石面用于未破碎的岩石面上。上。 泥浆的另一个重要泥浆的另一个重要作用就是护壁。泥浆的作用就是护壁。泥浆的护壁作用,一方面是借护壁作用,一方面是借助本身的液柱助本身的液柱压力平衡压力平衡地压;另一方面是在井地压;另一方面是在井帮上形成帮上形成泥皮泥皮,堵塞裂,堵塞裂隙,防止片帮。隙,防止片帮。3)沉井和壁后充填沉井和壁后充填悬浮下沉井壁的施工悬浮下沉井壁的施工2022-4-2127 3沉井法沉井法 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,而后在其保护下挖土,井壁随着掘进面下沉,同时在地壁,而后在其保
15、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。面上相应地砌筑接高井壁。这种沉井方法通常称做沉井法。 为了增加沉井的下沉深度,可采用在沉井上加外荷载为了增加沉井的下沉深度,可采用在沉井上加外荷载的办法使之强制下沉,这种沉井方法通常称做强制沉井。的办法使之强制下沉,这种沉井方法通常称做强制沉井。 从施工情况来看,泥浆护壁淹水沉井法具有很大的优从施工情况来看,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成功。越性,在国内外用得都比较成功。1.淹水沉井淹水沉井2.普通沉井普通沉井2022-4-21282022-4-2129 沉井时的沉井时的破土方法
16、有高压水破土和钻机破土破土方法有高压水破土和钻机破土两种。高两种。高压水破土方法,是用通过水枪喷嘴的高压水射流破坏土层压水破土方法,是用通过水枪喷嘴的高压水射流破坏土层结构,水的压力力结构,水的压力力1830大气压。用高压水破土掘进时,大气压。用高压水破土掘进时,一般都采用压气排渣。一般都采用压气排渣。 沉井下沉到设计深度后,如果沉井的偏斜在允许范围沉井下沉到设计深度后,如果沉井的偏斜在允许范围内,应及时进行注浆固井工作,使沉井井壁与井帮固结在内,应及时进行注浆固井工作,使沉井井壁与井帮固结在一起,防止继续下沉或漏水。注浆前一般需在水下浇注混一起,防止继续下沉或漏水。注浆前一般需在水下浇注混凝
17、土止水垫封底,以防止冒砂跑浆。如果刃脚已插入风化凝土止水垫封底,以防止冒砂跑浆。如果刃脚已插入风化基岩内,也可以不进行封底而直接注浆。一般是利用预埋基岩内,也可以不进行封底而直接注浆。一般是利用预埋的泥浆管和注浆管向壁后注水泥浆。沉井和套井之间则耍的泥浆管和注浆管向壁后注水泥浆。沉井和套井之间则耍用毛石混凝土充填。用毛石混凝土充填。 2022-4-2130 第四节第四节 立井基岩施工立井基岩施工 一、钻眼爆破工作钻眼设备钻眼设备 钻眼通常采用手持式凿岩机,近几年已钻眼通常采用手持式凿岩机,近几年已开始使用伞形钻架。开始使用伞形钻架。 2022-4-21312022-4-21322022-4-2
18、133技术特征技术特征单位单位SJZ5.5SJZ6.7SJZ6.9SJZ6.10支撑臂数量个3333动臂数量个5666支撑臂支撑范围m4.6-6.64.6-6.75.7-7.76.6-8.66.6-9.87.6-10.8动臂水平摆角度150120120120垂直炮孔圈径m1.6-6.31.65-8.21.65-9.561.65-10.5凿岩机数量/型号 5/YGZ706/YGZ706/YGZ706/YGZ70动力形式 风马达液压泵风马达液压泵风马达液压泵风马达液压泵油泵功率kW5.85.85.85.8油泵工作压力MPa714714714714推进器形式 油缸钢丝绳油缸钢丝绳油缸钢丝绳油缸钢丝绳
19、推进行程m3.54.34.34.3工作气压MPa0.5-0.70.5-0.70.5-0.70.5-0.7工作水压MPa0.3-0.50.3-0.50.3-0.50.3-0.5最大耗风量m3/min58686868收拢后外型尺寸(直径x高) m1.7x61.9x7.21.9x7.71.9x7.7钎尾规格mmB25 159 六角钎杆 B25 159 六角钎杆B25 159 六角钎杆B25 159 六角钎杆钎头直径mm3855385538553855钎杆长度m3.94.74.74.7总重量kg5300780082009000 2022-4-2134爆破工作爆破工作 1 1炸药和起爆器材的选择炸药和起
20、爆器材的选择 在立井施工中,工作面常有积水,要采用在立井施工中,工作面常有积水,要采用抗水抗水岩石炸药、水胶炸药和硝化甘油炸药岩石炸药、水胶炸药和硝化甘油炸药。 起爆器材通常采用国产起爆器材通常采用国产8 8号秒延期电雷管,毫号秒延期电雷管,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,但电压不得超过源,但电压不得超过380380伏。伏。 在有瓦斯或煤尘爆炸危险的井筒内,必须采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管时,最后一段
21、的延期时间不得超过130130毫秒。毫秒。 2022-4-2135 2 2爆破参数的确定爆破参数的确定 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。当前在井筒施工中,炮循环劳动组织等因素决定的。当前在井筒施工中,炮眼的深度以浅孔或中深孔(眼的深度以浅孔或中深孔(2.02.03.5m3.5m)为宜。)为宜。 炸药消耗量是根据岩石性质、井筒断面大小炸药消耗量是根据岩石性质、井筒断面大小和爆破要求等因素决定的。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确定炸约消耗量的方法,可采用工程类比法或是根据是根据矿山井巷工程预算定
22、额矿山井巷工程预算定额选取。选取。2022-4-21362022-4-2137炮眼布置炮眼布置在圆形断面的井筒中,炮眼都按同心圆在圆形断面的井筒中,炮眼都按同心圆周布置。周布置。掏槽方式可采用掏槽方式可采用直眼掏槽或锥形掏槽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,周边眼间距件决定的。若采用光面爆破,周边眼间距E E为为400400600600;周边眼与辅助眼圈间距;周边眼与辅助眼圈间距( (即最小即最小抵抗线抵抗线) )E/M E/M MM为周边眼密集系数一般为周边眼密集系数一般为为0.80.81.01.0;辅助眼圈距和
23、辅助眼间距,一般;辅助眼圈距和辅助眼间距,一般为为0.70.70.9m0.9m,掏槽眼圈径和眼距,可由掏槽,掏槽眼圈径和眼距,可由掏槽方式和岩石性质决定。方式和岩石性质决定。2022-4-21382022-4-21392022-4-2140 采用光面爆破时,为了取得比较好的光采用光面爆破时,为了取得比较好的光爆效果,周边眼应采用爆效果,周边眼应采用20202525的小直药的小直药卷或采用一般药卷不偶合缓冲间隔装药结构。卷或采用一般药卷不偶合缓冲间隔装药结构。 联线方式多采用并联。若一次起爆的雷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管数较多,采用并联不能满足准爆电
24、流要求时,可以采用串并联或并串联。求时,可以采用串并联或并串联。 装药、联线和放炮工作,必须严装药、联线和放炮工作,必须严格遵守格遵守煤矿安全规程煤矿安全规程的有关规定。的有关规定。 2022-4-2141二、装岩提升二、装岩提升 装岩工作装岩工作 目前已普遍采用抓岩机装岩,实现了目前已普遍采用抓岩机装岩,实现了装岩机械化。装岩机械化。 在施工中多采用中心回转式抓岩机在施工中多采用中心回转式抓岩机。 2022-4-21432022-4-21442022-4-2145 提高抓岩生产率提高抓岩生产率是缩短装岩提升工序时间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:的重要途径,在施工中
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