煤矿立井井筒施工交流培训教材课件.ppt
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1、煤炭资源项目部 2018年8月煤矿立井井筒分类煤矿立井井筒分类我国立井施工技术发展我国立井施工技术发展立井施工知识立井施工知识建设项目 单项工程 单位工程单位工程 分部工程分部工程 分项工程分项工程 1 1、建设项目:指在一个总体范围内,由一个或几个单项工程组成,、建设项目:指在一个总体范围内,由一个或几个单项工程组成,经济上实行独立核算,行政上实行统一管理,并具有法人资格的建设单经济上实行独立核算,行政上实行统一管理,并具有法人资格的建设单位。例:一所学校、一个工厂(房子梁煤矿及洗煤厂工程)等。位。例:一所学校、一个工厂(房子梁煤矿及洗煤厂工程)等。2 2、单项工程:是指在一个建设项目中,具
2、有独立的设计文件,能够、单项工程:是指在一个建设项目中,具有独立的设计文件,能够独立组织施工,竣工后可以独立发挥生产能力或效益的工程。例:一所独立组织施工,竣工后可以独立发挥生产能力或效益的工程。例:一所学校的教学楼、实验楼、图书馆(房子梁煤矿、房子梁煤矿洗煤厂)等。学校的教学楼、实验楼、图书馆(房子梁煤矿、房子梁煤矿洗煤厂)等。3 3、单位工程:指竣工后不可以独立发挥生产能力或效益,但具有独单位工程:指竣工后不可以独立发挥生产能力或效益,但具有独立设计,能够独立组织施工的工程。例立设计,能够独立组织施工的工程。例:(主井、副井、风井):(主井、副井、风井)。4 4、分部工程:按照工程部位、设
3、备种类和型号、使用材料的不同划分部工程:按照工程部位、设备种类和型号、使用材料的不同划分。例分。例(井颈、井身、井底)(井颈、井身、井底)。5 5、分项工程:按照不同的施工方法、不同的材料、不同的规格划分。分项工程:按照不同的施工方法、不同的材料、不同的规格划分。例:掘进、模板、钢筋、混凝土支护等。分项工程是计算工、料及资金例:掘进、模板、钢筋、混凝土支护等。分项工程是计算工、料及资金消耗的最基本的构造要素。消耗的最基本的构造要素。了解有关建设项目工程划分方面的几个定义有三个方面有三个方面原原因因,也是为什也是为什么么讲讲立井井筒?立井井筒?第一章第一章 煤矿立井井筒的分类煤矿立井井筒的分类第
4、一节第一节 立井井筒特点立井井筒特点工程量不大,但占用工期时间长工程量不大,但占用工期时间长一一 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仅占全矿井工程量的4 45 5,但工期却占,但工期却占3535左右。因此,加快立井左右。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。多年来,经过广大建设者的努力,装备水平又影响着立井的掘砌速度。多年来,经过广大建设者的努力,目前我国立井机械化
5、装备水平与施工速度已达到当代国际先进水平。目前我国立井机械化装备水平与施工速度已达到当代国际先进水平。19741974年全国煤矿立井施工平均月成井年全国煤矿立井施工平均月成井水平仅为水平仅为 16.4m16.4m19971997年达到了年达到了 45m45m;20022002年又达到年又达到 70m70m以上。以上。据不完全统计,据不完全统计,19861986年年19961996年年(1010年)年)有有2323次月进度突破次月进度突破100m100m,而,而19971997年一年就有年一年就有2828次突破次突破100m100m。19981998年有年有1919次突破次突破100m100m,
6、其中,其中5 5次超过次超过180m180m,最高达到,最高达到216.5m216.5m(表土冻结段)。(表土冻结段)。20022002年又创年又创造了基岩段月成井造了基岩段月成井220.6m220.6m的新纪录。施工速度的提高,大大缩短了井的新纪录。施工速度的提高,大大缩短了井筒的施工期,目前煤炭矿山的立井月进度大多在筒的施工期,目前煤炭矿山的立井月进度大多在100m100m以上,因而涌现以上,因而涌现出了一批深度出了一批深度600m600m以上能够当年开工、当年到底的井筒。以上能够当年开工、当年到底的井筒。以施工700m的井筒为例,工期分别为:约4年、1.3年、0.83年立井井筒施工复杂立
7、井井筒施工复杂二二 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,而基岩施工件不同各有特点。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。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的
8、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。岩施工具有重要的意义。立井施工危险系数大,基于安全考虑立井施工危险系数大,基于安全考虑三三 1988 1988年年1 1月月1313日中午,山东省张家洼矿山公司所属的井巷工程公司日中午,山东省张家洼矿山公司所属的井巷工程公司安装队,发生了一起死亡安装队,发生了一起死亡7 7人,重伤多人的重大恶性事故。造成这起事人,重伤多人的重大恶性事故。造成这起事故的直接原因是悬吊吊盘的钢丝绳断裂。故的直接
9、原因是悬吊吊盘的钢丝绳断裂。1999 1999年年4 4月月4 4日,山东裕隆公司所属唐阳煤矿副井安装期间,发生坠日,山东裕隆公司所属唐阳煤矿副井安装期间,发生坠罐事故,造成罐事故,造成2 2人死亡,直接原因是罐笼钢丝绳断裂。人死亡,直接原因是罐笼钢丝绳断裂。2004.3.18 2004.3.18,山东省枣庄市滕州市东大煤矿副井(基建井,由中国中,山东省枣庄市滕州市东大煤矿副井(基建井,由中国中煤能源集团公司五建公司第二工程处承建)发生提升过卷坠罐事故,井煤能源集团公司五建公司第二工程处承建)发生提升过卷坠罐事故,井下共有下共有1111人(罐内人(罐内2 2人,抓岩机内人,抓岩机内1 1人,井
10、底工作面人,井底工作面8 8人)作业,其中:人)作业,其中:7 7人死亡,人死亡,1 1人重伤,人重伤,3 3人轻伤。人轻伤。朔州麻家梁炮烟熏人事故、红庆河的断钢丝绳事故、中煤榆林大海则煤矿溜灰管坠落事故、庆阳市正宁县核桃峪煤矿钢丝绳断裂事故,这几起事故都是近年发生的,我要么去过这些煤矿,要么有认识的人在这些煤矿,可以说,以前绝大部分立井施工都是带血的。因为建井属工程初期,可能面临手续不全,一上报,就面临停工停产,这也是业主方在基建初期挑选实力较强的施工单位的原因。第二节第二节 煤矿井筒分类煤矿井筒分类开拓方式分类平硐平硐斜井斜井井筒的分类(从井筒外部形态看,分三类)井筒的分类(从井筒外部形态
11、看,分三类)一一立井立井倾角在倾角在45459090之间的为立井(竖井)之间的为立井(竖井)倾角在倾角在10104545之间的为斜井之间的为斜井倾角在倾角在0 01010之间的为平硐之间的为平硐 立井是本次讲课重点,斜井、平硐施工相对简单。受工作年限、阅历、经验等限制,目前受工作年限、阅历、经验等限制,目前立井立井只见只见过过9090的。的。施工单位参与建设的时间:施工单位参与建设的时间:一个矿井的基建期通常在一个矿井的基建期通常在3535年,地质条件差的甚至更长,快的也有年,地质条件差的甚至更长,快的也有2 2年多(赛年多(赛蒙特尔)。如果施工单位能参与生产期巷道的开拓延蒙特尔)。如果施工单
12、位能参与生产期巷道的开拓延伸,就不确定了,我所知的目前驻留时间最长的是塔伸,就不确定了,我所知的目前驻留时间最长的是塔山矿,施工单位是山矿,施工单位是20042004(20022002)年进的,现在还在。)年进的,现在还在。立井井筒分类(从实际用途上来讲,分三种?)立井井筒分类(从实际用途上来讲,分三种?)二二主井主井第一种第一种主要担负矿井的运煤、进风、矿井安全出口主要担负矿井的运煤、进风、矿井安全出口副井副井第二种第二种副井主要担负矿井的运料、进风、行人,兼做矿井安全出口。副井主要担负矿井的运料、进风、行人,兼做矿井安全出口。风井风井第三种第三种矿井回风、安全出口(有梯子间)、担负临时提升
13、。矿井回风、安全出口(有梯子间)、担负临时提升。我国立井施工技术发展大致经历了三个阶段我国立井施工技术发展大致经历了三个阶段第一阶段:短段单行作业第一阶段:短段单行作业一一 50 506060年代,立井施工作业方式以短段单行作业为主,掘砌段高年代,立井施工作业方式以短段单行作业为主,掘砌段高一般一般30m30m(不是一次性不是一次性)左右,用)左右,用挂圈背板作临时支护挂圈背板作临时支护,料石砌壁料石砌壁。为了减轻笨重的体力劳动和提高砌壁质量,为了减轻笨重的体力劳动和提高砌壁质量,6060年代后期年代后期井壁结构井壁结构改改为为混凝土混凝土,用,用分节小模板分节小模板支模。支模。井圈背板法井圈
14、背板法:先在工作面架好槽钢井圈,然后向井圈后插入木板(又先在工作面架好槽钢井圈,然后向井圈后插入木板(又叫背板)作临时支护。每掘进一段井筒(叫背板)作临时支护。每掘进一段井筒(1 11.5m1.5m),便架设一道井圈),便架设一道井圈和背板。掘进一定高度后(一般不超过和背板。掘进一定高度后(一般不超过30m30m),再由下向上拆除井圈、),再由下向上拆除井圈、背板,砌筑永久井壁。适用于较稳定的土层。背板,砌筑永久井壁。适用于较稳定的土层。第二章第二章 我国立井施工技术发展我国立井施工技术发展井圈是固定直径,木楔(井圈是固定直径,木楔(xi)的)的作用是是让外壁、背板、井圈三者之作用是是让外壁、
15、背板、井圈三者之间固定;撑间固定;撑柱的作用是让上下井圈之柱的作用是让上下井圈之间距离相等间距离相等,和挂钩配合作用,保持,和挂钩配合作用,保持井圈上下平衡。井圈上下平衡。第二阶段:长段单行作业第二阶段:长段单行作业二二 进入进入7070年代,由于锚喷技术的发展,临时支护改为锚喷,永久支护年代,由于锚喷技术的发展,临时支护改为锚喷,永久支护改为整体滑动模板及现浇混凝土,为此,作业方式由短段单行作业发展改为整体滑动模板及现浇混凝土,为此,作业方式由短段单行作业发展成长段单行作业,段高一般为成长段单行作业,段高一般为8080100m100m。第三阶段:混合作业第三阶段:混合作业三三 70 70年代
16、末期,液压滑模(年代末期,液压滑模(没见过没见过)得到了成功应用。由于单行作业)得到了成功应用。由于单行作业存在着工序转换时间长和质量差等问题,作业方式逐渐过渡到混合作业。存在着工序转换时间长和质量差等问题,作业方式逐渐过渡到混合作业。目前普遍采用目前普遍采用伸缩式金属整体移动式模板伸缩式金属整体移动式模板,作业方式还是混合作业。,作业方式还是混合作业。混合作业的特点是不需临时支护,掘砌可以适当地平行作业,使掘混合作业的特点是不需临时支护,掘砌可以适当地平行作业,使掘砌工序在同一循环内完成,工序转换时间少,施工速度快,而且安全。砌工序在同一循环内完成,工序转换时间少,施工速度快,而且安全。混合
17、作业成为目前我国立井井筒施工的主要作业方式。混合作业成为目前我国立井井筒施工的主要作业方式。现场作业图例现场作业图例锚喷的临时支护锚喷的临时支护吊盘吊盘喇叭口喇叭口裤衩绳裤衩绳 图例显示的为长段单行作业,井筒掘进一定段高(根据井筒穿过岩层的性质、涌水量大小、施工速度要求)后,立即进行:锚杆+金属网+喷浆临时支护(喷浆主要起封闭作用,防止井筒周帮风化,引起片帮),待掘至80-100m后,从井筒下部往上开始绑扎钢筋、支模板和浇筑混凝土。长段单行作业长段单行作业伸缩式金属整体移动式模板伸缩式金属整体移动式模板图例图例从从外外部部看看从从内内部部看看从从现现场场看看1 1、5050年代平均井深为年代平
18、均井深为200300m200300m,井径为,井径为4.0m4.0m左右。左右。2 2、7070年代平均井深为年代平均井深为400m400m左右,井径为左右,井径为6.0m6.0m左右。左右。3 3、9090年代平均井深为年代平均井深为500m500m以上,井径为以上,井径为6.08.0m6.08.0m。4 4、新世纪以来,井筒深度、新世纪以来,井筒深度越来越深,越来越深,井径也不断增大井径也不断增大。我国立井井筒施工发展变化我国立井井筒施工发展变化四四管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件PPT服务技术煤矿立井井筒施工交流培训教材(PPT41页)管理培训课件安全培训讲义工作培训教材
19、工作汇报课件PPT服务技术煤矿立井井筒施工交流培训教材(PPT41页)第三章第三章 立井施工知识立井施工知识第一节第一节 立井井筒的结构特征立井井筒的结构特征 立井井筒的断面形状一般以圆形和矩形为立井井筒的断面形状一般以圆形和矩形为多。矿山立井基本上都是圆形,其它行业可根据多。矿山立井基本上都是圆形,其它行业可根据需要设计为圆形或矩形。需要设计为圆形或矩形。一般情况下,立井井筒自上而下可分为井颈、一般情况下,立井井筒自上而下可分为井颈、井身和井底三部分。井身和井底三部分。根据需要,在井筒的适当根据需要,在井筒的适当部位还设置有部位还设置有壁座壁座(下页简单介绍)(下页简单介绍)。1-翻笼翻笼硐
20、室、硐室、2-箕斗装载箕斗装载硐室,它硐室,它们主要为们主要为二期工程二期工程服务,课服务,课件不讲。件不讲。井颈是指靠近地表、井壁需要加厚(由于需承井颈是指靠近地表、井壁需要加厚(由于需承受井架提升及周围建筑物的荷载)的一段井筒,其受井架提升及周围建筑物的荷载)的一段井筒,其深度在矿山一般为深度在矿山一般为151520m20m。井颈以下到罐笼出车水平或箕斗装载水平为井井颈以下到罐笼出车水平或箕斗装载水平为井身,井身是井筒的主要组成部分。身,井身是井筒的主要组成部分。井身以下部分为井底,其深度取决于提升过卷井身以下部分为井底,其深度取决于提升过卷高度、井底装备要求和井底水窝的深度。主井的井高度
21、、井底装备要求和井底水窝的深度。主井的井底深度一般为底深度一般为353575m75m不等,副井的井底深度一不等,副井的井底深度一般为般为10m10m左右,风井井底深度一般为左右,风井井底深度一般为4 45m5m。管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件PPT服务技术煤矿立井井筒施工交流培训教材(PPT41页)管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件PPT服务技术煤矿立井井筒施工交流培训教材(PPT41页)随着我国煤矿开采的煤层埋深随着我国煤矿开采的煤层埋深不断加大不断加大,立井数量越来越多立井数量越来越多,所占比所占比例也越来越大例也越来越大,井壁脱落井壁脱落现象时有发现象时有
22、发生。立井井筒通过表土层进入完整生。立井井筒通过表土层进入完整基岩基岩后后,需设生根立井井筒壁座需设生根立井井筒壁座(以下以下简称壁座简称壁座),),主要起承托井筒重量的作主要起承托井筒重量的作用用,是防止井壁脱落最主要措施之一;是防止井壁脱落最主要措施之一;还有控制地层压力,维护井筒围岩还有控制地层压力,维护井筒围岩稳定作用。按壁座材料和结构分为稳定作用。按壁座材料和结构分为混凝土、钢筋混凝土壁座等。混凝土、钢筋混凝土壁座等。随着安全要求,技术进步,井随着安全要求,技术进步,井筒多设计为多断面(净断面尺寸一筒多设计为多断面(净断面尺寸一样),井筒表土段荒断面大,井壁样),井筒表土段荒断面大,
23、井壁厚度大,基岩段荒断面小,井壁厚厚度大,基岩段荒断面小,井壁厚度相对较小,其设计原理及作用也度相对较小,其设计原理及作用也类似壁座。类似壁座。管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件PPT服务技术煤矿立井井筒施工交流培训教材(PPT41页)管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件PPT服务技术煤矿立井井筒施工交流培训教材(PPT41页)第二节第二节 立井施工的设备设施立井施工的设备设施 井筒正式掘进之前,需先在井口安装凿井井架,在井架上安装天轮井筒正式掘进之前,需先在井口安装凿井井架,在井架上安装天轮平台和卸矸平台。平台和卸矸平台。上述作业结束后,上述作业结束后,进行井筒锁口
24、施工,安设封口盘、进行井筒锁口施工,安设封口盘、固定盘和吊盘。固定盘和吊盘。另外,在井口四周安装凿井提升机、凿井绞车,建造压风机房、通另外,在井口四周安装凿井提升机、凿井绞车,建造压风机房、通风机房和混凝土搅拌站等辅助生产车间。待一切准备工作完成后,即可风机房和混凝土搅拌站等辅助生产车间。待一切准备工作完成后,即可进行井筒的正式掘进工作。进行井筒的正式掘进工作。立井是垂直向下掘进的,为施工服务的大量设备、管线等都要悬挂立井是垂直向下掘进的,为施工服务的大量设备、管线等都要悬挂在井筒内,且随工作面的推进而下放或接长。在井筒内,且随工作面的推进而下放或接长。立井普通法施工的一般顺序是:自上而下掘进
25、,当井筒掘够一定深立井普通法施工的一般顺序是:自上而下掘进,当井筒掘够一定深度度 一个段高一个段高(34m34m)后,再由下向上砌壁,掘进和砌壁交替进行。后,再由下向上砌壁,掘进和砌壁交替进行。下页为凿井设备实施布置图下页为凿井设备实施布置图管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件PPT服务技术煤矿立井井筒施工交流培训教材(PPT41页)管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件PPT服务技术煤矿立井井筒施工交流培训教材(PPT41页)立井井筒施工示意图1天轮;2凿井井架;3卸矸台;4排水管;5井盖门;6混凝土搅拌机;7封口盘;8混凝土输送管;9固定盘;10吊泵通过口;11吊盘上
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