井巷工程14立井井筒延伸

第十三章立井井筒延深

2023/2/212023/2/222023/2/232023/2/242023/2/25井筒延深施工方案的選擇，應(yīng)滿足以下要求：1）在延深過程中，應(yīng)保證礦井生產(chǎn)正常進(jìn)行，盡量避免生產(chǎn)與延深工作互相干擾；2）應(yīng)盡量利用已有的或永久性的井巷、硐室和設(shè)施為延深工作服務(wù)，減少臨時(shí)工程量，縮短準(zhǔn)備工期，降低礦井延深投資；3）在延深過程中必須保證工作人員的安全，并應(yīng)盡量縮短停止生產(chǎn)提升的時(shí)間。2023/2/26第一節(jié)利用輔助水平廷深井筒

這種延深方法，是由生產(chǎn)水平通過延深輔助暗井到達(dá)輔助水平，并在輔助水平布置延深用的巷道、硐室和安設(shè)延深施工設(shè)備。提升運(yùn)輸系統(tǒng)及巷道硐室布置如圖13-l所示。這種延深方法的特點(diǎn)是，對(duì)礦井的正常生產(chǎn)提升影響較小，但是延深輔助工程量大，延深準(zhǔn)備期長(zhǎng)，投資大，占用設(shè)備多。2023/2/272023/2/28一、輔助暗井位置及輔助水平標(biāo)高的確定

㈠暗井位置暗井可以是暗斜井也可以是暗立井，我國(guó)一般采用暗斜井。用暗斜井時(shí)，其位置應(yīng)滿足下列要求：1．暗斜井的上部車場(chǎng)應(yīng)位于運(yùn)輸、通風(fēng)，下管線和供給空車都較為方便的地方，以確保材料、設(shè)備和矸石能及時(shí)供應(yīng)與運(yùn)出。如圖13-2所示。

2．暗斜井位置的選擇，應(yīng)考慮附近是否有巷道和硐室可作為存放材料和安裝機(jī)電設(shè)備使用。

3．暗斜井井筒不得正對(duì)延深井筒，一般要求暗斜井的中心線與延深井筒中心線的水平距離大于15m。4．力求避免在斷層、破碎帶和含水層等不良巖層中布置暗斜井，以便于暗斜井的施工和維護(hù)。

5．傾角一般采用25～30°為宜。2023/2/292023/2/210㈡輔助水平標(biāo)高的確定延深輔助水平的標(biāo)高是根據(jù)井底水窩的深度，保護(hù)設(shè)施的厚度和提升翻矸所要求的高度決定的。延深輔助水平至生產(chǎn)水平的高度參照?qǐng)D13-3按下式確定：H—延深輔助水平底板至生產(chǎn)水平底板的高度；h1—延深輔助水平至翻矸臺(tái)的高度，一般高為4m；h2—翻矸臺(tái)至天輪中心的高度，通常為10～12m；h3—天輪中心至保護(hù)設(shè)施底部的高度，一般取2.5～3.0m；

h4—保護(hù)設(shè)施的厚度，保護(hù)巖柱時(shí)為6～8m；人工保護(hù)盤時(shí)為2.5～3.0m；h5—保護(hù)沒施頂部至生產(chǎn)水平的高度，相當(dāng)于井底水窩深度。2023/2/2112023/2/212二、延深輔助巷道和硐室布置

巷道的布置方式有以下兩種：一種是一條輔助暗斜井，主、副井各用一個(gè)輔助水平，如圖13-44所示。

2023/2/213另一種是一條輔助暗斜井，主、副井共用一個(gè)輔助水平，如圖13-5所示。

2023/2/2142023/2/2152023/2/2162023/2/217三、井筒施工設(shè)備布置㈠井內(nèi)施工設(shè)備的布置與懸吊

利用輔助水平延深井筒時(shí)，井內(nèi)施工設(shè)備的布置原則與新井開鑿時(shí)是一樣的，即要求各設(shè)備間有一定的安全距離，互不影響和干擾，以保證井筒延深工作的方便和安全。圖13-6為李二礦副井第三水平延深時(shí)井內(nèi)設(shè)備市置圖。

2023/2/218為了減少硐室開鑿工程量，簡(jiǎn)化天輪平臺(tái)布置，應(yīng)盡量減少懸吊施工設(shè)備用的鑿井絞車的臺(tái)數(shù)，為此可采用單繩懸吊管路(圖13-7)或井壁固定管路(圖13-8)等方式。

2023/2/219㈡提升設(shè)備布置主井提升機(jī)和主、副井鑿井絞車一般都布置在延深輔助水平。李二礦延深時(shí)副井提絞設(shè)備布置如圖13-9所示。

2023/2/220四、施工過程⑴自生產(chǎn)水平向下掘進(jìn)輔助暗斜井，而后施工輔助水平巷道和硐室。⑵施工提升間。提升間是指自輔助水平至保護(hù)巖柱或人工保護(hù)盤的這一段井筒。該段井筒一般采用普通反井法施工。⑶在提升間及其他延深輔助巷道、硐室掘砌完畢，并安設(shè)好設(shè)備后，就自上向下按井筒設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行延深施工。

⑷施工至設(shè)計(jì)深度時(shí)，進(jìn)行馬頭門施工和井筒安裝工作。

⑸拆除保護(hù)巖柱或入工保護(hù)盤，為了保證安全，拆除巖柱或保護(hù)盤時(shí)，上部井筒的生產(chǎn)提升必須停止。2023/2/221保護(hù)巖柱的拆除，可以自上向下全斷面進(jìn)行，或自下向上先以小斷面反井掘至生產(chǎn)水平井底，而后自上向下擴(kuò)大到設(shè)計(jì)斷面。采用前一種拆除方法，需要清理井底煤泥，工作比較困難，所以實(shí)際施工中多采用后一種拆除方法。后一種拆除方法可以利用繩道排矸(圖13-10)。

2023/2/2222023/2/223第二節(jié)利用延深間延深井筒設(shè)計(jì)井筒時(shí)若頂留有延深間，或者將井筒內(nèi)的梯子等設(shè)備拆除后，梯子間有足夠的斷面積可以作延深間用；或者井筒內(nèi)設(shè)計(jì)有兩套提升沒備，將其中一套改裝為吊桶提升能不影響生產(chǎn)時(shí)都可以考慮采用此法延深井筒。一、延深井筒斷面布置

㈠延深井筒橫斷面斷面布置延深井筒橫斷面布置一般根據(jù)生產(chǎn)井筒永久斷面布置和井內(nèi)延深施工的設(shè)備布置情況通常采用以下三種形式。

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1．利用頂留有延深間布置施工設(shè)備

原井筒永久斷面設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)留出延深位置，待井筒延深時(shí)，可直接布置施工設(shè)備，直接與地面相通。它因受斷面限制，只能布置小型提升容器，施工速度慢。

2．利用梯子間布置施工設(shè)備

將原梯子間內(nèi)的梯子間平臺(tái)和梯子梁拆除，布置施工設(shè)備。它的井筒斷面利用率高，但改裝工程量大，只適用于有梯子間的副井中。3．利用永久提升間布置施工設(shè)施

當(dāng)井內(nèi)生產(chǎn)水平為多套提升容器提升、又無預(yù)留延深間或梯子間、并對(duì)礦井生產(chǎn)提升影響不大時(shí)，可摘掉一套提升設(shè)備，利用該提升設(shè)備的提升間布置施工設(shè)備。并可利用原有的提升機(jī)，掛上吊桶即可施工，它的改裝量小，可布置大吊桶，施工速度快。2023/2/225㈡延深井筒縱斷面布置1．提升機(jī)和卸矸臺(tái)布置在地面2023/2/2262．提升機(jī)設(shè)于地面，卸矸臺(tái)布置在井下2023/2/227二、井筒設(shè)備懸吊及硐室布置⑴利用延深間施工的設(shè)備一般分別為地面、生產(chǎn)水平和輔助水平多層懸吊。⑵除吊桶及穩(wěn)繩是根據(jù)提升機(jī)和與卸矸臺(tái)的布置水平位置確定外，在井筒橫斷面布置允許時(shí)，混凝土輸送管應(yīng)盡可能布置在地面。其它壓風(fēng)、排水、供電等管線，一般應(yīng)納入到井底車場(chǎng)的生產(chǎn)系統(tǒng)中去，而懸吊吊盤的鑿井絞車可布置在輔助水平。⑶井內(nèi)設(shè)備的懸吊也應(yīng)采用多種方法，減少井下材料堆放與硐室開鑿工程量，充分利用井下原有巷道和硐室，并盡可能將鑿井絞車布置在同一硐室中，以便于管理。2023/2/228三、延深施工㈠延深施工準(zhǔn)備工作1．井底清理工作由于提升灑落煤、石和沉淀淤泥，在井底堆積著雜物和充滿積水。為了將井底水窩用隔墻隔開，以形成穿過巖柱的延深間(內(nèi)分提升間和梯子間)，如圖13-15所示，必須首先清理井底。

2．提升間施工

㈡井筒延深施工過程延深工作的內(nèi)容和各施工工序與利用輔助水平延深井筒相同。

2023/2/229四、利用延深間延深井筒的優(yōu)缺點(diǎn)這種延深方法具有延深輔助工程量小，延深準(zhǔn)備工期短，施工總投資少等優(yōu)點(diǎn)。這種延深方法的缺點(diǎn)是提升吊桶容積小，提升一次循環(huán)時(shí)間較長(zhǎng)，影響井筒延深施工速度。特別是當(dāng)延深提升高度超過500米時(shí)，其提升能力很準(zhǔn)滿足延深施工的要求。2023/2/230第三節(jié)利用反井延深井筒一、概述利用反井延深井筒如圖13-16所示。在井筒延深施工前，如果已有一個(gè)井筒到達(dá)延深新水平（圖13-16，a），或生產(chǎn)時(shí)使用的下山已經(jīng)到達(dá)延深新水平(圖，13-16，b)，并有巷道通往延深井的井底位置時(shí)，即可采用此法延深。

2023/2/231采用反井延深井筒時(shí)，是由延深新水平自下向上開鑿一小斷面反井，待小斷面反井掘進(jìn)至延深輔助水平時(shí)，再自上向下按照井筒設(shè)計(jì)斷面分段刷大和砌壁。井筒與馬頭門掘砌完畢后，便進(jìn)行筒永久裝備工作。最后施工保護(hù)巖柱段井筒或拆除人工保護(hù)盤，并完成整個(gè)井筒的安裝工作。

2023/2/232二、普通反井法施工法普通反井施工法是個(gè)老方法，但在延深施工中至今仍被采用。它的施工情況如圖13-17所示。

2023/2/233普通反井施工法的缺點(diǎn)是：人員爬梯子上下困難。勞動(dòng)強(qiáng)度大、材料運(yùn)輸不方便、坑木消耗量大、通風(fēng)條件差工作面易聚集瓦斯、在地質(zhì)和水文地質(zhì)條件較差時(shí)將會(huì)影響作業(yè)和安全。昔通反井施工法山有它的優(yōu)點(diǎn)；延深輔助工程量小、與生產(chǎn)提升工作相互影響小、工作面不需要裝巖和排水。不需要大型提絞設(shè)備，大大簡(jiǎn)化了懸吊設(shè)備布置。反井的斷面形狀和尺寸，應(yīng)根據(jù)反井的支護(hù)型式、井筒直徑、反井高度、地質(zhì)條件和可能達(dá)到的垂直精度來確定。反井的斷面形狀多采用矩形，其斷面面積為6～8㎡。2023/2/234三、吊罐反井施工法利用吊罐施工反井的主要過程如圖13-8所示，一般情況下需要在生產(chǎn)水平之下開鑿一個(gè)較小的延深輔助水平1，而后自輔助水平沿延深井筒中心鉆一垂直鉆孔2到達(dá)新水平3，在輔助水平設(shè)一臺(tái)提升機(jī)5，提升用的鋼絲繩穿過鉆孔2至新水平與吊罐4連接。2023/2/235作業(yè)人員在吊罐上自下向上進(jìn)行反井作業(yè)，待小斷面反井與延深輔助水平貫通后，再自上向下分段刷大井筒和進(jìn)行永久支護(hù)，最后進(jìn)行井筒安裝和收尾工作。

㈠反井?dāng)嗝娴拇_定反井?dāng)嗝嫘螤羁梢允菆A形、矩形或方形。在煤礦中，吊罐反井的斷面形狀采用圓形．反井?dāng)嗝娉叽绲拇笮∨c巖層的穩(wěn)定性有關(guān)，其面積應(yīng)能滿足兩臺(tái)鑿巖機(jī)同時(shí)打眼的要求。反井?dāng)嗝嬉话憧刹捎?×2㎡的方形斷面，或采用直徑為2m的圓形斷面，反井?dāng)嗝娉叽缫部筛鶕?jù)具體的吊罐尺寸確定。2023/2/236㈡準(zhǔn)備工作在原生產(chǎn)水平的車場(chǎng)附近向下掘一斜巷，當(dāng)其垂直深度約位于井底水窩下10米時(shí)，轉(zhuǎn)為平巷掘進(jìn)到延深井筒的位置，并開鑿硐室形成—個(gè)較小的延深輔助水平。該輔助水平的作用是安設(shè)鉆機(jī)鉆中心孔以及布置提絞設(shè)備。提升吊罐鋼絲繩所穿過的鉆孔稱為繩孔，繩孔應(yīng)盡量位于井筒中心，繩孔的偏斜不得使反井超出井筒掘進(jìn)斷面范圍。反井?dāng)嗝鎯?nèi)除有繩孔外，還應(yīng)有一個(gè)輔助孔，用于下放管線或作為繩孔的備用孔。兩孔的距離應(yīng)使兩孔既不互相穿透、又能都處在反井?dāng)嗝嬷畠?nèi)。鉆孔直徑要比鋼絲繩連接器最大外徑大10～30㎜，連接器直徑通常為90～100㎜。兩個(gè)鉆孔的直徑要耍相同，選擇其中偏斜率較小的作為繩孔。2023/2/237㈢反井施工利用吊罐掘進(jìn)反井的開始高度為3.5～4.5m。反井開始的1～2米是站在巖堆上進(jìn)行打眼裝藥的。利用吊罐掘進(jìn)時(shí)，先將鑿巖爆鍛工具和器材裝入吊罐，炸藥和雷管要分別用防水絕緣膠貸包裝好，放入吊罐下部的藥箱內(nèi)，將風(fēng)水軟管和信號(hào)照明電纜等與吊罐連接好。提升鋼絲繩與吊罐連接好后便將吊罐提起，待吊罐停穩(wěn)后作業(yè)人員方可進(jìn)入吊罐，隨后提升吊罐到工作位置。

吊罐的升降，由吊罐內(nèi)的信號(hào)直接與提升機(jī)司機(jī)聯(lián)系。吊罐到達(dá)工作位置后，借助自身的支撐裝置將吊罐穩(wěn)定好。作業(yè)人員首先要檢查和處理工作面上的浮石，保證作業(yè)安全。隨后，展開工作臺(tái)，進(jìn)行打眼和裝藥工作。最后將工具收拾好進(jìn)行連線，檢查連線無誤后就可下放吊罐并將吊罐移到安全地點(diǎn)。放炮前還要將提升鋼絲繩及其他管線提到上部安全位置。

2023/2/238放炮通風(fēng)后，下放提升鋼絲繩與吊罐連接，然后進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)作業(yè)。井底裝巖工作與吊罐上打眼、裝藥工作平行，裝巖時(shí)必須先設(shè)置好保護(hù)蓋板以防落石傷人。為了確保吊罐的安全運(yùn)行和準(zhǔn)確停車，在輔助水平、反井井底和吊罐上都要安設(shè)電鈴和燈光信號(hào)。為了防止發(fā)生卡罐和過卷事故，在絞車上應(yīng)設(shè)有保護(hù)裝置。2023/2/239㈣專用設(shè)備

1．吊罐吊罐既是一個(gè)提升容器，又是一個(gè)可以展開和收攏的工作平臺(tái)。

1）華-1型吊罐華-1型吊罐由折疊式平臺(tái)①、可伸縮吊架②、保護(hù)傘⑧和風(fēng)動(dòng)橫撐④等部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖13-21所示。

2023/2/2402）氣動(dòng)吊罐氣動(dòng)吊罐是一種設(shè)備比較完善的新型吊罐，它由吊罐、軟管絞車、氣動(dòng)提升機(jī)和鋼絲繩配套而成，其結(jié)構(gòu)如圖13-22所示。

2023/2/2412023/2/242

2．絞車提升吊罐的絞車通常有固定式和游動(dòng)式兩種：游動(dòng)式絞車具有外廓尺寸小、使用方便和鋼絲繩與繩孔的磨損小等優(yōu)點(diǎn)。華-1型吊罐絞車是應(yīng)用較廣泛的一種游動(dòng)絞車，其構(gòu)造如圖13-23所示。

2023/2/243㈤反井鉆機(jī)法鉆機(jī)的鉆進(jìn)方式為下鉆上擴(kuò)式，其施工工藝如圖13-24所示。首先從上水平巷道向下鉆一小直徑先導(dǎo)鉆孔，與延深水平貫通后，卸下先導(dǎo)孔鉆頭，換上大直徑擴(kuò)孔鉆頭，然后自下向上擴(kuò)孔鉆進(jìn)，破碎下來的巖石落至井底裝車外運(yùn)。擴(kuò)孔至上水平還有3m時(shí)，應(yīng)當(dāng)慢速鉆進(jìn)，并密切注視基