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立井井筒机械化配套优质快速施工 

发布时间:2017/10/19

  摘 要:汶南煤矿 扩大区立风井井筒由新矿集团华新建筑工程集团有限公司施工。施工时采用凿井机械化配套设备,并结合具体情况对机电设备进行了改进,同时加强施工组织和管 理,取得了较好的施工效果,平均月成井达115.29m ,全井筒施工工期仅7.5 个月,井筒工程质量全优,实现了安全、优质、快速、高效施工。
  关键词:机械化凿井设备;立井井筒;快速施工;改进
  新矿集团汶南煤矿扩大区立风井井筒设计净直径6.0m ,深864.698m。井颈段钢筋混凝土支护,厚1 000mm ;基岩段素混凝土支护,厚450mm。混凝土强度等级C20 。井筒自上而下主要穿过1.5m 厚表土层、746.7m 厚第三系官庄组红砂岩(新红层)和108.3m 厚侏罗系蒙阴组红砂岩(老红层,未透) ,岩石硬度系数f = 2~7 。井筒水文地质条件比较简单,累计涌水量5.7m3/ h 。井筒施工单位为新矿集团华新建筑工程集团有限公司。
  1  施工机械化配套设备
  汶南煤矿扩大区立风井井筒深、断面大,地质构造简单。根据工程实际情况,装备了先进的机械化凿井配套设备,见附表。
  2  井筒布置
  211  地面布置
  井筒地面变电所为6kV 双回路供电,设有1 台STL - 560/ 6 电力变压器和1 台KS7 -附表 立风井施工机械化配套设备
  序号设备名称规格或型号数量
  1 主提升机J KZ2.8/ 15.5 1 台
  2 副提升机2J K3.0/ 2.0 1 台
  3 主提吊桶3m3 2 个
  4 副提吊桶3m3 2 个
  5 凿井井架ⅣG改1 架
  6 自动翻矸装置座钩式2 套
  7 凿井稳车稳车群15 台
  8 双层吊盘1 个
  9 伞钻FJD6A 1 台
  10 抓岩机HZ - 6 1 台
  11 砌壁模板MJ Y- 4.28/ 6.0 1 套
  12 混凝土搅拌机J S - 1000 1 台
  13 自动配料机PLD - 1600 1 台
  14 空压机5L - 40/ 8 ,4L - 20/ 8 共3 台
  15 信号系统DX - 1 型声光信号器10 台
  16 排矸汽车8t 自卸汽车2 辆
  17 装载机ZL50 1 台
  18 扇风机SNG250 高效风机1 台
  315/ 6 矿用变压器。有两套单钩提升系统。
  主提升机(J KZ2.8/ 15.5 型) 提3.0m3 吊桶;
  副提升机(2J K3.0/ 2.0 型) 也提3.0m3 吊桶。
  布置2 台5L - 40/ 8 空压机和1 台4L - 20/ 8空压机向井底设备供风,总装机容量100m3/min。井下通风采用法国产SN G250 型高效风机,压入式通风,保证井底有新鲜空气。采用15 台不同型号的稳车悬吊吊盘、模板、管道等。其中吊盘悬吊稳车2 台(J ZM - 40/1000) ,下移式金属模板悬吊稳车3 台(J Z -16/ 800A) ,主、副提稳绳悬吊稳车4 台(J Z -10/ 600) ,溜灰管悬吊稳车1 台(2J ZM - 25/1000) ,风管及风筒悬吊稳车2 台(JZ - 16/ 800A) ,放炮电缆及备用电缆悬吊稳车2 台(JZ -10/ 600) ,安全梯悬吊稳车1 台(JZA - 5/ 1000) 。地面设混凝土搅拌站,布置有PLD - 1600 型自动配料机和JS - 1000 型混凝土搅拌机,装载机上料。排矸用8t 自卸汽车。
  212  井筒内布置
  井筒内设双层吊盘,由2 台稳车悬吊,采用轮胎稳盘装置。凿岩用FJD n 6A 型伞钻,装岩用HZ - 6 型中心回转抓岩机,砌壁用MJ Y- 4.28/ 6.0 型整体下移式金属模板,脱模用BYQ 型气动液压泵。井下照明采用DGC175/ 127 金属卤化物投光灯。采用DXn 1 型通讯声光信号器,保证了正常通讯及准确发送信号。
  3  机械化设备及装置的应用
  (1) 大型凿井井架
  汶南煤矿扩大区立风井凿井施工采用ⅣG改型凿井井架,钢管结构。为满足伞钻悬吊要求,对ⅣG型井架进行了改造,即将原4 根架腿加高215m,加高后的井架总高度为30127m。在+ 25197m 处设天轮平台,在+ 1016m 处设翻矸平台。翻矸平台上设有两套独立的座钩式自
  动翻矸装置和两套独立的翻矸信号装置。簸箕斗式翻矸溜槽将矸石直接落地,由装载机装入自卸汽车运往排矸场。溜槽起落由电动绞车带动,灵活快捷,排矸迅速。10m 长的伞钻悬吊钢梁(36 号工字钢梁) 设在主提翻矸台下面,伞钻由10t 手动跑车牵引移位。
  (2) 提升机信号闭锁、后备保护及安全回路故障显示装置主、副提升机均配置了GQXH - 2 型信号闭锁装置,GQTS n 2 型电脑后备保护装置和自行研制的安全回路闭锁触点故障显示装置。信号闭锁装置有语音提示,明线特殊信号,记忆,全方向闭锁,减速回路控制,信号显示等功 能。电脑后备保护装置可数显当前提升深度、速度,开钩次数;具有上、下限位安全保护,超速、限速保护,上、下减速点自动减速保护,2m/ s 接近井口控制保护和深度失灵保护等功能。安全回路闭锁触点故障显示装置可直接显示故障点,并可在1s 内迅速短接故障点,立即恢复正常运行。这些先进装置的应用,不仅对安全施工起到了保障作用,而且对加快施工速度,提高施工效率起到了促进作用。
  (3) 空压机综合保护装置
  2 台5L n 40/ 8 空压机都配置了GQ YFn 2A 型综合保护装置,不仅能数显6 路温度(风包温度,一级缸温度,二级缸温度,润滑油温度,冷却水温度,出水温度) 测定值,还具有超温报警,超风压保护,断水保护,断油保护和超油压保护功能。该装置对空压机起到了监护作用;对机械设备正常运转,安全施工和供压风起到了 保障作用。励磁电流、电压的精确调整,完全符合规定值,使空压机工作在最经济而高效的状态,功率因数cos < 值达到最高,电能消耗降到最低。
  (4) 凿井稳车集控装置
  稳车分布在井筒东、西、南、北区,其控制柜、控制器、电阻箱均布置在各自稳车区一
  侧。吊盘悬吊采用2 台稳车,人工操作。主、副提稳绳悬吊采用4 台稳车,布置在北、南两个稳车区内,应用同步运行集中控制装置。整体下移式金属模板悬吊采用3 台稳车,安
  装了全自动五级加速液压模板集控装置(自行设计安装) 和急停装置。集控装置的应用,
  实现了模板稳车的集中控制;同时也允许稳车单车单调,同步运行,油泵与正、反转的电
  气闭锁和油泵升起提示。急停装置可确保安全生产。
  (5) 自动化混凝土集中搅拌站
  在井筒东边设有自动化混凝土集中搅拌站,安装了1 台J S n 1000 型搅拌机和1 台PLD n 1600 型自动配料机,砂子、石子、水泥、外加剂均采用电子秤计量方式,配料精确度高、操作方便、使用可靠。配料过程利用电脑实现自动化控制。
  (6) 溜灰管、压风管
  溜灰管、压风管都用<159mm 无缝钢管,分别敷设在井筒东、西两侧。溜灰管下端与缓
  冲器相连。混凝土经溜灰管输送到安装在吊盘上层盘上的分灰器内,二次搅拌后,经两根
  8 软管对称入模。禁止直接入模,以避免混凝土离析,影响井壁质量。压风管下端与分风
  器相连,分接出多个风头阀门,供各类风动设备使用;另外再分接1 个总阀门,供伞钻使用,
  保证伞钻正常用风量不小于77m3/ min。
  (7) 轮胎稳盘装置
  施工吊盘为2 层,层间距4m。立柱用28 号工字钢,每层4 根。立柱上、下端与吊盘悬吊大卡用螺栓连接。在下层盘上进行信号、通讯操作。下层盘与上层盘均采用轮胎稳盘装置。先进的轮胎稳盘装置替代了原来的丝杠式顶 丝稳盘装置(不但容易破坏井壁,而且起落吊盘时必须先松开丝杠顶丝,调平盘面后再紧固顶丝,十分麻烦) ,不仅在抓岩机抓岩时缓冲了上下冲击力,而且还保护了永久井壁,使其不会被破坏; 同时提落吊盘时,它还能起到导轨的作用,保持吊盘平稳,确保安全作业。
  (8) 中心回转抓岩机
  施工时采用1 台HZ n 6 型中心回转抓岩机装岩。通过对抓片进行改造,即在抓片尖部焊接厚度30mm 的钢板,加工成尖三角形,使抓片厚度增加(强度提高) ,抓片闭合严密(避免碎岩漏掉) ,提高了装岩能力,加快了装岩速度。
  (9) 伞钻
  井筒掘进时采用FJD - 6A 型伞钻配6台YGZ - 70 型独立回转式凿岩机凿岩。炮孔直径42mm ,有效深度4.2m ,爆破进尺可达3.8m ,整个掘砌循环只需18~20h ,施工速度大大提高。
  (10) 砌壁模板、脱模泵、井下照明灯及声光信号器井筒砌壁采用MJ Y- 4.28/ 610 型整体下
  移式金属模板,高4.28m ,质量23t ,由15 块模板拼装后用螺栓连接成一体。模板由地面3台稳车悬吊,集中控制,同时下放;用BYQ A型气动液压泵脱模, 整个过程只需几分钟。脱模后下放模板并抄平找正,浇筑混凝土。井下照明采用DGC175/ 127 型金属卤化物投光灯,照明距离可达60m。井下通讯、信号采用两台(主、副提各1 台) 独立的DX - 1 型通迅声光信号器分别与主副提升机房、井口信号室相连,做到一处三通(井底、井口、提升机房) ,集声光、信号、通话按钮为一体;还可以根据需要,外接白炽灯和电铃。信号器能发送和接收信号,发出的声响频率达85dB。发光二极管发出的光可在30m 处清晰可见。单工对讲,实现了动力线载波对讲功能,为清晰的传送,有效地接收和高效施工提供了便利。
  4  施工组织与管理
  井筒施工实行四班作业制,滚班作业,即钻爆班、出矸班、砌壁班、清底班轮流作业。单班完成规定的作业后,转入下一个单班作业。整个工序环环相扣,衔接紧 密,工时利用十分紧凑。上一工序作业全部完成后,方可转入下一工序施工。这样施工,有助于提高劳动效率,加快施工速度。井筒工程实行项目法管理,新组建了 汶南煤矿扩大区立风井项目部。为确保工程质量和施工安全,项目部设有监督和管理部门。项目部任务明确,职责清晰,运作正常。项目部以经济效益为中心,做好 物资和设备采购控制工作,加强工程材料使用管理。在工期、质量、安全和成本控制方面,项目部制定了严格的奖惩制度。项目部建立健全了各项管理制度、用工制 度和分配制度,并创立了每周五安全例会制度。安监员、项目部经理、班队长、安全网员参加例会,及时上报和处理有关安全问题,对安全和快速施工起到了一定的 促进作用。
  项目部实行班、队长全员风险抵押制度,充分调动了他们的主观能动性和积极性,并带动广大员工积极工作,出现了员工保班组、班组保区队、区队保全局的良好的互保局面,为实现井筒安全、优质、快速、高效施工创造了条件。
  5  施工效果
  汶南煤矿扩大区立风井井筒施工队伍于2003 n 02 n 04 正式进点施工大临工程,2003 n 03 n 18 正式开始井筒掘砌,当月成井115m , 5 月份成井120m , 6 月份成井138m ,连续6 个月成井过百米。2003 n 10n 19 贯通明风,11 月5 日井筒竣工,全井筒施工工期仅为7.5 个月(比合同工期提前215 个月) ,平均月成井115.29m ,工程质量全优,实现了安全、优质、快速、高效施工。
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