快速建井

2024-08-21

快速建井（共6篇）

快速建井篇1

1概况

刘庄煤矿位于安徽省阜阳市颍上县境内, 设计生产能力300万吨/年 (建设过程中改为800万吨/年) , 采用立井开拓, 工业广场内布置六对井筒, 主井井筒就是其中之一。六对井筒井口标高均为+27.0m, 落底水平-762m。主井井筒主要技术参数如下:最大掘进荒径11m, 冻结深度298米, 壁座深度293米。主井井筒基岩段治水采用地面预注浆方式, 表土段采用冻结法。根据主井地质柱状图, 刘庄矿区地层主要由第四系和二迭系地层组成, 主井第四系冲积层厚度为255.4m。主要成分为粉、细、中砂及粘土和粘土夹砾石层组成。根据抽水试验, 289.1米-302.70米为第一含水层, 水量34.56m3/h;360.39米420.30米为第二含水层, 水量110.9m3/h。井筒地面预注浆起止深度为287m-600m, 注浆范围与冻结深度交叉20m。

2冻结设计优化

2.1冻结原设计

主排冻结孔设计深度以满足煤矿井筒施工规范要求, 大于壁座深度5-8米, 且超过强风化层10米以上为原则, 采取全深冻结。内排辅助孔冻结深度考虑其主要目的是提高表土段冻结壁整体强度和改善井帮温度, 稳定工作面作用, 根据工期较短要求, 设计内排辅助孔深度为表土全深差异冻结。冻结盐水温度:-30-32℃。冻结壁设计原则:以底部砂层为初算依据, 粘土层校核, 最终综合选取。砂层冻结壁厚度计算采用多姆克公式, 根据淮南地区和刘庄矿施工经验, 及双排冻结孔施工的特殊性, 考虑井架腿基础布置等因素, 综合确定冻结壁厚度E=5.5米。根据冻结壁设计厚度和掘进速度及工期的要求, 设计冻结孔布置采用主排冻结孔加内排辅助冻结孔。水文观察孔分别报导第四系上、中部含水层水文冻结状况。测温孔布置原则:冻结壁内侧界面位置, 冻结壁外侧最大孔间距位置, 冻结壁外侧主面、界面位置。

主井井筒净径为8.0m, 井壁最大厚度 (双层砼井壁) 为1.5m, 井筒掘进深度为301m, 冲积层厚度为255.4m, 冻结孔深度主排孔深度为307m, 内排辅助孔深度为120/230m, 冻结壁厚度为5.5m, 冻结壁平均温度砂层为-12℃, 粘土层为-10℃, 冻结孔最大孔间距表土段按照≤2.5m, 基岩段按照≤4.0m, 冻结孔径向偏值按照≤600mm控制。主排冻结孔布孔圈径为18.0m, 孔数为44个, 开孔间距为1.28m, 内排辅助孔布孔圈径为14/12.5m, 孔数为9/9个, 开孔间距为2.44m。冻结管规格为φ133×6mm, 总量为16883米, 供液管规格为φ63×6mm (塑料管) 。水文孔布置2个, 深度分别为100m、140m。测温孔布置3个, 深度分别为307m、255m、120m。井筒冻结需冷量为247.8×104Kcal/h, 冷冻站最大制冷量285×104Kcal/h, 冻结运转补充用水量20m3/h。

2.2冻结设计优化及效果

内排冻结孔由单排改为双排, 且内排短腿沿径向内移1.5m。设计内排冻结孔圈径D=14/12.5m。具体见主井冻结孔平面布置图及井口冻结系统剖面图 (图1) 。这种优化既有效避免表土段井筒掘进过程中的片帮, 又能控制冻土向井中方向发展, 确保了冻结设计的科学性、合理性。

3冻结施工设计

3.1原冻结施工设计

钻孔工程量 (包括冻结孔、水文孔、测温孔) 为17370米。钻机选择4台DZJ-500/1000型冻注钻机。冻结孔上部0-80 (120) m段采用经纬仪配套进行灯光测斜;80 (120) m以下及成孔选择JDT-5A型陀螺测斜仪指导钻进及成孔测量验收。制冷设备选择五组, 低压冷冻机8AS-25型4台、8AS-17型3台, 高压冷冻机8AS-12.5型10台。设计盐水总循环量: (冻结孔单位流量取10-12m3/h) W=700m3/h。供液管采用φ63×6mm聚乙烯塑料软管。盐水干管考虑管路太长, 选用φ350mm螺纹管两路。

冻结施工工期预计:钻孔施工工期共75天, 积极冻结 (开挖前冻结) 按表土层底部砂层最大孔间距2.16m, 砂层冻土发展速度20mm/d, 交圈时间:T′=54天, 井筒开挖前时间:T=T′+6-7=60天。维护冻结时间 (开挖后冻结时间) , 按外壁掘砌速度80米/月, 成井60米/月, 合计146天。

3.2冻结施工优化及其效果

冻结孔施工钻机增加二台, 由原设计的四台变至六台。冻结孔全深测斜采用JDT-5A型陀螺测斜仪指导钻进及成孔测量验收。其主要技术参数:精度±3′-±5′;测深500m;测温范围0℃-30℃。孔斜控制标准冲积层段由限值3‰改为2‰, 基岩段由限值5‰改为4‰。冻结孔施工时, 投入具有施工经验的冻结孔施工队伍, 严格按提高一个质量等级进行钻孔质量控制。严格控制表土段内冻结孔最大孔间距不大于设计值。严格事前控制, 做好技术性复核复查工作, 严格按照“上一道工序未经检查验收或验收不合格, 不得进入下一道工序施工”原则。坚持以工序质量控制为核心, 把握施工过程中每一个环节, 设置质量控制点进行预控。执行实施隐蔽工程检查签证制度, 对“关键工序”、“特殊工序”加强检查并实施旁站制度。通过施工优化, 冻结孔施工工期为60天比计划提前15天。冻结孔质量达到优良, 为冻结壁均匀发展创造了条件, 也为人为控制冻土进入荒径提供了条件。冻结过程中, 为准确判断冻结壁是否交圈、冻结壁厚度和冻土强度是否满足设计要求, 冻结壁温度场和厚度监测采用了目前国内最先进的冻结监测系统即南京紫金山天文台生产的多路数字温度监测仪, 分辨率0.1℃。从冻土积极冻结开始时即进行温度监测, 直到井筒冻结段施工完毕。在积极冻结过程中, 每天监测二次, 在维护冻结过程, 每天监测一次。每天对工作面井帮温度进行现场实测, 用以判断冻结壁的可靠性, 预测工作面以下冻土扩展情况, 及时调整冷量, 以保证冻结壁冻土的扩展或退缩, 为挖掘创造良好、安全的施工条件。整个冻结期间实施全面监测, 监测内容有冷冻站制冷系统运转指标监测、冻结制冷的盐水温度和盐水水位变化的实时监测、冻结壁温度场监测、工作面井帮温度监测。加强盐水流量、温度、井帮温度、测温孔温度、冻结壁位移等参数的检测和分析, 实行“三班六测制”, 在冻结壁交圈前, 还密切注视水源井抽水对冻结壁交圈的影响, 发现问题及时解决。井筒掘至深厚粘土层时, 盐水温度降至-32℃以下, 以降低冻结壁平均温度, 提高其强度, 使冻结壁有效厚度达到设计要求。冻结监测数据准确, 及时科学地指导了冻结施工及井筒掘砌施工, 为冻结段井筒安全优质施工创造了条件。

4人为控制冻土进入荒径范围, 快速建井

2004年3月26日, 主井开始冻结, 去路盐水温度为-20.2℃, 回路盐水温度为-20.6℃。水文孔冒水日期为2004年5月28日, 2004年6月1日井筒试挖。主井冻结采取外排307m主孔盐水正循环, 内排230m深孔和150m浅孔前期采用反循环供液方式, 其目的是加快外排孔交圈时间, 加快内排孔周围冻土扩展速度, 减少上部片帮。井筒掘至30m位置时, 根据测温资料推断上部片帮隐患已消除, 所以内排230m深孔和150m浅孔供液方式改为正循环。井筒掘砌到69.5m深时, 井帮温度四个方向为:东边为-2.3℃, 西-2.8℃, 南-2.5℃, 北-2.5℃, 冻土进入荒径东0.35m、西0.45m南0.4m、北0.5m。为避免冻土向井中方向继续扩散, 关闭了内排150m浅孔。8月25日, 井筒掘砌到231.8m深时, 关闭了内排230m深孔冻结。关闭内排深浅孔后, 冷冻机并不减少, 目的是对深部基岩段进行强化冻结。冻结人为控制和快速建井情况见表1。

摘要：刘庄矿主井井筒通过优化冻结设计、提高冻结孔质量、内排辅助冻结孔采用两圈布置和差异冻结、适时提前关闭辅助冻结孔等技术措施, 人为控制冻土进入荒径并保持在荒径边缘, 从而实现主井全深冻结表土段实现挖糖稀, 达到快速建井的目的。

关键词：优化冻结设计,人为控制冻土进入荒径范围,挖糖稀,快速建井

建井时期斜巷行人助行器的改进篇2

关键词：建井时期,行人助行器,斜巷施工

随着开采年限的增加, 巷道不断延伸, 采掘人员从入井到抵达作业场地, 往往需要1 h以上甚至更长时间。对于工作面附近的很多中短距离大倾角巷道, 特别是建井时期所施工的主斜井、采区上下山巷道, 由于不具备安装轨道乘人车和架空乘人车的条件, 而人员又上下往来频繁, 造成从业人员极大的体能消耗, 同时不利于安全生产, 建井时期斜巷施工行人的难题亟待解决。

平煤五矿己四采区地质条件复杂, 岩层压力大, 已施工过的巷道变形严重。针对面临的实际情况, 中平能化集团建井三处借鉴国内先进的助行器技术, 对建井时期斜巷行人助行器进行了改进。

助行器是矿山井下运输设备, 适用于矿山井下坡度45°以下的巷道上坡行人, 助行器采用无极绳绞车钢丝绳循环运行, 行人手握助力杆并使用助力杆卡住钢丝绳带动行人上坡, 以减少行人上坡的体力消耗。本文涉及的矿用斜巷行人助行器, 是根据RZX11.4-20/1500型矿用斜井助行器的有关参数改进而成的。

1 助行器主要组成部件

(1) 驱动装置。

选用矿用JD-11.4调度绞车, 驱动功率11.4 kW。矿用调度绞车是矿山企业常用的设备, 资源丰富便于采购, 配以适当直径的驱动轮, 用以实现需要的运行速度。①绞车型号JD-11.4, 减速比41;②防爆电动机型号YBJ-11.4, 功率11.4 kW (380/660 V) , 转速1 460 r/min;③钢丝绳型号为6×19-Ø12.5-1570;④驱动轮Ø400 mm。

(2) 托绳装置。

主要由托轮支架、下托轮、上托轮、防掉绳装置等组成。托轮支架采用80 mm×80 mm×4 mm型方钢, 用等强树脂锚杆固定在巷道壁一侧, 并能调整托轮支架的位置, 易于安装。

(3) 托 (压) 绳装置。

主要由托 (压) 绳轮支架、托绳轮组成。改进的托 (压) 绳装置能对运行的钢丝绳起到很好的限位和固定作用, 从而使整个助行器系统运行平稳, 安全可靠。

(4) 机尾张紧装置。

主要由滑车、尾轮、滑架、定位器、紧绳器等组成。改进后的机尾紧绳装置结构紧凑, 简便易行。安装时不需要基础, 采用树脂锚杆固定方式, 节约人力物力, 经济实用。

(5) 助力杆。

由Ø20 mm钢筋弯曲加工而成, 行人就是靠助力杆得到钢丝绳的牵引力, 达到节省体力的目的。

(6) 防掉绳辅助装置。

该装置是为了防止运行的钢丝绳从滚轮上脱落而设计的。防掉绳辅助装置必须运转灵活, 保证助力杆能够自由通过。

(7) 安全保护装置及电控装置。

安全保护装置包括机头越位保护、闭锁保护。在机头安装有越位保护, 在机头只要行人越位, 保护装置即会控制驱动电机使之停止。斜巷提升绞车与斜巷行人助行器电气上实现闭锁, 二者只能运行其一, 为斜巷安全提升奠定坚实的基础。电控系统的主电路中有1台馈电开关和1台电磁启动器, 电源采用井下660 V动力电源。在机头设1个控制按钮, 用于实现设备的正常启动和停止, 同时也设置有启动预警系统。

助行器的基本性能参数见表1。

2 助行器的安装与调试方法

(1) 绞车基础规格为1.2 m×1.2 m×1.2 m, 采用C30混凝土, 混凝土浇筑后养护7 d。基础验收合格后, 再进行驱动装置的安装。安装时必须拉上中心线, 机头、机尾及各托压轮的安装中心线必须在同一竖直平面内。

(2) 托绳装置、托 (压) 绳装置的安装。先用树脂锚杆将机头、机尾支架及托轮支架固定在巷道侧面同一标高线上, 固定支架的树脂锚杆选用Ø20 mm的等强树脂锚杆, 旋入巷道的深度不能少于500 mm。安装托绳装置、托 (压) 绳装置时, 由测量人员给出巷道的标高及腰线, 确定所有树脂锚杆的位置。统一打好树脂锚杆后, 再安装托轮支架, 利用树脂锚杆和方钢支架, 可以自由调整位置, 以满足各种巷道的安装要求。最后再把各托压绳轮装上。第1个托 (压) 绳装置安装在距驱动绞车约3 m位置, 以后每隔10 m安装1道, 直至机尾, 最后一道距机尾约1.5 m。

(3) 牵引钢丝绳选用Ø12.5 mm钢丝绳, 长度根据巷道实际截取, 按要求接好接头。

(4) 机尾张紧装置用Ø20 mm的树脂锚杆固定在巷道底板和巷道壁一侧, 底板固定树脂锚杆长1.5 m, 实际旋入巷道深度不小于1.0 m, 巷道一侧固定树脂锚杆实际旋入巷道深度不小于0.5 m。安装机尾张紧装置时, 首先接好钢丝绳, 依据钢丝绳的实际长度确定机尾紧绳装置的位置。在巷道底板和巷道壁一侧打入树脂锚杆, 固定好机尾紧绳装置, 以后可以根据钢丝绳的使用情况, 利用滑车、紧绳器、定位器等调整钢丝绳的张紧度。

(5) 电控系统的安装。主电路中有馈电开关、电磁启动器各1台, 电源采用井下660 V动力电源。在机头设1个控制按钮, 控制助行器的启动和停止。

(6) 在机头安装越位保护。在机头只要行人越位, 保护装置将控制驱动电机停止运行。

(7) 启动预警系统的安装。预警电铃由井下127 V信号照明电源供电, 在机头和机尾各设置1个预警电铃和预警电铃按钮, 按下按钮, 机头、机尾的电铃都将有预警电铃声。

(8) 安装完毕后, 必须详细检查各活动件, 如托绳轮、尾轮、挡绳杆等, 确保活动自如。

(9) 对助行器全面检查后, 试运转, 空负荷运转1～4 h, 再检查调整各零部件的安装情况, 直至正常。通过相关部门验收, 方可投入正式使用。

3 助行器的技术要求

(1) 绞车安装时, 其滚筒中心线与设计中心线高度偏差不大于5 mm。

(2) 尾轮纵横中心线对设计中心线偏差不大于2 mm, 绳槽中心线必须与出入侧牵引绳的理论中心线吻合, 偏移不得大于牵引绳直径的1/10。

(3) 尾架安装中心线直线度不大于1/1 000, 平行度不大于0.5/1 000, 高度差不大于3 mm。

(4) 安装后, 全线中托绳轮槽和压绳轮槽的中心线应在同一直线上, 其偏差不大于2 mm;全线中托绳轮槽和压绳轮槽的顶面高度差不大于2 mm。

(5) 钢丝绳的接头编结长度为钢丝绳直径的1 000倍, 安全系数不小于6, 编结后的接头一般为不变径接头, 接头后的绳径不大于原直径的10%。

(6) 机头、机尾支架标高偏差不得大于±10 mm;托轮支架标高偏差不得大于±5 mm。

4 结语

通过技术改造的斜巷行人助行器, 更能适应井下各种条件下斜巷的应用, 便于安装, 简单易行, 是一种较为成熟、理想的斜巷行人助行装置。该方案的实施有利于节约资金, 节约设备配件费用, 便于维护, 解决了建井时期斜巷施工行人的难题, 填补了斜井人车和架空乘人装置尚未涉及的非主要倾斜巷道或大倾角主要倾斜巷道在巷道施工期间垂深超过50 m时机械运送人员的空白。

浅谈建井期间压风系统的配置篇3

1 空气压缩机选择

井筒施工至基岩后, 使用SJZ6.7六臂伞钻打眼, 配YGZ70型凿岩机6台 (耗风量68 m3/min) , 则总耗风量可使用公式Q=αβγkq求得。其中, α为管网漏风系数, 取1.1;β为风动机械磨损使耗风量增加的系数, 取1.1;γ为高原修正系数, 取1.05;k为风动机具同时使用系数, 取0.9;q为风动工具耗风量, 68 m3/min。

代入数据, 得Q=77.75 m3/min。

根据计算结果, 选用SA250W/A型压风机2台, VHL-20/8-Ⅱ型压风机1台。

2 压风管径选择

压风站和地面压风干管选用Ø159 mm×4.5 mm无缝钢管, 下井压风干管选用Ø159 mm×4.5 mm无缝钢管, 压风管径经计算能满足要求。

3 悬吊钢丝绳、绞车及天轮选择

井筒内压风管与供水管联合悬吊, 供水管选用Ø59 mm×4.5 mm无缝钢管。

3.1 悬吊钢丝绳的选择

(1) 单根钢丝绳悬吊总质量。总质量M=1/2 (M管+M法兰+M卡+M始卡+M水+M水管+M法兰+M螺) =9 679.86 (kg) 。

(2) 钢丝绳单位长度质量。单位长度质量PS= Q/ (110δB/ma-H0) =3.57 kg/m。其中, δB为钢丝绳公称抗拉强度, MPa;ma为钢丝绳安全系数;H0为井筒深度, m。

根据计算, 钢丝绳参考质量PSB>PS, 为此, 选用6×19-Ø34-155I钢丝绳, 其技术参数PSB=4.093 kg/m, Fd为所选钢丝绳所有钢丝破断力总和, 671 kN。

(3) 钢丝绳安全系数校验。undefined, 满足要求。

3.2 凿井绞车选择

根据悬吊的荷重, 选用2JZ2-16/800绞车1台, 其载荷HJ=M总= (M0+PSB·H0) g≈125 kN<160 kN, 满足要求。

3.3 悬吊天轮选择

根据天轮直径与钢丝绳的比值不应小于20、天轮直径与钢丝绳中最粗钢丝直径的比值不应小于300的规定, 6×19-Ø34-155I钢丝绳的钢丝直径ds=2.2 mm及所选用天轮的安全荷重应大于实际选用悬吊钢丝绳的最大静拉力的规定, n=5, Ø1.0 m双槽重型天轮的安全荷重为226 kN, 大于悬吊荷重125 kN, 适用的最大钢丝绳破断力为1 285 kN, 大于选用6×19-Ø34-155I钢丝绳的破断力671 kN, 选用Ø1.0 m双重天轮1套, 满足要求。

4 空气压缩机站的设备布置技术要求

建井期间空气压缩机房多为临时站房, 因而将辅助间和机器间组建在一起集中布置, 这样可节约空间。站房内的设备布置需注意以下几点:

(1) 机器间需考虑便于拆装空气压缩机部件, 并留有适当的检修场地。

(2) 空气压缩机的活动部分距墙边的距离不得小于1.2 m。

(3) 空气压缩机固定部分距墙不少于1 m, 其基础应与机房的墙壁及站房内的其他基础分开。

(4) 机器间的主要通道应满足设备运输的要求, 其宽度根据空气压缩机最大部件来决定, 一般取1.5～2.0 m。

(5) 机房高度应便于设备起吊和安装, 一般屋檐高度不低于3.5 m。

(6) 电气设备、冷却泵等辅助设备的位置需便于操作, 有利于电缆和管路的敷设, 不妨碍门窗的开启和室内自然采光。

(7) 为了保证临时空气压缩机房的通风和散热, 一般开设天窗。

5 结语

快速建井篇4

1 矿井概况

赵固二矿设计年产量180万t。矿井为立井开拓方式, 分主井、副井、风井3个井筒。井下煤炭运输采用胶带输送机, 井下辅助运输采用无轨胶轮车, 井底车场采用立式环形车场。矿井属低瓦斯矿井, 矿井通风方式初期采用中央并列抽出式。

2 建井期间常用的临时通风方法

目前, 国内建井期间采用的临时通风方式有以下3种:①利用自然通风;②在进风井的井底两侧分别设置带风门的风墙, 在墙外安设局部通风机对掘进工作面进行压入式通风;③在地面安设临时主要通风机, 形成一个井筒回风、其他井筒进风的全负压通风系统。

方式①设施简单, 但风量受地表空气温度变化影响较大, 一般不予采用;方式②受巷道布置、断面及掘进工作面个数的影响, 通风系统复杂, 通风能力有限, 一般都在前期使用;方式③由于临时主要通风机安设在地面, 通风系统简单合理, 管理方便, 安全可靠, 国内普遍采用此通风方式。但该通风方式须将风井井口、井架封闭, 安设大型临时抽风机, 投资高。特别是风井井口、井架的封闭难度较大, 需进行专门设计, 并需专业施工队伍进行施工, 以确保封闭严密、可靠。

3 全负压通风系统方案

赵固二矿主井、副井、风井3个井筒贯通后, 为保证二期工程施工期间矿井有稳定充足的风流, 在风井西北安设FBCZ-6-No19/132临时主要通风机, 利用井筒西侧的安全通道作为抽风风道, 风井井口沿进出车方向采用砖混砌筑井口房及护围, 护围顶部至2台风机位置采用型钢结合厚3 mm钢板分2段围封严密, 护围内安设无压风门, 矿井构成主 (副) 井筒进新鲜风、风井回风的临时全负压通风方式。井下在主 (副) 井进风巷道内新鲜风流处安设风机型号为FBD-Ⅰ-6.3/2×18.5的防爆压入式对旋轴流风机向各掘进工作面进行压入式供风。二期工程通风系统如图1所示。

根据二期工程的安排, 该阶段井底车场共有6个岩巷掘进工作面, 每个掘进面按需风量480.6 m3/min和1个临时泵房需风量180 m3/min计算, 全矿井需风量3 063.6 m3/min, 风井安设的临时主要通风机为FBCZ-6-No19/132型, 提供风量2 400～6 000 m3/min, 满足全矿井通风需要。

4 设计方案的实施

方案实施的重点:井口封闭及改造安全出口为临时抽风道施工。

(1) 按图2所示将风井井口封闭, 并改造安全出口作为临时抽风道, 安设FBCZ-6-No19/132风机1台, 按规定备用1台同型号电机。

(2) 风机安装好后, 对风机的性能进行测试, 选择风机最佳运转参数。

(3) 对井下用风地点的风量进行测量, 保证每一个用风地点有足够的新鲜风量。

(4) 对风井井口封闭漏风量进行测量, 并根据漏风量对密闭情况进行改进。

5 结语

(1) 利用风井筒西侧安全通道作为抽风道, 减少临时设施施工工程量, 安全通道下口低于井口3

m, 通风阻力减小, 漏风量减少, 有利于井筒抽风。

(2) 临时井口封闭棚处于进风侧, 改善了临时井口封闭棚的环境。

地质雷达在鸣西矿建井初期的应用篇5

1 工程概况

(1) 回风石门地质条件。江西新鸣矿业有限责任公司鸣西煤矿位于江西省乐平市城区西南16km, 属乐平市港镇管辖。设计生产能力30万t/a, 矿井采用立井开拓方式, 由主井、副井、风井三井筒组成。风井井筒现已到底, 正在进行井底-360 m石门施工, 巷道断面为3.6 m×3.4 m, 标高-366m。-360 m回风石门处于二叠系龙潭组官山段, 该段岩层由中粗粒砂岩、泥岩、粉砂岩组成, 厚度70~90 m;下伏二叠系茅口组灰岩, 上覆白垩系红层;地层产状295°∠14°。

(2) 探放水情况分析。-360 m回风石门掘至34.5 m处遇一条裂隙, 产状38°∠73° (图1) , 未出水, 再次补炮, 清理巷底时, 左下角出现涌水, 涌水量28.3 m3/h。由于出水具体情况不明确, 且出水量比较大, 故在石门施工至马头门距井筒边约35 m位置布置一堵厚3 m的水闸墙。打注浆眼时出水量增至52 m3/h, 施工期间, 累计出水量约3.7万m3。

设计提供的该区域水文地质情况与现场揭露的相差较大, 施工中发现鸣西井田断裂构造发育, 区内茅口灰岩含水较丰富, 多数断层切割B3煤层和茅口灰岩, 尤其是官山砂岩, 岩层坚硬, 裂隙未得到良好充填, 形成良好的导水通道。根据排水量分析, 茅口灰岩含水丰富, 补充水源充分, 极有可能附近有较大溶洞, 但具体位置、储水量等尚未知。利用注浆堵水的技术是否经济合理, 是否需要调整巷道布置等均需要明确水源具体情况后才能制订相应的措施。

2 探测系统

2.1 工作原理

KJH-D防爆探地雷达是一种用于确定地下介质分布的光谱 (1 MHz~1 GHz) 电磁技术。探地雷达利用发射天线发射高频宽带电磁波脉冲, 接收天线接收来自地下介质界面的反射波 (图2) 。电磁波在介质中传播时, 其路径、电磁场强度与波形将随所通过的介质的电性性质及几何形态而变化。因此, 根据接收到波的旅行时间 (双程走时) 、幅度与波形资料, 可推断介质的结构和形态大小。

2.2 测点布置及测试结果

由于井下管道机械设备的影响, 此次测试只在风井360石门水闸墙后方8 m范围内进行了测试。发射天线与接收天线间距为1 m, 移动步距为0.25m, 发射频率为100 MHz。雷达波在不同介质中的传播速度不同, 如真空中为0.3 m/ns、淡水中为0.033 m/ns、灰岩 (湿) 中为0.1 m/ns、页岩 (湿) 中为0.09 m/ns、混凝土中为0.12 m/ns等。为便于分析, 此次测试中, 雷达波在介质中的传播速度统一取0.1 m/ns。按照现场实际情况, 在3个方向进行了测试, 其雷达波反射结果如下。

(1) 仪器布置在水闸墙面对挡头前方构造进行了测试, 其天线布置从巷道顶部向底部依次布置3道, 间隔1 m, 雷达探测结果如图3所示。

(2) 在水闸墙后6 m范围内底板测试结果, 测线也布置3道, 沿巷道宽度方向依次间隔1 m, 其探测结果如图4所示。

(3) 在水闸墙后6 m范围内, 仪器沿下帮腰线测试结果如图5所示。

2.3 实测图数据分析

从图3可知, 雷达波穿透的12 m范围内, 裂隙较发育, 未见溶洞, 与现场揭露存在裂隙相一致。从图4可知, 雷达波穿透的12 m范围内, 底板构造层次清楚, 未见溶洞。从图5可知, 雷达波穿透的12m范围内, 在水闸墙后2~5 m的下帮, 发现距下帮 (垂直下帮岩层往里) 岩层约4 m处有一直径2~4m的陷落柱, 陷落柱中有水和其他充填物。后经钻探结果证实, 水闸墙下帮确实存在一个含水较丰富、裂隙也较发育的陷落柱, 由于水量较大, 注浆堵水显然不经济, 最终主张调整巷道布置, 从顶板过断层。

3 结论

(1) 在井下各种不确定且复杂的地质条件下, 充分利用地质雷达可预知裂隙带、陷落柱等地质构造的具体位置, 为矿井的安全建设提供有效保障。

快速建井篇6

1 井筒概况

平煤股份十三矿主斜井开口标高+118.00 m, 设计长度1 858.8 m, 设计方位角136°20′, 施工坡度-20°, 落底标高-517.752 m;半圆拱形断面, 净宽5 600 mm, 净高3 900 mm, 净面积18.4 m2;反上山施工650 m。

2 井上下运输方式的确定原则

(1) 矿井建设期间, 应尽量创造条件使用永久运输设施, 如必须修建临时设施时, 要考虑便于改换成永久设施的可能性。

(2) 运输方式应适应矿井生产、建设的自然条件和井巷工程的技术特征。

(3) 运输能力和作业方式应能满足货载运量和安全作业的需要。

(4) 整个运输系统中, 尽量建设运输环节及复杂的转载、调车工作, 各个环节之间要紧密衔接, 能力要相互适应。

(5) 选用的运输设备要坚固耐用, 其技术性能要适应所处的作业环境, 并有一定的备用数量, 以满足超产和检修时的需要。

(6) 尽量提高运输工作的机械化、自动化程度, 改善劳动条件, 提高劳动生产率。

(7) 基建投资较少, 运营费用低, 技术经济效益好。

3 提升设备配置

由于掘进断面和坡度较大, 在确保安全提升的基础上, 为了提高排矸能力, 经过方案论证, 采用型号为JK-2.5/30的提升机、PLC电控系统, 配6 m3前倾式箕斗提矸、下料, 耙斗机装岩机械化配套施工工艺。

3.1 JK-2.5/30型提升机

提升机最大静张力90 kN, 电动机功率400 kW, 转速720 r/min, 最大绳速3.14 m/s。

3.2 PLC电控系统

该PLC控制系统替代了传统电控中的大部分单元继电器, 实现了可调闸的闭环控制, 全行程的速度保护, 准确地给出了速度图中的减速点、过卷点的位置信号;PLC软件与外围硬件互为冗余, 模块与轴编码发电机相互监视, 同时根据控制回路的需要, 可以方便地修改控制软件程序;此系统还设置了PLC故障时的简易开车功能, 为调试和检修提供方便;可控硅动力制动通过调节制动力矩大小, 保证了减速度达到预定值, 确保下放重物和人员的平稳运行;该电控系统可靠性高, 运行稳定, 故障率几乎等于零。

4 提升机提升能力核算

4.1 提升钢丝绳选型计算

(1) 箕斗提矸时最大终端负荷Q0。

提升货载荷重Q=0.85VJγg=81.6 kN。

式中, VJ为箕斗容积, m3;γg为岩石松散容重, 取16 kN/m3;0.85为箕斗装满系数。

箕斗所受自重力Qz =31.54 kN。

Q0=Qz+Q=113.14 kN。

(2) 所需钢丝绳单重PS。

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式中, L0为钢丝绳最大斜长, 1 300 m;σβ为钢丝绳钢丝的极限抗拉强度, 取1 550 N/mm2;ma为安全系数, 取7.5; β为井筒倾斜角, 取20°;f1为箕斗运行阻力系数, 取0.01;f2为钢丝绳移动时阻力系数, 0.15～0.20, 这里取0.175。

根据验算:选用6×7-Ø28-155I型钢丝绳。每米钢丝绳标准质量PSB=2.834 kg/m, 所选钢丝绳所有钢丝破断力总合Qd=459.59 kN, 所选钢丝绳钢丝直径ds=3.0 mm。

(3) 所选钢丝绳安全系数验算。