立井施工

立井施工（精选12篇）

立井施工 篇1

立井施工工程质量管理是煤矿安全工程的一个重要环节, 为以后整个矿井生产创造环境的重要组成部分。为了把好工程质量关, 本人就矿井建设中的立井单位工程施工工程质量管理论述以下几点措施。

一、 组织管理机构

矿井 (业主) 应建立工程质量验收机构, 对所建工程进行不定期、不定点抽检验收。每旬不少于一次, 并且作出质量评定。月末按质量审定情况结算工程进度款。

组织管理人员在没有外围中介机构介入时不得少于三人。监理、质监进驻后可设置两人。主要负责对施工单位实体工程的检查验收, 尤其对隐蔽工程的申报进行现场验收签证。

施工单位必须设置专职技术员、资料员、质检员对每一班每一工序进行检查、验收、填写分项工程质量检验表。每日向建设单位调度汇报。必须按设计施工, 如遇到特殊情况变更设计时一定要提前申报建设单位 (甲方) 审批。

技术员、质检员不得一人兼职, 技术员、资料员可以设置为一人。质检员在生产班中每班一人, 辅助准备班中可兼职。质检员对每班的施工质量情况进行验收, 填写验评表格报送资料员汇总。同时申报甲方或监理旁站验收, 认定合格后进行下一工序施工。

二、 施工准备

施工单位按照设计进行施工, 根据设计要求储备施工中需要的设备及材料, 把准备好的材料进行取样留存, 由建设单位或监理抽样送往指定的有资质的实验室化验配比, 由实验室根据设计标号向施工单位提供混凝土砂浆配合比实验报告, 即“水泥:沙子:石子:速凝剂:防渗剂:防冻剂:水”的比例。施工单位根据配合比实验报告进行混凝土砂浆配比, 并且在混凝土砂浆搅拌站设置混凝土砂浆配比秤。

三、 材料进场

在施工过程中一定要对所进材料进行把关, 施工单位设置专职材料员, 对每批次进场材料进行取样留存, 申报监理和甲方进行现场验收, 甲方和监理根据材料进货批次及数量对照报告单决定材料抽取样品留存。送到指定的实验室进行检验, 未经甲方同意进场材料不得使用。

进场钢材、水泥、速凝剂、防渗剂、防冻剂必须有生产厂家的实验报告和出厂合格证。实验报告与出厂合格证必须和进场材料生产批次相符。

钢材进场后在甲方监督下剪样送实验室进行拉、弯力实验根据实验结果决定进场钢材是否可用。同时决定留存样品是否销毁。

水泥根据其生产日期决定是否可用, 超过生产日期三个月要送实验室进行复检决定能否使用。

其他辅助材料根据其是否超过保质期决定能否使用。

四、施工控制

在施工过程中不定期、不定点进行工序检查测量, 基岩段掘进毛断面是否按设计施工, 立模直径是否与设计相符, 模板中心是否与井筒中心相吻合。遇钢筋混凝土时需检查内圈钢筋绑扎与模板的距离符合规定值。这些工作必须在混凝土浇筑前三十分钟由乙方报甲方和监理验收, 在甲方和监理同意后进行浇筑, 浇筑接茬要平整。浇筑过程监理人员要随同监督。

五、施工质量控制

混凝土浇筑时要有甲方或监理随同见证取样, 每20～30m设置一个检测点。每个检测点中要有八个中心数据, 四个壁厚数据, 四个平整度数据。检测点位置随机性, 由甲方指定位置统一验收, 验收后由乙方资料员填表汇总报甲方和监理审评。监理负责资料整理收集, 每20～30m随机存留l～2组试块, 每组三块, 经28天养护后送实验室进行压力试验。标号有变化时及时留存试块, 进行压力试验。

锚网超前支护时应随时检查锚杆安装角度、网片搭接长度、扭力是否符合设计要求。锚杆每300根一组做一次拉拔力抽检, 抽检随机性。

六、施工验收

基岩掘进现场查看光面爆破效果如何。井筒中心线是否在设计坐标, 对照设计检查井筒毛断面尺寸是否符合要求。误差在-50～+150mm时为合格工程, 0～150mm时为优良工程。

钢筋绑扎查看钢筋表面是否清洁, 有无裂隙、断伤裂痕, 尺量钢筋搭接长度是否符合设计要求, 排、间距是否在允许偏差内。

模板支设现场查看模板表面光洁度, 核对模板中心是否在井筒中心线上。

模板支设有提升设备井筒误差在+10～+40mm时为合格工程, 误差在+10～+30mm时为优良工程。无提升设备井筒误差在±40mm时为合格工程, 0～+30mm时为优良工程。

模板连接缝小于3mm, 轴线偏移小于5mm, 接茬平整度小于10mm。

以上工序进行完后由甲方或监理单位验收同意后进行混凝土浇筑。

七、成巷验收

每20～30m由甲方组织一次成巷验收, 并作出工程等级评定。检查混凝土配比是否符合设计。成型尺寸误差在0～+50mm为合格工程, 误差在0～+30mm为优良工程。井筒接茬小于30ram, 表面平整度小于10mm。1m2范围内蜂窝、孔洞、露筋不超过2处。

井筒总涌水量不大于6m3/h, 不得有0.5m3/h的集中漏水孔。

立井施工 篇2

——山东中兖矿业——

立井防爆门概述

立井防爆门用于立风井井口，当风机停止运转时，防爆门能够自动升起。当矿井发生灾害时，防爆门可自动打开，释放能量，保护主要风机不受损害。

产品详情：

立井防爆门产品介绍

立井防爆门用于立风井井口，当风机停止运转时，防爆门能够自动升起。当矿井发生灾害时，防爆门可自动打开，释放能量，保护主要风机不受损害。

立井防爆门结构

组成为防爆盖、反风装置、重锤装置等部件组成。

1、防爆盖采用锥形结构分四个部分联接而成，每部分由钢板、角钢组焊成型

2、返风装置为压板式

3、重锤装置由重锤架、滑轮、配重组成4、密封方式采用钢板组焊外圈板固定δ15橡胶

立井防爆门参数

多是根据井筒直径选型，其适应风机负压能力各不相同。按风机负压分为不大于350mm水柱和不大于450mm水柱两大类；按井口直径分有3个规格：最大风机负压为4.413KPa.立井防爆门注意事项

1、选择风机负压最大值范围内的立风井防爆门以避免发生超值负压危险状况

2、可根据实际需要增减重锤以保证风机停止运转时自动升起防爆门定期检查

3、密封介质的选择也可采用机油或油水混和物，在不结冰的地区可使用水密封

立井防爆门实物图

立井施工 篇3

摘要：立井井筒罐道是煤矿开采中的重要环节之一，由于服务年限较长、井筒罐道的使用磨损，造成井筒罐道淋水、淋湿、管道腐蚀现象十分严重，为生产安全带来了极大的隐患。立井井筒罐道在使用一定的时间之后，需要及时进行更换，来保障煤矿开采的正常进行，保证工人的生命安全。由于此次罐道更换工程时间紧、任务重、安全性要求高，本文对煤矿立井井筒管道更换的施工方略进行了分析，保证此项工程安全、圆满的完成。关键词：立井井筒罐道更换施工引言东山矿是鸡西煤炭的生产大户，自1990年投产以来，立井提升罐道没有更换过，罐道经20多年来的使用，磨损已严重超限，加之井筒淋水、潮湿、管道腐蚀严重，局领导曾几次亲临现场调研，并与矿领导商讨解决办法，决定立即着手更换管道，拆除原有槽钢组合罐道，用210x180x10方管制作管道，代替原有槽钢组合罐道。本文对煤矿立井井筒管道更换的施工方略进行了分析，保证此项工程圆满完成。一、工程概况本项煤矿立井井筒拆除的罐道是4x800米的2020#槽钢组合罐道，按照《煤矿安全规程》的相关规定，组合槽钢罐道的任何一面的磨损超过50%时，就必须更换组合槽钢罐道。东山矿的立井井筒罐道已经使用二十余年，磨损程度大幅度已经超过了相关规定，需要进行立即更换，经过有关领导的探讨研究，已经将罐道更换成4x800米的210x180x10方管罐道。本次施工需要两套制作安装拆除罐道施工用罐笼，两台设置14T的稳车，需要各缠绳φ12.5-6x19-150米，进行-96米的四角罐道拆除和-96米的四角罐道安装，施工难度较大。二、施工相关程序（一）施工准备施工准备是工程进行之前必要的工作，需要相关部门进行技术准备和施工设备工具材料的准备。在施工之前，相关人员需要深入施工现场制定科学合理的施工方案和安全措施，预防各种状况的发生，与施工人员一同熟悉施工图纸及安装要点。由于东山矿立井井筒罐道的工程量较大，需要准备一台16T的吊车，两台各缠绳φ12.5-6x19-150米、设置14T的稳车，两台电焊机BX-500（380v/660v） ，两套火焊工具，两台3T起重机，四个3T滑轮，四套撬棍、大锤、梅花扳手（36）。（二）施工质量标准1. 罐道的总垂直度：±7mm2. 同一提升容器梁罐道面的水平间距偏差：±7mm3. 街头错位不大于1mm4. 罐道街头间隙2-4mm5. 同一提升容器的两罐道接头位置，严禁位于同一层罐道梁上。三、施工方案（一）施工顺序1. 首先要进行南侧罐道的更换，在南侧罐道更换完毕之后进行试运行，运行没有发生任何问题再进行北侧罐笼罐道更换。2. 本次工程实行自下而上的罐道更换顺序，拆除一根罐道之后，立即对拆除的部分进行安装。3. 在南侧罐道拆除并且安装全部完成，罐笼已经到达井底之后，需要将井底的四角罐道一起拆除，北侧的四角罐道也是按照这种顺序拆除。4. 在拆除和安装罐道的时候，要定期清理干净罐道梁上的工程杂物，将工程垃圾运到地面进行处理。（二）施工方法1. 在施工井棚内井口东侧贴近墙体处设置一台14T稳车，缠绳φ12.5-6x19-150米，稳车的设置地必须没有妨碍到材料的运输。在井棚井口西侧设置一台14T稳车，缠绳φ12.5-6x19-150米，可以利用轨道做抛锚点，不影响到材料的运输，稳车的缠绳可以当做罐道拆除和安装的运输动力。2. 利用立井井筒的现有罐道，利用现有罐道，在其顶面安装罐道更换操作罐笼，平面尺寸3500mmx1450mm，高度为14000mm，分四层。第一层距罐笼顶面700mm，第二层与第一层间距4米（与罐道梁层间等距），第三层与第二层间距为4米，第四层与第三层间距为4米，第四层距操作罐笼顶面2米。操作罐笼用板夹子与首绳连结固定，板夹子与首绳之间要衬胶垫，不得损伤首绳，操作罐笼主体框架用100x80不等边角钢制作，栅栏用φ16圆钢制作，其他结构用75x75x8和50x50x5角钢制作。3. 将井口上下平台拆除，将井口套架东侧高度12米以下横梁拆除，以免拆除及安装罐道时运输吊装干涉。4. 在井口东侧，井架底部设3T转向滑轮2个、滑轮应在罐笼两侧各一个。5. 在上述工作完成之后，可以进行罐道的拆除和安装工作，用加长汽车（代挂农用车）和16T吊车，将加工好的罐道运抵施工现场，井棚东侧入口，用14T稳车牵制井棚内井口边缘，将操作罐笼上提至顶面出井口1.5米左右。用φ20圆钢卡子，φ12.5-6x9钢丝绳扣双股并用将罐道挂于操作罐笼上部两侧梁上，每侧单侧挂一根，罐笼东西两侧共挂4根，挂好后，开动大绞车上提罐笼，使罐道垂吊于操作罐笼两侧，然后将罐笼下行至安装位置，先进行罐道的拆除，首先利用火焊将最上层罐道连接螺栓割除，完成后，将φ12.5-6x19钢丝绳扣及3T起重机在上层罐道梁挂好，在罐道上头安好φ20圆钢卡子，然后将φ20起重机少许吃劲，完成后，完成后，即可用火焊拆除旧罐道下部各罐道梁与罐道链接螺栓，然后用3T起重机将旧罐道拆除，吊挂于操作罐笼上，完成后利用3T起重机将新罐道吊装就位，对中找正后，用螺栓紧固好，用同樣方法拆四根，安四根完成后，将罐笼上提，使旧罐道低端露出井口1米左右，然后用已设好的14T稳车牵着旧罐道低端向东侧迁移，边牵移边放大绞车，直至旧罐道安全出井口，东侧旧罐道按此方法牵出井口，西侧旧罐道由于西侧井塔二层混凝土结构梁干涉，挂于操作罐笼西侧的旧罐道不能从西侧出井口，可先将旧罐道挂于上部井架梁上，待东侧旧罐道出井后，下行罐笼，使操作罐笼顶面与井口同平面，用14T稳车将旧罐道从西侧井架上部梁上接过来，再用一台14T稳车牵引旧罐道底部，两台14T稳车协调配合，将西侧旧罐道牵移出井口，按此方法施工，完成南侧旧罐道的拆安，罐道拆安完成后，将操作罐笼从南侧罐笼上拆除，安装在北侧罐笼上，按拆安南侧罐道的方法完成北侧罐道的拆安工作，北侧罐道拆除完成后，仍利用操作罐笼将北侧四角道一并拆除及安装完。6. 在拆除和安装罐道的时候，要定期清理干净罐道梁上的工程杂物，将工程垃圾运到地面进行处理。四、结论东山矿是鸡西的重要产煤矿，其立井井筒罐道经过二十余年的使用，需要进行更新，局领导曾几次亲临现场调研，并与矿领导商讨解决办法。本次罐道更换工程时间较为紧迫，对安全性有较高的要求，在对煤矿立井井筒管道更换的施工方面进行了分析，肯定了工程的可行性，可以保证此项工程圆满完成，促进煤矿的正常运行。参考文献：[1]胡京飞.立井施工的科学化管理[J].陕西建筑，2010（07）.[2]王国富，王磊.基于Markov理论的立井冻结压力预测分析[J].山东科技大学学报（自然科学版），2012（03）.

立井施工设施选用与布置 篇4

1 立井施工主要设施与选用

1.1 井架及相关设施

凿井井架是凿井提升及悬吊掘进机械设备的专用设备。亭式井架采用装配式结构, 能多次使用;安装、拆卸和运输也方便快捷;防火性能好;承载能力大, 坚固耐用。亭式井架有型号不同。凿井井架的选择要求是:能安全地承受施工荷载;角柱的跨度和天轮平台的尺寸, 满足提升及悬吊设施的天轮布置要求, 满足矿井各施工时段不同提升方式的要求;井架四周围板及顶棚不得使用易燃材料。要保证足够的过卷高度。一般根据井筒直径、深度和施工设备情况进行选用。天轮平台位于凿井井架的顶部, 为框形平台结构, 可用于安置天轮梁, 布置各类悬吊设备。翻研台是翻卸研石的工作平台, 一般布置在井架主体架的下部第一层水平连杆上, 翻研台下设溜研槽或研石仓, 可以临时贮存研石。

1.2 井口盘、固定盘和吊盘

井口盘是设置在井口地面上的工作平台, 即井盖。这是升降人员、设备、物料和装拆管路的平台。也能防止从井口向下掉落工具杂物, 保护井上下工作人员安全。固定盘设置在井筒内邻近井口的第二个工作平台, 通常处理封口盘以下。固定盘一般用来保护井下施工安全, 还可用作测量和接长管路的工作平台。吊盘为井筒内的主要工作平台, 通常用钢丝绳悬吊。用作浇筑井壁, 还可以来保护井下安全施工, 在未设置稳绳盘的条件下, 吊盘可以拉紧稳绳。在吊盘上有时要安装抓岩机的气动纹车或大抓斗的吊挂和操纵设备以及其他设备。在井筒掘。砌后一般运用吊盘来安装井筒装备。

2 立井施工设施的布置

2.1 井内施工设备的布置

吊桶布置要偏离井筒中心线, 靠近提升机一侧, 对双滚筒提升机要布置在固定滚筒上, 多套提升时的布置要使井架受力均匀;使用双钩提升时, 要保持相邻两个提升容器之间的安全间隙;吊桶布置要满足车场施工时的临时罐笼提升要求;吊桶通过喇叭口时, 它的突出部分与孔口之间的安全间隙一定符合安全规范。

抓岩机的布置应与吊桶位置相协调, 工作面不应有抓岩死角;中心回转抓岩机要偏离井筒中心布置, 要便于安装固定;环行轨道抓岩机布置要与吊盘尺寸匹配;长绳悬吊人力抓岩机的布置应便于抓斗的出矸;抓岩机停用时, 抓斗张开时的突出尺寸与吊桶之间要有规定的安全间隙。

伞形钻架不工作时通常要停放在井口, 要便于伞钻下井的方便, 井口下部应留有高度6~8m的吊运空间;伞钻在井下作业时, 一定要保证支撑可靠, 有时应借助提升钩头井下悬吊。

吊泵要靠近井帮布置, 这样利于抓岩机作业, 条件具备情况下, 要运用接力排水, 吊泵与井壁间的安全距离要保证300mm, 与吊桶外缘之间的安全距离要符合规范。

管线的布置。井内的管路、电缆以及悬吊钢丝绳要不影响提升、卸砰, 并方便检修;安全梯要靠近井壁悬吊, 与井壁之间的间距不得大于500mm, 避开吊盘圈梁和抓岩机轨道。

2.2 天轮平台的布置

天轮平台是凿井悬吊设备布置的关键。它中间主梁轴线一定要与凿井提升中心线相互垂直, 使凿井期间的最大提升动荷载与井架最大承载力方向一致, 通过主梁将提升机荷载传递给井架基础。天轮平台中梁轴线应离开与之平行的井筒中心线一段距离, 并向提升吊桶反向一侧错动, 有利于吊桶提升改为罐笼提升。天轮平台另一个中心线和另一个井筒中心线或者重合, 或者错开布置, 要根据凿井期间卸矸操作和临时罐笼提升时出车状况决定。天轮平台上各天轮的位置及天轮的出绳方向要依据井内设备的悬吊钢丝绳落绳点位置、井架均衡受载状态、地面提绞布置和天轮梁等因素综合选定。当凿井设备需用两台凿井绞车悬吊同一设备时, 两个天轮要布置在同一侧, 出绳的方向要一致, 以有利于集中布置凿井绞车和同步运转。双绳悬吊的管路要使用双槽天轮悬吊。提升天轮, 要尽可能布置在同一水平, 通常不作一高一低的布置。稳绳天轮要布置在提升天轮两侧, 出绳方向与提升钢丝绳一致, 以有利于同步运行。要尽量少设导向轮, 也可在天轮台边梁下面出绳。

布置天轮梁时, 要使天轮梁中心线与天轮轴承中心线垂直, 与天轮平台中心线平行布置。尽可能使用通梁或相邻两个天轮共用一根支撑梁, 减少天轮梁数量。悬吊钢丝绳与天轮平台构件的间隙要大于50m m;天轮与天轮平台各构件间要大于60m m。天轮布置应使井架受力平衡, 标准亭式凿井井架要用两面或四面布置, 然而, 采用哪种布置方式, 各钢丝绳作用在井架上的荷载不得超过井架实际承载能力。

2.3 井内施工盘台的布置

它的布置包括盘的梁格和孔口布置及盘面上施工设施的布置等。布置时应按以下要求进行:

吊盘圈梁通常为闭合圆弧梁, 吊盘主梁 (吊盘悬吊钢丝绳的生根梁) 一定是一根完整的钢梁, 要与提升中心线平行, 两梁尽可能对称布置。盘梁的具体位置要按吊桶、吊泵、安全梯和管线的位置及其通过孔口大小来确定, 要结合盘面上的抓岩机、吊盘撑紧装置等施工作业设施的布置作为一个整体安排。

吊盘绳的悬吊点可以布置在通过井筒中心的连线上, 尽可能避开井内罐道和罐梁的位置, 防止井筒安装时重新改装吊盘。吊盘、稳绳盘各悬吊梁之间以及与固定盘、封口盘各梁间要错开相应的间距, 要防止设备的钢丝绳在各盘、台受荷载的梁上穿孔通过。吊盘上要设置井筒测量孔, 吊盘采用单绳集中悬吊时, 悬吊钢丝绳要离井筒中心250~400m m。吊盘上安置的各种施工设施要均匀分布, 使两根吊盘绳承受荷载能大致相等, 并保持吊盘平稳。

使用伞钻打眼时, 要把将伞钻置于井筒中心固定, 吊盘上要留有提升伞钻钢丝绳的移位孔。

中心回转抓岩机的回转机构底座要安装在吊盘的两根钢梁上, 两根钢梁内侧边距要按安装要求进行。环行轨道抓岩机与吊盘的联结尺寸要根据机械安装要求布置钢梁。吊盘之突出部分与永久井壁或模板之间的间隙、各盘口、喇叭口、井盖口、卸矸门与吊桶突出位置的间隙、与滑架的间隙一定要满足相关规范。吊桶喇叭口直径要满足吊桶安全升降, 同时, 也要满足伞钻等大型凿井设备安全通过;吊盘下层盘底喇叭口外缘与中心回转抓岩机臂杆之间应留有安全间隙, 防止相碰或影响抓岩机的抓岩。

副立井清淤安全技术措施有哪些？ 篇5

副立井担负着本矿人员上下井，上下料任务。由于副立井井底渣太多(淤渣厚度5.3m)，直接影响副立井的提升。为保证副立井的正常提升，需对副立井井底淤渣清理，特制定本措施。

二、现场概况：

1、副立井井底淤渣厚度5.3m，井筒断面积12.56㎡，淤渣体积V=12.56*5.3=66.57m³。

2、副立井绕道有积水，积水每班排干净;副立井井底通风不畅，通风区负责井底通风。

3、副立井梯子未固定好，施工前把梯子固定好。

三、施工技术要求：

1、施工前，机电队负责副立井提升装置各部件的紧固、副立井井壁进行敲帮处理。

2、每班施工前，把副立井绕道积水排干净，通风区保证井底通风正常，风量符合要求，人员才能进入现场施工。

3、施工前，把滑轮固定好;施工后，把滑轮摘除。

4、施工前，副立井停罐，大门关闭，井口用旧皮带围严实。严禁人员在副立井井口行走及干活，安全员负责副立井井口的巡视。

5、施工前，在井底信号房附近设置警戒线，严禁闲杂人员进入副井底警戒线以内范围影响施工;同时副井底车场内仅存放清淤渣所用车辆且用卡轨器固定牢固。

6、滑轮挂于起吊横梁的链环上(用40T链子链制作)上，最后把提升钢丝绳穿过滑轮放到副井底平台处。

7、施工队组电工将小绞车信号及副立井井底清渣作业处信号连接完好后，下放至作业地点附近安全位置，便于作业人员操作。

8、一切准备就绪，由现场负责人再次检查各部位连接状况并确认符合规定要求。当班瓦斯检查员与施工现场负责人利用人行梯子间到施工地点检查现场瓦斯情况，并符合规定要求。最后汇报调度室等待施工指令。

9、施工人员上下梯子必须佩带安全带。

10、施工期间，班组长必须携带瓦检仪、测氧仪，随时检测井底瓦斯、氧气。

四、施工作业方法及工艺：

1、一切准备工作就绪后，四名清渣人员戴好安全带通过人行梯子缓缓下到积渣上面，并随即将安全带锁扣在挂于周围人行梯子间的扶手固定牢靠，保证在不影响正常施工的情况下安全余绳越短越好，准备好后利用铁锹清理的杂物放到吊桶内。注意人员上下人行梯子间要手扶握牢，防止意外坠下。

2、在副井底空车道上存放足够一班使用的空矿车，一辆放于阻车器以里，并在另一端车轮处设置临时卡轨式阻车器，以防止矿车滑动，装满后暂时存放在重车道上，依次轮流装车，当班清挖结束后进行集中提升到地面。

3、清理时人员站在井底罐笼的下方，做好防护。

4、吊桶装满后利用副井底小绞车进行提升，将吊桶提升到合适位置，将吊桶内煤渣倒至矿车内。

5、在吊桶提升过程中，副井底清渣作业人员必须撤至安全地点，防止有杂物坠落伤人。

6、4月23日早班开始施工，计划15个班施工完毕，每班配备8个人，施工5小时，早班9:30—14:30;中班17:30—22:30;夜班01:30—6:30。

五、各工序施工质量标准：

1、副立井绕道积水排干净。

2、清淤后，保证井底干净。

六、施工需要的主要设备、工具、材料的规格、性能、数量要求：

11.4kw小绞车1台，QBZ-80开关1台，吊桶1个，风镐1台，洋镐2把，铁锹2把，滑轮1个。

七、各工序施工操作要求：

1、起底要求：

(1)施工前必须检查主风管、风镐等安全设施合格，确保无漏风。

(2)胶管不得绕成锐角，使用时必须放直，注意风镐顶部弹簧、滤风网、横销及接头的松紧，防止脱落伤人。

2、提放吊桶操作要求：

(1)施工前必须对绞车的钢丝绳、操作按钮、信号完好情况进行详细检查，保证完好可靠。

(2)小绞车司机必须持证上岗，操作绞车精力集中且熟练，提升下方速度不得大于0.3m/s。

(3)提放吊桶时，打信号必须责任到人，绞车司机必须听清信号后方可开车，提升时吊桶下方及钢丝绳两侧严禁站人，提放过程必须缓提缓放，注意安全。提升信号规定为一停、二提、三下放。

(4)小绞车提放吊桶时，吊桶要有专人监护，以免吊桶起吊位置过高，井底车场负责牵引吊桶人员必须穿戴保险带并固定牢固。

(5)提升时上方牵引吊桶人员适时观察滑轮运行情况，发现问题停止作业，处理后方可继续作业。

(6)当班施工时间结束，要将滑轮和钢丝绳拆除。

八、现场主要危险源辨识情况及采取的相应安全技术措施：

1、现场主要危险源

(1)敲帮危险源

1)未对井壁进行敲帮处理;2)人员站位及处理方法不当;3)敲帮工具不合适;4)井壁不完好。

2、严格进行管控危险源，保证施工安全。

(2)小绞车提放吊桶危险源

1)小绞车固定不牢固;2)小绞车钢丝绳磨损;3)滑轮未固定牢固;4)吊桶未安装护绳：5)人员未佩戴安全带;6)提放吊桶人员站立位置不对。

九、灾害预防及避灾路线：

1、灾害预防

(1)井壁有危岩时，及时撬掉处理。

(2)小绞车固定牢固，吊桶有护绳，钢丝绳结实，防止吊桶掉落伤人，有问题及时进行处理。

2、灾害避灾路线

(1)水灾、火灾、瓦斯、煤尘灾害避灾路线：

副立井井底→副立井→地面

(2)反风时避灾路线：

副立井井底→梯子井→地面

十、职业卫生要求。

职工必须佩戴合格的防尘口罩。

十一、现场文明及质量标准化要求。

1、工具、机具放置整齐、有序。

2、施工地点整洁、无杂物、无积水。

十二、其它方面的要求。

1、瓦斯检查工作，施工过程当中，瓦检员要经常检查清理作业地点的供风及瓦斯、二氧化碳情况，当瓦斯、二氧化碳超过规定时，必须停止作业，加强通风。

2、用风镐起底，注意飞石砸伤人。

3、起底时洋镐前后不得站人，以防伤人。

4、绞车司机必须经培训合格，持证上岗。

5、使用绞车必须信号齐全、可靠，绞车司机必须听清信号后，方可操作拉放吊桶。

6、拉放吊桶时，井底人员必须躲开吊桶下面。防止吊桶掉渣伤人，吊桶必须有护绳。

7、每班施工前，必须对小绞车、钢丝绳、吊桶、滑轮、信号进行认真细致的检查，保证出渣的安全。

凿井期立井井筒防治水浅析 篇6

【关键词】凿井；井筒；注浆；措施

0.引言

副井井筒凿井前期，该矿针对水文地质条件提出采用地面预注浆，工作面预注浆和冻结法施工三种施工方案。专家组从技术、安全、经济三方面对比分析，决定采用地面预注浆法施工。专业预注浆队伍经过多方面注浆实践，均未取得有效成果。专家组认定，井筒施工过程中穿过的地层含水均为孔隙水，普通水泥无法通过比其颗粒还小的空隙或微裂隙进入受注岩层。在现有注浆工艺和注浆材料不能满足的情况下，地面注浆达不到预期的注浆堵水效果。采用化学试剂堵水成本高，技术还不成熟，投资风险大。最终建设单位采用普通钻爆法施工方案，当含水层涌水量大于20m3/h时采用工作面预注浆，含水层涌水量小于20m3/h时采用壁后注浆，井筒掘砌到底后，自下而上对全井筒进行壁后复注浆，将井筒总漏水量控制在6m3/h之内。

1.概况

该矿位于陕西咸阳长武县境内，矿区内有福银高速公路及S312国道通过，交通较为便利。副立井井筒设计净径6.5m，混凝土支护厚度350，井筒深度571m。

矿井水文地质，从工业广场所处的地形条件看，为山间盘地形的汇水地形，从地层条件和沉积相分析，地下水类型应为承压孔隙水。根据井筒综合柱状图和井检孔提供的水文资料，副井井筒共穿过13个含水层，遇到的含水层主要集中在280m以上。其中：2#含水层从井深62.7m-66.9m，含水层厚度4.2m，涌水量28.26m3/h；7#含水层从井深167.95m-233.25m，含水层厚度65.3m，涌水量99.81m3/h；9#含水层从井深241.05m-278.55m，含水层原厚度37.5m，涌水量33.2m3/h；12#含水层从井深381.4m-386.8m，含水层厚度5.4m，涌水量27.04m3/h。预计副井井筒涌水量为336.26m3/h。

2.井筒防治水方案及施工方法

2.1防治水方案选择

由于地面预注浆未取得实质效果，工作面预注浆受井下空间、环境条件限制，预计注浆也不会产生好的结果。井筒防治水方案采取强行穿过，分段注浆堵截，至井筒掘砌到底后，自下而上对全井筒进行壁后复注浆，将井筒总漏水量控制在6m3/h之内。

注浆段高划分：以井筒遇到的主要含水层划分为六个段高，第一段高自0--100m；第二段高自100m--160m；第三段高自160m--235m；第四段高自235m--280m；第五段高自280m--380m；第六段高自380m--390m。

2.2施工方法

井筒开挖自8.5m有少量出水；至32m，井筒涌水量13.4m3/h；至92.5m，井筒涌水量增加到35.4m3/h，被迫停止掘进。在此之前掘进一直采取强行穿过法施工，掘进过程中对井筒涌水、井壁渗水采取以下防治水方法。

（1）在掘进期间，围岩出现渗水，涌水量小于8.0m3/h，采用快速堵漏剂直接喷向岩帮，封闭围岩出水部位。一般初凝时间3min，终凝时间不迟于5min，15min后抗压强度达到10mpa。

（2）在掘进期间，围岩出现涌水，涌水量大于10m3/h，采用堵漏剂堵水效果不明显时，在掘进的裸体井筒围岩设置防水板，在防水板下端设pvc集水管导水，出水口预留4个，以便后续壁后注浆之用，确保衬砌支护强度。防水板型号 LDTE，厚1.2，采用射钉枪直接固定在围岩帮上。

对于围岩集中处水点涌水，采取预埋pvc管导水，pvc管规格：Φ50mm。

（3）随着掘进深度的不断增加，涌水量的加大和上述防水效果的不足，井壁淋水已严重影响井下职工身体健康，掘进进尺降低，工程质量无法保证。采取井壁设置截水槽，将水导入吊盘水箱，然后用吊泵排到地面。

井下工作面，每循环掘进均在井筒中央形成一个漏斗形积水坑，采用排沙水泵将积水打入吊盘水箱，再导至地面。

2.3壁后注浆

由于井筒涌水量增加到35.4m3/h，逼迫停止掘进。必须进行井筒壁后注浆。

（1）井筒壁后注浆采用分段下行式注浆。井壁渗水主要在32.6m--58.7m区段， 62.7m--91m区段。

（2）注浆孔布置一般为环形，间距1.0m，孔深600，孔径42，在井壁支护接茬部上、下500处。施工中可根据井壁状况适当调整。对预留注浆管，应重新套孔，眼深至600mm。

（3）采用单液水泥浆液，水泥采用R32.5#新鲜普通硅酸盐水泥，单液水泥浆水质比为3：1---1：1。

（4）注浆压力强度不低于4mpa，集中出水孔注浆终压为水头有压力的1.2---1.5倍。

（5）每孔浆液注入量：

根据公式 Q浆=λπR2扩Hn·β/m

Q浆=浆以注入量m3

R扩=浆液扩散半径，取1.5m

n：岩层裂隙率取1.5%

λ：材料损耗系数，取1.2

H：注浆段高，总注浆段高度179.2米

β：浆液充填系数？取0.95

m：水泥浆 取0.85

Q=25.5m3

（6）注浆泵选YSB-250/120型；浆液搅拌机选700L卧式砂浆搅拌机；输浆管路选用Φ89×4.5mm管路；选用YK-1型抗震压力表，测量范围QN160kg/m3。

（7）注浆工艺。

a注浆前通过对含水层压水试验。了解受注地层裂缝（孔）隙发育情况，判断含水层受注能力，了解注浆的浆液的起始浓度和泵量大小。

压水试验时泵量从小到大。压力由低到高。最终压力可略超过注浆降压5kg/cm2压水时间一般为20--30分钟。

b压水试验完成后，根据压力、泵量。确定浆液种类和浆液起始浓度，之后开始注浆，在注浆过程中值班技术人员要根据井下孔口压力情况及时间对浆液的压力流量，浓度等参数进行调整和控制，以期得到较好的注入效果。

c采用单液注浆养护时间不得低于6小时。

d在井壁蜂窝、麻面处布孔注浆，注浆压力一次不能达到要求，我们采取初次注浆压力控制在2mpa左右注浆，待井壁蜂窝充浆凝固，具有抗压能力后，再补孔加压注浆。

e针对大面积麻面出水情况，均因荒径有出水孔，井壁支护前没有效的导水，造成水泥浆液被冲跑，我们采取风镐开凿成倒楔型，压Ф1寸L=500带丝扣导水管，在井壁上钉上防水板，然后绑扎钢筋网片，进行喷射砼处理，待24小时过后，井壁超过4mpa抗压强度，再利用导管注浆堵水。

3.注浆效果

通过对井筒壁后注浆，首先封堵井壁出水点；其次有效地封闭爆破松动圈裂缝，阻止上部含水层水下串至工作面对施工造成困难；第三阻止了浇筑混凝土时局部水泥浆液被冲刷，而出现的砼交结不良、蜂窝、麻面和渗漏；第四井筒涌水量由注浆前35.4m3/h降到7.3m3/h。尽管与预期效果存在差距，但是通过这次壁后注浆，使我们有了分析、论证、总结和提高的基础，要求在下一步掘砌中，应先在井壁设截水槽，防止顺帮水流入模板内，确保混凝土支护质量；其次在实施壁后注浆时，根据含水层部位，采用上下布孔，分段截水治水，确保每个注浆孔注浆效果。 [科]

【参考文献】

立井井筒快速施工技术研究 篇7

1 施工机械化配套

选择立井施工机械化配套方案时,应保证可获得良好的技术经济指标的前提下,从设备投资、折旧费、动力费、配件及维修费等几个方面进行综合经济比较,确定立井施工机械化配套方案。因此,立井施工机械化配套方案必须根据井筒直径、井筒深度、施工单位管理水平以及操作水平高低进行配套设备选择。配套设备应能满足工程及水文地质条件、作业方式和施工工艺等方面的要求,同时保证各配套设备性能稳定、可靠、易损件少、配件易补充、使用安全,配套设备布置和操作时互不干扰,生产能力相互匹配,发挥其综合效能。在施工机械化配套时应注意以下几方面的匹配:1)钻眼深度与掘进段高的匹配;2)一次爆破岩石量与装岩能力的匹配;3)提升能力与装岩能力的匹配;4)吊桶容积与抓斗容积的匹配;5)井筒砌壁与掘进速度匹配。

2 深孔光面爆破

2.1 掏槽方式及其爆破参数

立井掘进深孔爆破的掏槽形式分两大类:斜眼锥形掏槽和直眼筒形掏槽,前者由于孔底相距较近,装药相对集中,单位体积岩石获得的爆破能量大,利于克服底部岩石夹制作用,因此可以取得较好的掏槽效果,但由于破碎岩块抛掷过高,易崩坏井内凿井设备且掏槽孔的角度也不易掌握使其应用受到限制后者能克服上述缺点,掏槽效果也较为理想。在直眼筒形掏槽中,用的较多的是两阶复式筒形掏槽,即两阶槽孔同深和两阶槽孔不同深两种直眼掏槽方式。研究表明,在以掏槽深度、槽腔体积、破碎块度等作为主要衡量指标时,两阶槽孔同深掏槽爆破效果较好[2]。新集矿副井井筒施工期间采用深孔两阶同深直眼掏槽,效果良好。无论是砂岩还是泥岩,炮眼利用率基本都在90%以上,平均达95.3%,较以前提高了10.3%,降低了成井成本,加快了掘进速度[3]。

立井掘进深孔爆破另一种较为有效的掏槽方式是分段直眼掏槽,该掏槽方式适用于坚硬岩石。分段直眼掏槽意味将掏槽炮孔上下两分段,分别装药,中间炮泥相隔,顺序微差起爆,使下分段装药能充分利用上分段装药爆后形成的新自由面和岩体内纵横交错的爆生裂隙及残余爆炸应力场来增加岩石的破碎,改善岩石爆破块度,以获得较大和较深的槽腔。该掏槽方式在新集矿西井井筒的片麻岩掘进爆破时采用了分段直眼掏槽,结果表明:其炮眼利用率的平均值达91.4%[4]。

立井深孔直眼掏槽炮孔布置参数目前尚没有非常适宜的理论确定方法,我们认为:掏槽爆破(特别是深孔直眼掏槽)是在只有一个自由面的条件下实施的,它主要是利用爆破后岩石内的破碎破裂作用,即保证槽腔内岩石充分破坏。因此,第一阶槽孔应布置在爆破破裂区内。根据多年的立井施工经验,第一阶掏槽眼圈径为1.4 m～1.6 m,布置6个炮眼,装药系数为0.6～0.7,可获得较好的掏槽爆破效果[3]。

2.2 周边眼光面爆破参数

较好的光面爆破效果是保证井筒成型规整,减少周边围岩破坏的关键,井筒掘进应采取周边眼光面爆破技术。光面爆破参数主要包括眼间距、光爆层厚度及单孔装药量。在以往的立井爆破掘进中,周边眼间距取值较小,装药量较大,它不仅使钻眼时间增长,而且还严重影响光面爆破质量。根据我们在安徽、山东、河南、江苏以及华北等地的施工经验,周边眼间距可增大到600 mm～700 mm,光面爆破炮孔密集系数的取值为m=0.8～1.0,即光爆层厚度为600 mm～650 mm,炮孔装药集中度为150 g/m～350 g/m。在实施光面爆破时,周边孔应布置在井筒掘进断面轮廓线上,孔底落在轮廓线以外50 mm～100 mm,炮孔相互平行,深度一致。

2.3 周边眼装药结构

若采用普通的装药结构,周边炮孔药量少且集中在孔底,爆后常出现上部欠挖、下部超挖的坏现象,严重地影响了井筒的周边成型质量和掘进施工速度。为求好的光爆效果,应改进装药结构,较合理的光爆装药结构形式为径向间隙不耦合和轴向不耦合装药。从20世纪90年代开始,在立井掘进爆破中,普遍采用径向间隙不耦合和轴向不耦合装药,这种装药结构不仅能获得较好的爆破效果,而且操作简单。

3 砌壁

砌壁工序是井筒掘进的主要工序之一它所占循环时间仅次于出矸和钻眼时间,是井筒掘砌的第三大工序,因此砌壁速度也直接影响着井筒的施工速度。选择合理的搅拌站位置、先进的搅拌设备以及混凝土输送方式对缩短砌壁时间,加快井筒施工速度十分有利。目前井筒掘进超过100 m/月的搅拌站位置均布置在井口附近,配备机械化输料设备和自动化的称量仪器以及大型强制搅拌机,搅拌好的混凝土直接放入溜槽进入输料管到工作面,不仅使三大材料运输和混凝土运输加快,配料精度提高,操作简单,使用可靠,而且混凝土配合比根据工程要求可任意调整,使配料过程由电脑实现自动化控制,从而提高砌壁速度,缩短砌壁时间。

4 施工组织管理

矿井建设是一项复杂的系统工程,环节多、工序复杂多变,要求各工种之间密切配合,才能有效地完成各项任务。为此必须充分发挥人的主观能动性和创造性,发挥其最大潜能。

项目经理部在开始组建时就应十分注重人员的选聘,安排责任心强、技术水平高、思想作风过硬的人担任各部门领导,组成精干的管理机构;工人做到一专多能,优化工种的配备。如立井施工中,抓岩机司机、伞钻司机、水泵工等工种除做好自己的本职工作外,还要负责所使用设备的日常维修和保养。实行以岗定人,使每个员工基本满负荷,保证工作有条不紊,忙而不乱。

分配上打破工资制,实行效益工资,多劳多得,充分调动员工的积极性。

通过对劳动力资源的合理配置和动态管理,优化了劳动组织,精简了施工队伍,提高了劳动生产率,为快速优质施工创造了条件。

5 结语

1)大型机械化配套成井速度快,效率高,工人劳动强度低,立井施工中应优先采用。2)立井掘进深孔爆破技术因其能增加循环进尺、相对减少辅助作业时间,并能更大程度地发挥大型凿井设备的生产能力,故其应用前景广阔。3)在施工中采用一定的激励机制以充分调动工人的能动性、创造性,也是快速施工必不可少的环节。

通过施工机械化配套方案优化、实行中深孔光面爆破和严格的施工组织管理等措施,在正常施工条件下,立井掘进速度平均超过月

摘要：重点介绍了立井快速施工的机械化配套原则、中深爆破掏槽方式及其参数的选择、光面爆破参数的确定、混凝土搅拌方式及输料方法和加强施工组织管理等措施,通过这些关键技术在工程实践中应用获得了较快的施工速度,从而缩短建井工期,节约工程成本。

关键词：立井井筒,机械化配套,中深孔爆破,施工组织管理

参考文献

[1]马龙.提高立井井筒施工单进水平的有效途径[J].能源技术与管理,2005(5):20-22.

[2]傅菊根,宗琦.立井深孔掏槽爆破方式模拟试验.矿山建设理论与实践[M].徐州:中国矿业大学出版社,1994:7.

[3]傅菊根,宗琦,曹光保,等.立井深孔爆破参数设计[J].淮南矿业学院学报,1995(1):90-92.

泊里煤矿副立井施工技术 篇8

泊里矿井为阳泉煤业集团一大型矿井, 副井采用立井开拓, 副立井井筒净径10.200 m, 井口地坪标高+1 320.700 m, 预留临时锁口5 m, 井深675 m (净、不含锅底厚度) 。采用普通法施工, 风化层钢筋段67m, 支护厚度1 000 mm, 采用钢筋砼支护, 混凝土强度等级C45;基岩段支护厚度750 mm, 砼强度等级C40, 采用素砼支护。

1 施工机械化设备

根据泊里矿井的地质特点, 结合矿井的机械设备配套情况, 在保证施工安全高速的前提下选择如下机械化设备[1], 见表1。

2 施工工艺

本井基岩段施工采用综合机械化配套结合中深孔大直径爆破作业。

2.1 钻眼爆破

采用国产XFJD-6.11型伞钻凿岩, 中深孔光面光底爆破, B32 mm中空六角钢成品钎杆, Φ52 mm十字形钻头, 水胶炸药, 药卷规格为Φ45 mm×500 mm, 周边眼选用Φ35 mm×500 mm, 井筒揭煤时改用3#煤矿许用炸药。

2.2 装岩与排矸

装岩时使用2台HZ-6抓岩机, 装岩时应保证抓岩机装岩的连续性, 充分发挥抓岩机的装岩能力, 尽可能减少提升中的休止时间。

2.3 井壁支护

表土段和基岩段永久支护形式设计为素砼和钢筋砼支护, 支护厚度为750 mm、100 mm。砼强度C40、C45。支护时掘砌紧密配合, 砌壁时采用移动式整体金属液压伸缩模板。

3 辅助系统

3.1 排水

吊盘上布置2台DC50-80×10卧泵, 一台运转, 另一台备用。排水能力为50 m3/h, 扬程800 m, 电机功率275 k W。凿井期间采用二级排水, 即井底工作面—吊盘—地面。排水管路采用1趟Φ108 mm无缝钢管, 采用1台2JZ-16/800A型凿井绞车悬吊。工作面至吊盘水箱采用潜水泵, 通过2′胶管排水。

3.2 压风

井筒施工期间, 建副、回风井共用临时压风机房。压风机房内布置2台60 m3/min、2台40 m3/min、1台20m3/min。供风能力220 m3/min, 井筒通过1趟Φ159 mm钢管 (80 m) 和PVC管向井下供风, 井口附近设油水分离器和压风冷凝器。选用一趟Φ57 mm×4 mm无缝钢管由地面向井下供水, 与压风管共用1台稳车悬吊, 为保证向工作面稳压供水, 在管路底部安设减压阀。

3.3 通风

选用4台2×45 k W对旋式风机, 两台运转、另两台备用, 风机实现自动切换。井筒内布置二趟Φ1 000mm强力胶质风筒, 在井壁每50 m处安装一组锚栓 (Φ38 mm圆钢) 进行风筒的固定、悬吊。采用向井下压入式通风方式。

3.4 动力照明

井筒内布置1趟MY3×35 mm2+1×10 mm2型电缆作为施工动力、照明电源, 电缆附在中转绳上。为保证工作面有足够的照明度, 采用南京煤研所研制的DS-ZJD250新型煤矿立井专用照明灯, 吊盘上层盘2盏, 下层盘3盏。井口采用防爆白炽灯照明, 工作面及吊盘上每班另配备5盏~10盏矿灯供突然停电或装药时用。

3.5 排水系统

凿井期间采用二级排水, 即井底工作面—吊盘—地面。吊盘上布置2台DC50-80 m×10型高扬程卧泵, 一台运转, 另一台备用。排水能力为50 m3/h, 排水扬高800 m, 电机功率275 k W。排水管路采用1趟Φ108mm无缝钢管, 采用1台2JZ-16/800A型凿井绞车悬吊。工作面至吊盘水箱采用潜水泵, 通过2′胶管排水。

3.6 通讯信号

凿井期间, 井筒内悬吊2趟MY3×10 mm2+1×6mm2型电缆作为井上下信号联系, 电缆分别附在吊盘绳上。井上下联系方式为:井口信号房、井底和吊盘, 在每趟信号电缆上都单独设打点器将信号互相传送, 同时以声光显示。吊盘至井底采用气喇叭传递信号。井上下配备2台防爆对讲机, 便于放炮后下人时联系。

4 快速施工技术

4.1 正规循环作业

为保证快速施工, 开展正规循环作业[2]。循环作业表见表2。

4.2 采用混凝土皮带运输机

本井使用皮带运输机下灰, 在井口安置2台皮带运输机, 使用皮带运输机将混凝土运送到灰灌中, 较传统工艺少了挂灌、推灌、摘灌的步骤, 减少人力投入, 降低了施工风险, 提高了效率。

4.3 优化爆破参数

井筒基岩段所穿过岩性以泥岩、砂岩为主, 编制了一套爆破图表, 施工中岩石硬度发生变化时, 现场根据实际情况进行调整, 以达到最优爆破效果。根据现场地质情况, 在岩性较硬的施工段, 为保证爆破效果, 炮眼圈数由原来的6圈增加为7圈。爆破时采用光面爆破, 以保证爆破质量。

4.4 完善施工管理

对施工的各个程序责任到人, 根据施工需要完善各个工序的人员分配, 同时保证施工人员的技术水平。施工过程中各个工序搞好调度平衡和工序衔接, 提早解决薄弱环节, 保证按期完成施工。

5 施工效果

合同施工工期共282 d, 实际施工工期248 d, 比合同工期提前34 d。在采取各项施工措施后, 井筒掘砌的速度得到明显提升。在同等条件下, 施工速度明显领先于同行业, 为深井开拓积累了宝贵施工经验。

6 结语

在认真分析井筒掘砌工程施工有关图纸等资料的基础上, 根据工程设计特点, 结合自身施工装备和技术能力, 编制了此项工程的施工技术方案, 选用了行之有效的设备和先进可靠的施工技术、施工工艺, 为同类条件下施工积累了经验。

参考文献

[1]路耀华, 崔增祁.中国煤矿建井技术[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1995.

立井施工 篇9

立井凿井施工过程中,井筒中需要布置吊盘、抓岩机、吊泵、滑模、风筒、排水管等设备,在地面需要配置20余套稳车悬吊,稳车群控制流程复杂,操作稍有不当就可能造成严重事故[1,2,3,4]。其中最严重的是钢丝绳断裂和吊盘倾斜,一旦发生将导致严重的生产事故,造成财产损失和人身伤亡。另外,凿井平台吊盘位置不能准确控制,容易导致设备被淹、爆破安全距离过小、吊桶不能正常运行、吊具刮蹭、频繁调平等问题,影响施工进度。

目前,中国在立井施工提升装置安全监控领域尚没有成熟产品,大部分仍采用传统的继电器加接触器控制模式,部分系统采用PLC进行简单控制,主要完成稳车的启停和少量设备的集中控制[5,6,7]。对稳车运行过程中可能出现的单机过载、钢丝绳张力超限、吊具卡挂、吊具不平衡等问题没有进行有效监控。施工过程中出现的问题和故障基本靠工作人员的经验进行判断,可靠性、安全性和实时性不高,无法满足现代化立井施工要求。随着国家对安全生产的重视,矿井施工建设单位对立井施工提升装置的安全监控需求迫切[8,9,10]。

通过现场调研和技术研究,本文提出了一种立井施工提升装置安全监控系统的实现方案,重点阐述系统组成设计、关键技术实现和系统功能。

1 系统组成

立井施工现场环境恶劣,存在瓦斯、炸药、淋水、振动、场合杂乱等不利因素,对系统技术要求高于煤矿常规监控系统,尤其在设备防护、信号传输、可靠性、维护性等方面要求更高。系统基于传感、通信、PLC控制和计算机等技术综合实现,根据现场环境条件和功能需求,主要设备有信号检测传感器、数据采集分站、供电驱动设备、就地控制箱、集中操作台和监控平台等。系统组成如图1所示。

1.1 信号检测传感器

系统主要监测信号有吊盘倾角、吊盘位置、钢丝绳张力、钢丝绳速度等,选用传感器及其技术要求见表1。现场需要布置多套传感器,各类传感器布置位置:倾角传感器安装在下层吊盘正面,物位传感器位于下层吊盘底面,张力传感器安装在各悬吊钢丝绳与设备结合处,速度传感器安装在井架天轮处。各种传感器实时检测设备状态,为系统实现监控和保护提供基础数据。

图1 系统组成

表1 系统选用传感器及其技术要求

1.2 数据采集分站

数据采集分站主要实现传感器模拟信号采集和数据传输功能。在井下吊盘和地面井架上各设置1台。井下分站将传感器模拟信号转换成数字信号,发送至地面分站,再通过RS485总线传输给集中操作台,同时将井下视频信号转换成VDSL信号传输到地面分站,由地面分站再转换成以太网信号传输到监控计算机(工控机)。地面分站将传感器模拟信号转换成数字信号,通过RS485总线传输给集中操作台,同时将井架上的视频信号转换成以太网信号传输到监控计算机。

1.3 供电驱动设备

立井施工现场供电设备多、布置分散,不利于搬运、安装和维护。系统供电驱动设备采用一体化集成的箱式结构设计,可实现整体搬运和车载运输,减少占地面积,方便使用。

供电驱动设备为稳车群供电中心,内部主要设有控制器、温湿度调节器、接触器、断路器、变频器等。控制器实现供电参数、设备状态采集和对电器部件的控制功能。变频器为主要稳车电动机驱动,实现软启、软停和速度调节。

1.4 集中操作台

集中操作台是整个系统的控制中心,实现系统状态数据的采集和工艺流程控制。操作台核心采用S7-300PLC双冗余设计,同时配置操作按键、指示灯和嵌入式工控机,实现一体化操作。

操作台上可根据不同的控制要求选择联动/自动/手动、就地/远程等操作模式。联动实现吊盘、吊模等多台稳车的一键控制功能;程序化自动实现吊盘的一键自动运行,系统自动控制各吊盘稳车同步运行,运行过程中根据吊盘位置和倾斜度自动调整各稳车运行速度,实现吊盘的自动调平;手动可对每台稳车实现单独控制。

1.5 系统监控平台

系统监控平台由工控机和监控软件组成,主要实现系统配置、控制工艺流程组态、数据记录、视频记录、设备管理、施工管理、数据远传等功能。其中系统配置可根据凿井设备的数量进行自由组态,满足不同规模凿井系统的可重复使用要求。

系统监控平台可显示稳车的电源状态、启停状态、故障状态、吊盘运行速度、吊盘当前所处位置、吊盘倾斜角度、各钢丝绳张力、各稳车电压与电流等,并模拟吊盘运行状态,如图2所示。

2 系统关键技术

2.1 钢丝绳过载监测和保护技术

立井施工过程中,吊盘倾斜造成钢丝绳受力不均、卡盘、钢丝绳老化断丝等现象,都可能造成钢丝绳过载断绳,引起严重事故。钢丝绳过载监测和保护功能能够实时检测钢丝绳受力状态,进行相应的告警和保护,防止断绳现象的发生。

系统采用钢丝绳张力检测、钢丝绳拉力预控、电动机电流检测及相关控制算法,实现钢丝绳过载监测和保护功能。在钢丝绳与设备连接处安装卡装式矿用张力传感器,实时测量每条钢丝绳的张力;同时,变频器能够实时反馈电动机的输出力矩和电流信号;PLC综合钢丝绳拉力、电动机输出力矩、电动机电流以及吊盘平衡度、吊盘运行速度等反馈值,对钢丝绳过载趋势以及可能造成的断绳原因进行分析和告警,及时采取措施,控制绞车停车抱闸,并提示现场工作人员进行处理。

图2 吊盘运行状态模拟界面

2.2 吊盘自动同步运行与调平技术

吊盘的钢丝绳性能不同以及4台稳车的运行速度存在差异,都会导致吊盘在运行过程中不平衡,发生倾斜,导致钢丝绳张力分布不均。倾斜的吊盘危及作业人员人身安全,同时影响到钢丝绳的整体使用寿命,也会产生安全隐患。

吊盘自动同步运行与调平功能采用变频控制、传感、PLC控制技术,实现吊盘钢丝绳的自动同步运行,保证吊盘在安全的平衡度范围内运行,减少调盘时间,提高立井施工效率和安全水平。PLC控制各吊盘稳车以同一速度同步运行,钢丝绳速度传感器实时检测各稳车对应的钢丝绳运行速度,实现稳车速度的闭环控制。在吊盘下放或提升过程中,系统实时检测各钢丝绳移动速度、移动距离、张力信号、倾角信号,通过算法计算出每根钢丝绳对应的移动速度,控制变频器对钢丝绳进行微调,实现吊盘稳车的同步运行。

2.3 吊盘定位与立井施工进度辅助管理技术

在立井施工过程中,吊盘定位对施工安全和施工进度的管理具有重要意义。吊盘过度下放可能会导致设备被淹、爆破距离过小等问题,通过吊盘定位测距可对立井施工的掘进深度、掘进速度进行统计,以及对各施工工序进行设定和提示。

吊盘定位通过安装在吊盘绳上的速度传感器和安装在吊盘底部的物位传感器来实现。速度检测装置通过测量钢丝绳的移动距离来对吊盘进行定位;物位传感器用来检测吊盘到井底工作面的距离,防止吊盘过度下放。在集中操作台的显示屏上实现探空、探水、探瓦斯等施工工序的位置设定,吊盘到达指定位置后系统自动提示,保证各施工工序有序进行,提高立井施工的智能化管理水平。

2.4 吊盘作业平台视频监视和信号传输技术

立井施工时,井上稳车操作人员与井下施工人员仅通过信号打点进行信息联络,稳车操作人员无法获得井下施工人员、设备、工序状态信息,操作不便。通过增加吊盘作业平台视频监视,实现吊盘作业平台的视频监控,稳车操作人员可全面掌握井下施工状况,增强操作安全性和实时性。

根据施工工艺要求,信号传输线缆需固定在稳车钢丝绳上,随着施工过程进行收放,不宜采用光缆和无线传输。系统采用铠装屏蔽电缆传输信号。通过井上和井下2台数据采集分站建立2条传输通道:一条为RS485总线,为监控数据传输使用;另一条为VDSL宽带,为视频传输使用。

3 系统主要功能

立井施工提升装置安全监控系统着眼于施工安全和施工效率2个方面,解决目前立井施工过程中存在的主要问题。系统除具备监控系统常规功能外,还针对立井施工提升装置的特殊工况,设计了如下特有功能。

(1)就地/远控模式选择、联动/自动/手动模式选择、变频稳车的工频/变频模式选择等控制模式。

(2)稳车的启动、停止、上拉/下放控制,以及吊盘稳车的调速控制,具备稳车的一键自动同步运行和每台稳车单独控制功能。

(3)稳车在紧急情况下一键断电抱闸的安全停车功能。

(4)吊盘稳车的同步运行、自动调平、自动定位。

(5)钢丝绳的过载保护和拉力预警。

(6)立井施工进程管理。记录立井施工凿井进度并生成报表;在人机界面上设置立井施工探水、探瓦斯等关键点,实现关键点前的预警。

(7)司机身份识别和权限管理。

(8)视频显示。对井下吊盘、工作面以及井口、稳车群进行视频监视。

(9)系统状态显示。显示稳车的电源状态、启停状态、故障状态、吊盘运行速度、吊盘当前所处位置、吊盘倾斜角度、各钢丝绳张力、各稳车电压/电流等。

4 结语

通过对立井施工现场的需求分析和控制工艺的研究,提出立井施工提升装置安全监控系统的实现方案。该系统不仅解决了立井施工提升装置的集控问题,还具备提升装置施工过程中主要故障的监测和保护功能,同时实现了与施工工艺和施工管理相结合,具备较高的智能化和自动化水平。

本文主要针对提升装置的监控展开研究,通过对该系统的实施和完善,后续还将融合通风、排水设备监控,以达到更好的应用效果。

摘要：针对目前立井施工中的悬吊提升装置依靠工人经验操作,监测信息不全面,易出现吊盘倾斜、吊模卡挂、稳车断绳等事故的问题,提出了一种立井施工提升装置安全监控系统实现方案,主要介绍了该系统的组成及关键技术。该系统实现了立井施工提升装置的集中控制、主要故障监测和保护以及施工管理功能。

关键词：立井施工,提升装置,安全监控,故障监测,故障保护

参考文献

[1]张传余,唐燕林,鲍胜芳.超大超深立井施工设备选型及布置[J].采矿技术,2013(6):102-105.

[2]谢芝明.立井多台稳车同步集中控制技术及其应用[J].建井技术,2006,27(4):33-35.

[3]岳振永.稳车集中控制在立井井筒施工中的应用[J].内江科技,2010(4):91.

[4]马运祥.贵州站街煤矿副井凿井施工稳车集控的研制与应用[J].煤炭技术,2009,28(7):131.

[5]杨国祥,李明,陈保淦,等.立井稳车集中控制系统应用比较[J].建井技术,2010,31(3):30-32.

[6]董德明,蔡俊伟.立井施工PLC信号系统研制与应用[J].中国煤炭工业,2009(8):50-51.

[7]司红祥,胡晓旭,李瑶.PLC技术在凿井绞车集中控制中的应用与研究[J].现代企业教育,2009(24):148.

[8]沈慰安,梁恒昌,赵光思.超深立井安全高效施工信息化监测监控[J].中国工程科学,2012,14(2):45-48.

[9]龚炳江,李晓岭,江慧霞.立井施工方案决策支持系统研究[J].煤矿安全,2012,43(11):98-100.

立井施工 篇10

1 井筒冻结深度

立井井筒冻结深度应根据地层赋存条件、含水层位置、井筒掘砌深度及终止岩层层位确定, 在深入稳定的不透水基岩10m以上, 当基岩段涌水量较大时, 必须延长冻结深度, 井口标高+1339.5m, 落底标高为+780m, 井深588m, 冻结到直罗组, 深度为507m。

2 井壁分段选择

适当对井筒深度不同选择不同的井壁分段, 不仅可以节省经济更能加快施工进度。井壁分段处需选择在岩层力学性质相对完整或者不透水岩层的位置。这样可以减少井筒井壁应力集中的问题, 并降低井筒井壁解冻后涌水从变断面处透入井筒的问题。依据往常设计经验, 一般将井壁每150m左右分为一段, 分段处的上、下井壁总厚度之差控制在300mm为宜。本井筒冻结深度为507m, 分上下两端冻结, 上段0~-155m, 中段-155~-345m, 下段-345~-507m;冻结段以下为普通法施工, 鉴于冻结段与普通法施工段井壁相差太大, 中间增加10m (即-507~-517m) 过渡段。

3 冻结井壁结构设计

3.1 冻结段外层井壁厚计算

外层井壁主要承受冻结压力, 其主要由土层的原始应力、土层中水结冰时体积膨胀、黏土吸湿后体积膨胀以及冻土的蠕变等多种因素造成。不同矿区、同样深度的土层冻结压力会存在一定的差别。就目前我国采用冻结法施工的井筒来看, 井筒在施工过程中井壁破坏往往是由于对冻结压力估计不足而造成的。

表土段冻结压力:Pd=KtKd (1.38lg H-1.26)

式中:Pd—井筒冻结压力, MPa;Kt—温度影响系数, 取1.0;Kd—土性影响系数, 取1.15;H—计算处深度49, m。

按外壁承受冻结压力设计外壁厚度

另外层井壁满足厚壁圆筒理论 (t<r/10, t为井壁厚度, r为井筒半径) 的构造厚度。

3.2 冻结段内层井壁厚计算

双层井壁结构形式的井筒内层井壁主要承担静水压力荷载, 壁厚按承受静水压力的能力计算, 全井筒按水土压力校核并考虑负摩擦力作用。井筒冻结论证会议内容确定静水压力从地表算起, 静水压力荷载系数νk=1.4。

(1) 0~-155m段内层井壁的计算

钢筋与混凝土综合强度设计值:fcz=fc+μminfy=20.6N/mm2

式中:fcz—钢筋混凝土当量强度, N/mm2;fc—C40混凝土轴心抗压强度设计值, fc=19.1N/mm2;fd—井壁材料强度设计值, N/mm2;—最小含钢率;;fy—钢筋强度设计值, fy=300N/mm2。

此段静水压力P水=K (H1-H2)

H1—计算处深度155, m;H2—含水层地下静水水位埋深0, m (从地表算) ;K—地压系数, 在此按1.0考虑。P水=1.0×1.55=1.55MPa

取600mm;

式中:r—井筒净半径, mm;h1—内层井壁厚度, mm;νk—设计荷载系数, 此处νk=1.4P水—作用于井壁内表面的水压力, MPa;

(2) -155~-345m段内层井壁厚计算

钢筋与混凝土综合强度设计值:fcz=fc+μminfy=29.0N/mm2, 此段静水压力fd=0.9 fcz=26.1 N/mm2取1000mm;

(3) -345~-507m段内层井壁厚计算

钢筋与混凝土综合强度设计值:fcz=fc+μminfy=29.0N/mm2, 此段静水压力fd=0.9 fcz=26.1 N/mm2

4 壁基、壁座结构设计

冻结井筒壁座是一个整体, 用内外层整体浇筑内层井壁和外层井壁的收台作为壁座, 壁基分内外井壁分开施工, 其位置的选择按“壁座必须设置在坚硬稳定岩层中, 避免设置在破碎带和断层附近及尽可能设置在基岩浅部”的原则, 根据该副立井井检孔资料, 确定将壁座设置在垂深497m处。

4.1 壁基高度计算

壁基高度按下式计算:

式中Hb—壁基高度 (m) ;G—壁基以上井筒内、外壁的计算重量 (MN) ;Nf—壁基以上井筒所受到的竖向附加力计算值 (MN) , 取50;r—井筒内半径 (m) ;Rwn—外壁内半径 (m) ;Rww—外井壁 (壁基) 外半径 (m) Rjw—基岩段井壁外半径 (m) ;G1—壁基下部围岩容许压应力 (MPa) , 取2.5;σn—壁基外缘与围岩的黏结强度 (MPa) , 取1.5。

壁基高度不应小于10m, 取15m。

4.2 壁座高度计算

(1) 壁座的结构和高度应根据围岩强度、壁座所承受的荷载、井壁结构形式等经计算确定。

(2) 壁座厚度不应小于内、外层井壁厚度之和, 设计取值为井筒内、外层井壁厚度之和, 即1100mm;其高度按下式计算, 但不应小于10m。

式中:hb—内外井壁整体浇筑段高度 (m) ;Gn—整体浇筑段以上井筒内井壁的计算重量 (MN) ;rnw—内井壁外半径 (m) ;[fj]—混凝土容许抗剪强度 (MN/m2) 。

5泡沫板、塑料夹层的敷设

为保证井筒内外井壁结构完整, 在表土段地层的外层井壁与内层井壁 (冻结井壁) 间铺设聚苯乙烯泡沫塑料板, 可有效防止膨胀性土层迅速增长的初期冻结压力对井筒井壁的破坏, 起到缓卸压力的作用。设计上段表土段冻结壁外设50mm厚聚苯乙烯泡沫塑料板, 表土段深40m;在内、外层井壁之间铺设塑料夹层, 可使井筒内、外层井壁较为自由地做相对位移, 避免因温差过大而产生温度应力并拉裂井壁。设计全冻结段内外壁之间设双层1.5mm厚聚乙烯塑料板夹层。

6 井壁间、壁后注浆及配筋

应在内壁套壁结束后冻土解冻初期即进行壁内注浆, 对井筒外壁后的裂隙注浆封堵, 提高井筒外部岩层的整体强度。冻结井筒内壁套壁结束后, 内、外层井壁壁间处于正温状态, 实施塑料夹层壁间注浆, 充填井壁间隙、裂缝, 防止冻结壁解冻后含水层涌水进入塑料夹层壁间, 降低壁间静水压力, 减少内壁承载力。

钢筋混凝土井壁配筋, 全截面配筋率不应小于0.4%, 当混凝土强度等级为C60时, 配筋率不应小于0.5%, 截面单层配筋率不应小于0.2%, 内外井壁配筋强度设计值为300MPa, Ⅱ级钢筋。

7 结语

在招贤煤矿副立井井筒井壁结构设计过程中, 通过严谨的计算校核, 考虑了各种措施对冻结井筒井壁的辅助作用, 并依据传统经验验证, 科学的确定了冻结法井筒施工所需要的参数, 最终保证了冻结井筒井壁结构设计的正确性和合理性, 为井筒安全施工打下坚实的基础, 并对相同地质条件及矿区周边矿井提供较为可靠的依据。

摘要：招贤煤矿副立井井筒采用双层井壁支护形式、冻结法施工, 本文对冻结法中各参数的选择进行了详细的分析与计算, 确保冻法结法施工的各项参数定位准确, 并描述了冻结井壁其他辅助措施, 使施工单位能更好地进行井筒施工组织设计, 为招贤煤矿副立井安全按期到达底部起到了重要作用。

关键词：冻结法,多含水层,内外层井壁

参考文献

[1]张荣立, 等.采矿工程设计手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2003.

[2]崔云龙.简明建井工程手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2003.

立井提升机基础的设计与探讨 篇11

关键词：立井提升机房 基础设计 独立基础

1 概述

提升机房是矿山生产系统的重要组成部分，而提升机是最常用的垂直提升设备。随着矿山生产能力的提高，以往仅靠基础自重就能满足结构承载力、稳定性要求，而现在钢绳提升的拉力越来越大，提升方式也从单绳提升转变为多绳式提升，传递给基础的拉力也越来越大，就需要扩大基础的配重，在一些地质条件、场地受限的情况下还需要采用抗拔桩、增加抗滑移键等方式。因此，对提升机基础的设计要求也在提高。

2 受力分析

提升机房的设计必须考虑与提升井架、提升井口之间的关系，三者的立面关系见图１。

图1提升机房关系图

2.1 提升机钢绳拉力标准值的确定

提升机钢绳的拉力与井架中的钢绳荷载，形成力的平衡系统，可由此确定该值。计算时一般考虑以下两种条件：

①正常工作荷载：

根据矿山井架设计规范《GB 50385-2006》中第4.1.3条，可分为箕斗或罐笼上提时、箕斗下放时、罐笼下放时三种情况，选择最不利情况（箕斗或罐笼上提时）进行计算；

②上天轮破断时荷载：

根据规范第4.1.4规定，对于单绳提升：一根为断绳荷载，另一根为两倍工作荷载；对于多绳提升：一侧为所有钢绳的断绳荷载，另一侧为所有钢绳的0.33倍断绳荷载。由于断绳时，钢绳破断力远远大于正常工作荷载时的拉力，可直接采用破断时荷载进行基础计算。

2.2 计算所需参数

基础受力分析图详见图2。F为破断力，根据上述不同提升情况取值。其中Fy=F·sina，Fx=F·cosa，h为破断力作用点到基础底面的距离，G1为基础自重，G2为设备自重，X1、X2分别为基础、设备重心所在轴至基础转动轴的距离。a为钢绳倾角。由于基础本身一般是大体积混凝土，可视为刚体，各部分之间没有变形，所以一般不做强度计算，只需要做稳定性验算。

3 基础设计计算

3.1 地基承载力的计算

根据偏心荷载下基底边缘最大压力公式，计算基底压力。

pk≤fa

pmax=■≤1.2fa

式中fa为修正后的地基承载力特征值；S为合力作用点至具有最大压力的基地边缘的距离。一般来说，提升机基础配重较大，底面积较大，因此承载力容易满足。

3.2 抗倾覆稳定性验算

抗倾覆稳定性是指提升机基础在自重和外载荷作用下抵抗倾覆的能力。如图2所示，确定O点所在的轴为基础的转动轴。

抗倾覆安全系数k1=■=■

如果地基土比较软弱，在基础倾覆的同时，基础外边缘可能陷入土中，因而力矩中心O点会向内移动，抗倾覆安全系数Kt将会降低，故需要考虑地基土的压缩性。一般地基土压缩性较大的土体，需要进行地基处理，采用换填、强夯等方法，使得力矩中心点O符合计算假定，保证设计的准确性。

3.3 抗滑移稳定性验算

抗滑移稳定性是指基础克服基底土与基底面之间的摩擦力，而沿基底面滑动的能力。由图2可知，提升机基础的滑移力为破断力的水平分向力，抗滑移力为竖直方向的合力。

抗滑移安全系数ks=■

一般情况下，基础四周存在一些有利荷载。比如提升机基础四周回填土的摩擦力、固着作用，前面填土的被动土压力，提升机房刚性地面的作用等。由于这些有利荷载取值不易确定，一般作为安全储备，不进行计算。

3.4 安全系数的取值

安全系数的取值大小直接影响设计是否经济。《建筑地基基础设计规范GB 50007-2011》中对于挡土墙，抗滑移安全系数为1.3，抗倾覆安全系数为1.6；《钢筋混凝土筒仓设计规范GB 5077-2003》中规定抗倾覆安全系数为1.2；《公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007》中规定永久作用和汽车、人群的标准值效应组合下，抗倾覆系数为1.5，抗滑动系数为1.3，各种作用（不包括地震作用）的标准值效应组合下，抗倾覆系数为1.3，抗滑动系数为1.2。可以看出各规范在不同情况下取值不同。对于提升机基础安全系数的取值，不同于上述规范中正常荷载作用效应，断绳荷载属于偶然荷载，取值可以考虑适当降低，建议抗倾覆系数、抗滑移系数取值范围可以为1.1~1.3。一般来说，满足抗倾覆需要，也就能满足抗滑移要求。取值范围的调整，也适当考虑了提升机房刚性地面、基础四周回填土的有利作用，所以也是合理的、试用的。

4 基础设计注意事项

①在以前很多工程中，提升机基础为素混凝土结构，目前考虑到其表面抗裂、温度应力及基础抗拉等因素，应在基础表面、地面及四周壁上适度配筋。基础开孔尺寸大于600mm部位，应沿孔周围配置直径不小于12，间距不大于200的钢筋。提升机、减速机支座部位，受力非常大，容易产生应力集中现象，设计时需要注意，增加适当措施进行保护。

②设计中为了加大基础的配重，可以将电机、减速机、提升机的基础连成一体，并尽可能的让基础的重心与钢绳拉力的合力中心在一个轴线上，或调整基础平面使得偏心距较小，以最大效力发挥其作用，符合计算假定。

③基础若受到厂房基础的影响，平面尺寸不能放大时，可采用抗拔桩等措施，保证其稳定性。也可以根据情况做成平板基础，和厂房基础连为一体，增加其稳定性的同时，避免平面位置互相影响。

④基础持力土层可根据实际情况进行处理，可进行换填土层等地基处理，保证其不会发生不均匀沉降。换填可以选用摩擦力较大的砂石等，增加抗滑移能力。

⑤基础为大体积混凝土，浇筑时混凝土中的胶凝材料水化引起的温度变化和收缩，水化热会导致有害裂缝产生，可以在掺和料、配合比、外加剂及施工养护等方面采取措施减小温差。

⑥文中分析是以最基本的独立基础为模型分析，在实际情况中，平板基础等多适用于双层提升机房。因此，提升机房及附属辅助用房的设计与提升机基础有着紧密的联系，在基础平面布置中需要综合考虑，及时调整机房结构形式、提升机基础结构形式，达到最优的效果。

5 结语

提升机基础的设计，应当明确其受力分析，并进行设计简化。同时，安全系数如果直接引用其它规范的规定，可能过于保守，不够经济，因此，文中提出根据不同规范及提升机荷载情况，对安全系数适当调整，在设计中把握安全适用原则的同时考虑其经济性。

参考文献：

[1]王周慧.浅谈设计多绳摩擦式副立井提升机房[J].煤炭工程，2004(8).

[2]郑锡恩，刘洞理，王世华等.采矿设计手册:矿山机械卷[M].北京中国建筑工业出版社，1989:330.

[3]GB 50385-2006.矿山井架设计规范[S].北京：中国计划出版社，2006.

[4]GB 50007-2011.建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

endprint

摘要：随着矿山生产能力的提高，立井提升机房的设计要求也在不断提高。由于矿山行业暂无提升机房结构设计的标准，有关提升机基础的技术参数只能参考现有其他规范，某些参数取得过于保守，不够经济。本论文对立井提升机基础的设计方法，进行了简要阐述，可供设计参考。

关键词：立井提升机房 基础设计 独立基础

1 概述

提升机房是矿山生产系统的重要组成部分，而提升机是最常用的垂直提升设备。随着矿山生产能力的提高，以往仅靠基础自重就能满足结构承载力、稳定性要求，而现在钢绳提升的拉力越来越大，提升方式也从单绳提升转变为多绳式提升，传递给基础的拉力也越来越大，就需要扩大基础的配重，在一些地质条件、场地受限的情况下还需要采用抗拔桩、增加抗滑移键等方式。因此，对提升机基础的设计要求也在提高。

2 受力分析

提升机房的设计必须考虑与提升井架、提升井口之间的关系，三者的立面关系见图１。

图1提升机房关系图

2.1 提升机钢绳拉力标准值的确定

提升机钢绳的拉力与井架中的钢绳荷载，形成力的平衡系统，可由此确定该值。计算时一般考虑以下两种条件：

①正常工作荷载：

根据矿山井架设计规范《GB 50385-2006》中第4.1.3条，可分为箕斗或罐笼上提时、箕斗下放时、罐笼下放时三种情况，选择最不利情况（箕斗或罐笼上提时）进行计算；

②上天轮破断时荷载：

根据规范第4.1.4规定，对于单绳提升：一根为断绳荷载，另一根为两倍工作荷载；对于多绳提升：一侧为所有钢绳的断绳荷载，另一侧为所有钢绳的0.33倍断绳荷载。由于断绳时，钢绳破断力远远大于正常工作荷载时的拉力，可直接采用破断时荷载进行基础计算。

2.2 计算所需参数

基础受力分析图详见图2。F为破断力，根据上述不同提升情况取值。其中Fy=F·sina，Fx=F·cosa，h为破断力作用点到基础底面的距离，G1为基础自重，G2为设备自重，X1、X2分别为基础、设备重心所在轴至基础转动轴的距离。a为钢绳倾角。由于基础本身一般是大体积混凝土，可视为刚体，各部分之间没有变形，所以一般不做强度计算，只需要做稳定性验算。

3 基础设计计算

3.1 地基承载力的计算

根据偏心荷载下基底边缘最大压力公式，计算基底压力。

pk≤fa

pmax=■≤1.2fa

式中fa为修正后的地基承载力特征值；S为合力作用点至具有最大压力的基地边缘的距离。一般来说，提升机基础配重较大，底面积较大，因此承载力容易满足。

3.2 抗倾覆稳定性验算

抗倾覆稳定性是指提升机基础在自重和外载荷作用下抵抗倾覆的能力。如图2所示，确定O点所在的轴为基础的转动轴。

抗倾覆安全系数k1=■=■

如果地基土比较软弱，在基础倾覆的同时，基础外边缘可能陷入土中，因而力矩中心O点会向内移动，抗倾覆安全系数Kt将会降低，故需要考虑地基土的压缩性。一般地基土压缩性较大的土体，需要进行地基处理，采用换填、强夯等方法，使得力矩中心点O符合计算假定，保证设计的准确性。

3.3 抗滑移稳定性验算

抗滑移稳定性是指基础克服基底土与基底面之间的摩擦力，而沿基底面滑动的能力。由图2可知，提升机基础的滑移力为破断力的水平分向力，抗滑移力为竖直方向的合力。

抗滑移安全系数ks=■

一般情况下，基础四周存在一些有利荷载。比如提升机基础四周回填土的摩擦力、固着作用，前面填土的被动土压力，提升机房刚性地面的作用等。由于这些有利荷载取值不易确定，一般作为安全储备，不进行计算。

3.4 安全系数的取值

安全系数的取值大小直接影响设计是否经济。《建筑地基基础设计规范GB 50007-2011》中对于挡土墙，抗滑移安全系数为1.3，抗倾覆安全系数为1.6；《钢筋混凝土筒仓设计规范GB 5077-2003》中规定抗倾覆安全系数为1.2；《公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007》中规定永久作用和汽车、人群的标准值效应组合下，抗倾覆系数为1.5，抗滑动系数为1.3，各种作用（不包括地震作用）的标准值效应组合下，抗倾覆系数为1.3，抗滑动系数为1.2。可以看出各规范在不同情况下取值不同。对于提升机基础安全系数的取值，不同于上述规范中正常荷载作用效应，断绳荷载属于偶然荷载，取值可以考虑适当降低，建议抗倾覆系数、抗滑移系数取值范围可以为1.1~1.3。一般来说，满足抗倾覆需要，也就能满足抗滑移要求。取值范围的调整，也适当考虑了提升机房刚性地面、基础四周回填土的有利作用，所以也是合理的、试用的。

4 基础设计注意事项

①在以前很多工程中，提升机基础为素混凝土结构，目前考虑到其表面抗裂、温度应力及基础抗拉等因素，应在基础表面、地面及四周壁上适度配筋。基础开孔尺寸大于600mm部位，应沿孔周围配置直径不小于12，间距不大于200的钢筋。提升机、减速机支座部位，受力非常大，容易产生应力集中现象，设计时需要注意，增加适当措施进行保护。

②设计中为了加大基础的配重，可以将电机、减速机、提升机的基础连成一体，并尽可能的让基础的重心与钢绳拉力的合力中心在一个轴线上，或调整基础平面使得偏心距较小，以最大效力发挥其作用，符合计算假定。

③基础若受到厂房基础的影响，平面尺寸不能放大时，可采用抗拔桩等措施，保证其稳定性。也可以根据情况做成平板基础，和厂房基础连为一体，增加其稳定性的同时，避免平面位置互相影响。

④基础持力土层可根据实际情况进行处理，可进行换填土层等地基处理，保证其不会发生不均匀沉降。换填可以选用摩擦力较大的砂石等，增加抗滑移能力。

⑤基础为大体积混凝土，浇筑时混凝土中的胶凝材料水化引起的温度变化和收缩，水化热会导致有害裂缝产生，可以在掺和料、配合比、外加剂及施工养护等方面采取措施减小温差。

⑥文中分析是以最基本的独立基础为模型分析，在实际情况中，平板基础等多适用于双层提升机房。因此，提升机房及附属辅助用房的设计与提升机基础有着紧密的联系，在基础平面布置中需要综合考虑，及时调整机房结构形式、提升机基础结构形式，达到最优的效果。

5 结语

提升机基础的设计，应当明确其受力分析，并进行设计简化。同时，安全系数如果直接引用其它规范的规定，可能过于保守，不够经济，因此，文中提出根据不同规范及提升机荷载情况，对安全系数适当调整，在设计中把握安全适用原则的同时考虑其经济性。

参考文献：

[1]王周慧.浅谈设计多绳摩擦式副立井提升机房[J].煤炭工程，2004(8).

[2]郑锡恩，刘洞理，王世华等.采矿设计手册:矿山机械卷[M].北京中国建筑工业出版社，1989:330.

[3]GB 50385-2006.矿山井架设计规范[S].北京：中国计划出版社，2006.

[4]GB 50007-2011.建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

endprint

摘要：随着矿山生产能力的提高，立井提升机房的设计要求也在不断提高。由于矿山行业暂无提升机房结构设计的标准，有关提升机基础的技术参数只能参考现有其他规范，某些参数取得过于保守，不够经济。本论文对立井提升机基础的设计方法，进行了简要阐述，可供设计参考。

关键词：立井提升机房 基础设计 独立基础

1 概述

提升机房是矿山生产系统的重要组成部分，而提升机是最常用的垂直提升设备。随着矿山生产能力的提高，以往仅靠基础自重就能满足结构承载力、稳定性要求，而现在钢绳提升的拉力越来越大，提升方式也从单绳提升转变为多绳式提升，传递给基础的拉力也越来越大，就需要扩大基础的配重，在一些地质条件、场地受限的情况下还需要采用抗拔桩、增加抗滑移键等方式。因此，对提升机基础的设计要求也在提高。

2 受力分析

提升机房的设计必须考虑与提升井架、提升井口之间的关系，三者的立面关系见图１。

图1提升机房关系图

2.1 提升机钢绳拉力标准值的确定

提升机钢绳的拉力与井架中的钢绳荷载，形成力的平衡系统，可由此确定该值。计算时一般考虑以下两种条件：

①正常工作荷载：

根据矿山井架设计规范《GB 50385-2006》中第4.1.3条，可分为箕斗或罐笼上提时、箕斗下放时、罐笼下放时三种情况，选择最不利情况（箕斗或罐笼上提时）进行计算；

②上天轮破断时荷载：

根据规范第4.1.4规定，对于单绳提升：一根为断绳荷载，另一根为两倍工作荷载；对于多绳提升：一侧为所有钢绳的断绳荷载，另一侧为所有钢绳的0.33倍断绳荷载。由于断绳时，钢绳破断力远远大于正常工作荷载时的拉力，可直接采用破断时荷载进行基础计算。

2.2 计算所需参数

基础受力分析图详见图2。F为破断力，根据上述不同提升情况取值。其中Fy=F·sina，Fx=F·cosa，h为破断力作用点到基础底面的距离，G1为基础自重，G2为设备自重，X1、X2分别为基础、设备重心所在轴至基础转动轴的距离。a为钢绳倾角。由于基础本身一般是大体积混凝土，可视为刚体，各部分之间没有变形，所以一般不做强度计算，只需要做稳定性验算。

3 基础设计计算

3.1 地基承载力的计算

根据偏心荷载下基底边缘最大压力公式，计算基底压力。

pk≤fa

pmax=■≤1.2fa

式中fa为修正后的地基承载力特征值；S为合力作用点至具有最大压力的基地边缘的距离。一般来说，提升机基础配重较大，底面积较大，因此承载力容易满足。

3.2 抗倾覆稳定性验算

抗倾覆稳定性是指提升机基础在自重和外载荷作用下抵抗倾覆的能力。如图2所示，确定O点所在的轴为基础的转动轴。

抗倾覆安全系数k1=■=■

如果地基土比较软弱，在基础倾覆的同时，基础外边缘可能陷入土中，因而力矩中心O点会向内移动，抗倾覆安全系数Kt将会降低，故需要考虑地基土的压缩性。一般地基土压缩性较大的土体，需要进行地基处理，采用换填、强夯等方法，使得力矩中心点O符合计算假定，保证设计的准确性。

3.3 抗滑移稳定性验算

抗滑移稳定性是指基础克服基底土与基底面之间的摩擦力，而沿基底面滑动的能力。由图2可知，提升机基础的滑移力为破断力的水平分向力，抗滑移力为竖直方向的合力。

抗滑移安全系数ks=■

一般情况下，基础四周存在一些有利荷载。比如提升机基础四周回填土的摩擦力、固着作用，前面填土的被动土压力，提升机房刚性地面的作用等。由于这些有利荷载取值不易确定，一般作为安全储备，不进行计算。

3.4 安全系数的取值

安全系数的取值大小直接影响设计是否经济。《建筑地基基础设计规范GB 50007-2011》中对于挡土墙，抗滑移安全系数为1.3，抗倾覆安全系数为1.6；《钢筋混凝土筒仓设计规范GB 5077-2003》中规定抗倾覆安全系数为1.2；《公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007》中规定永久作用和汽车、人群的标准值效应组合下，抗倾覆系数为1.5，抗滑动系数为1.3，各种作用（不包括地震作用）的标准值效应组合下，抗倾覆系数为1.3，抗滑动系数为1.2。可以看出各规范在不同情况下取值不同。对于提升机基础安全系数的取值，不同于上述规范中正常荷载作用效应，断绳荷载属于偶然荷载，取值可以考虑适当降低，建议抗倾覆系数、抗滑移系数取值范围可以为1.1~1.3。一般来说，满足抗倾覆需要，也就能满足抗滑移要求。取值范围的调整，也适当考虑了提升机房刚性地面、基础四周回填土的有利作用，所以也是合理的、试用的。

4 基础设计注意事项

①在以前很多工程中，提升机基础为素混凝土结构，目前考虑到其表面抗裂、温度应力及基础抗拉等因素，应在基础表面、地面及四周壁上适度配筋。基础开孔尺寸大于600mm部位，应沿孔周围配置直径不小于12，间距不大于200的钢筋。提升机、减速机支座部位，受力非常大，容易产生应力集中现象，设计时需要注意，增加适当措施进行保护。

②设计中为了加大基础的配重，可以将电机、减速机、提升机的基础连成一体，并尽可能的让基础的重心与钢绳拉力的合力中心在一个轴线上，或调整基础平面使得偏心距较小，以最大效力发挥其作用，符合计算假定。

③基础若受到厂房基础的影响，平面尺寸不能放大时，可采用抗拔桩等措施，保证其稳定性。也可以根据情况做成平板基础，和厂房基础连为一体，增加其稳定性的同时，避免平面位置互相影响。

④基础持力土层可根据实际情况进行处理，可进行换填土层等地基处理，保证其不会发生不均匀沉降。换填可以选用摩擦力较大的砂石等，增加抗滑移能力。

⑤基础为大体积混凝土，浇筑时混凝土中的胶凝材料水化引起的温度变化和收缩，水化热会导致有害裂缝产生，可以在掺和料、配合比、外加剂及施工养护等方面采取措施减小温差。

⑥文中分析是以最基本的独立基础为模型分析，在实际情况中，平板基础等多适用于双层提升机房。因此，提升机房及附属辅助用房的设计与提升机基础有着紧密的联系，在基础平面布置中需要综合考虑，及时调整机房结构形式、提升机基础结构形式，达到最优的效果。

5 结语

提升机基础的设计，应当明确其受力分析，并进行设计简化。同时，安全系数如果直接引用其它规范的规定，可能过于保守，不够经济，因此，文中提出根据不同规范及提升机荷载情况，对安全系数适当调整，在设计中把握安全适用原则的同时考虑其经济性。

参考文献：

[1]王周慧.浅谈设计多绳摩擦式副立井提升机房[J].煤炭工程，2004(8).

[2]郑锡恩，刘洞理，王世华等.采矿设计手册:矿山机械卷[M].北京中国建筑工业出版社，1989:330.

[3]GB 50385-2006.矿山井架设计规范[S].北京：中国计划出版社，2006.

[4]GB 50007-2011.建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

超千米立井施工吊盘的设计 篇12

关键词：超千米,立井,吊盘设计,悬吊钢丝绳

平煤集团四矿三水平进风井井口标高+323.50 m, 井筒净直径6.5 m, 井深1 135 m。根据施工要求, 需设计2层吊盘, 其间距4 m, 质量约15 t。其下层盘安装1台中心回转抓岩机、分风器、打点器、照明等, 并留有吊泵、风筒、吊桶等孔口, 以满足生产需要。目前, 全国超千米立井吊盘设计可借鉴的经验较少, 为此该矿设计人员通过技术论证和实际应用, 形成了一套成熟的经验。

1 设计要求

根据施工组织设计主、副提升提升容器分别选用4, 3 m3吊桶, 选用2台80GDL-75×7型吊泵, 1台HZ-6中心回转抓岩机, 多管悬吊1趟800 mm铁风筒、1趟159 mm×4.5 mm排水管、1趟159 mm×4.5 mm供风管、1趟59 mm×3.5 mm供水管等。

依据施工组织及井筒平面布置 (图1) 设计, 吊盘突出部分与永久井壁的间隙<100 mm, 应确定吊盘主梁布置位置, 确保吊泵、中心回转抓岩机、吊桶、安全梯、多管悬吊等孔口安全间隙符合要求。布置时, 要均匀布置载荷。

2 设计方案

上层盘圈梁 (图2) 采用[25a槽钢, 3根主梁采用I25a, 副梁采用I25a、∠75×10角钢;下层盘圈梁 (图3) 采用[30a槽钢, 3根主梁采用I30a, 副梁采用I30a、∠75×10角钢;上下盘连接立柱设6根, 其中1根兼作梯柱便于上下盘联系, 材料采用I25a;稳绳悬吊点4个, 主、副提升绞车各2个;主提升喇叭嘴2 250mm, 副提升喇叭嘴2 050mm, 主副提喇叭嘴采用厚3mm、高400mm的A 3钢板加工, 其与吊桶最外缘安全间隙尺寸为200mm;吊盘4个悬吊点设在下层盘, 为保证悬吊钢丝绳通过上盘, 下层盘两边主梁多出上层盘两边主梁100mm, 稳绳、吊盘悬吊采用厚6mm的A 3钢板加工的吊卡与各悬吊钢丝绳连接。根据设计要求, 吊泵门孔口安全间隙大出吊泵最外尺寸50mm, 但考虑到实际安全生产及便于吊泵起落, 设计时将其安全间隙扩大至100mm。下层盘安装中心回转抓岩机孔口安全间隙多出中心回转抓岩机最外缘尺寸200mm, 便于安装维护。上下层吊盘多管悬吊处开口位置比其安全间隙保证多出200mm, 并在缺口处设高度不低于1 200mm栅栏, 边框用∠75×8角钢焊接, 每隔200mm焊接14mm圆钢, 栅栏下端焊接厚2mm、高400mm的A 3钢板, 以防止井筒坠物。吊盘上下盘铺设厚6mm的A 3网纹钢板, 节点处连接板采用厚12mm的A 3钢板加工并焊接。

1—主提升;2—副提升;3—主提升稳绳;4—副提升稳绳;5—吊泵; 6—放炮电缆;7—中心回转抓岩机;8—信号电缆悬吊绳;9—通信信 号电缆;10—吊盘悬吊绳;11—安全梯悬吊绳;12—模板悬吊绳; 13—风筒;14—排水管;15—供风管;16—供水管;17—悬臂梁

3 设备选型

3.1 吊盘悬吊

3.1.1 钢丝绳选型

(1) 钢丝绳终端受力:

Q0= (Q盘+Q绞+Q带+Q包+Q人+Q抓+Q缆+Q其他) g/2=143 885 N。

(2) 所需钢丝绳单重:

PS=Q0/ (110×δB/ma-H0) =73.2 N/m。

(3) 根据验算, 选用6×19-46-170I钢丝绳2根, 左右各1根。

PSB=83.23 N/m, Qd=1 510 kN, ds=3.0 mm。

(4) 安全系数验算:

m=Qd/Q0 + H0PSB=6.3>ma=6, 符合要求。

3.1.2 凿井绞车选型

选用2台JZM-40/1000A凿井绞车悬吊吊盘。HJ=Q总=239 600 N

根据“悬吊天轮直径与钢丝绳直径之比不应小于20, 并且不应小于钢丝直径300倍”的规定, 所用6×19-46I钢丝绳的钢丝dS=3.0 mm, 故吊盘悬吊天轮选用2个1 050 mm重型天轮。

3.2 主、副井提升绞车

3.2.1 稳绳选型

按《矿山井巷工程施工及验收规范》规定, 稳绳罐道每百米的张紧力为8～12 kN。

(1) F力= (H0/100) ×800=90 800 N。

(2) 所需钢丝绳单重:

PS=F力/ (110×δB/ma-H0) =45.8 N/m。

(3) 根据计算, 选用4根6×7-36.5-170I钢丝绳:

Qd=896 500 N, ds=4.0 mm, PSB=50.38 N/m。

(4) 安全系数验算。

m=Qd/ (F力 +PSB×H0) =6.05>ma=6, 满足要求。

3.2.2 凿井绞车选型

选用单16 t凿井绞车作为主、副提升绞车的稳绳用稳车, 稳车型号JZ-16/1000, 共4台。HJ=Q总=F力 +PSB×H0=147.980 kN

根据“天轮直径与钢丝绳的比值不应小于20、天轮直径与钢丝直径的比值不应小于300倍”的规定, 悬吊天轮选用4套1 m单槽重型天轮。

4 应用效果

该吊盘结构简单、紧凑, 便于加工、安装。吊盘布置合理, 受力均匀, 安全间隙符合设计要求, 调盘方便、快捷, 一般情况下20 min就可调盘完毕。缩短了工序转换时间, 加快了矿井建设速度。

5 结语