杜瑞臣

摘要：隨著我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的不斷加快及其改惡開發(fā)的不斷深入，我國的礦井建設(shè)工程也在持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。立井井筒工程量占礦井建設(shè)總工程量僅3.5%～5%，但其建設(shè)工期卻占總工期的40%左右。隨著市場競爭及提高經(jīng)濟(jì)效益的要求，加快立井施工速度，是縮短礦井建設(shè)工期的關(guān)鍵，特別是大于800m的深立井井筒，加快施工速度尤其重要。為此，本文以立井井筒的快速施工方法誒研究對象，淺析立井井筒的快速施工。

關(guān)鍵詞：立井、井筒、立井井筒的快速施工、

1. 立井井筒的分類

立井是從礦井到達(dá)地面的主要進(jìn)出口，是提高煤炭運(yùn)輸、升降人員，材料，設(shè)備，以及通風(fēng)和排水工程的咽喉。

立井井筒按照用途大致可以分為以下幾種：

（1） 主井

專門用于提升煤炭的井筒為主井。在大、中型礦山中，提升煤炭的容器為箕斗，因此主井也被稱為箕斗井。

圖1—主井（箕斗井）斷面圖

（2） 副井

用于升降人員，材料，設(shè)備和提升煤矸石的井筒叫副井。副井的提升容器為罐籠，所以副井又叫做罐籠井。

（3） 通風(fēng)井

專門用于通風(fēng)的井稱為通風(fēng)井。除了用做通風(fēng)外，還可以作為礦井的安全出口。

2. 立井井筒裝備

豎井井筒裝備是指安設(shè)在井筒內(nèi)的空間結(jié)構(gòu)物，主要包括罐道、罐梁（和托架）、梯子間、管路電纜、防過卷裝置以及井口和井底金屬支撐結(jié)構(gòu)等。罐道和罐梁是井筒裝備的主要組成部分，保證容器增加設(shè)施的安全運(yùn)行。井筒裝備根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的可以分為剛性裝備（剛性罐道）和柔性裝備（鋼絲繩罐道）。

2.1罐道

罐道是促進(jìn)容器在井筒內(nèi)操作的導(dǎo)向裝置，具有一定的強(qiáng)度和剛度，以減少容器的橫向振動。有木質(zhì)罐道、鋼軌罐道、型鋼組合罐道、整體軋制罐道、復(fù)合材料罐道和鋼絲繩罐道等，鋼絲繩罐道是一個靈活的罐道，與其他剛性導(dǎo)相比，不用罐梁，通風(fēng)阻力小，安裝方便，減少材料消耗，提高運(yùn)行穩(wěn)定，因此被廣泛應(yīng)用。

2.2罐梁

豎井裝備采用剛性罐道時，在井筒內(nèi)需安設(shè)罐梁以固定罐道。罐梁沿井筒全深每隔一定距離布置一層，一般都采用金屬材料，如工字鋼、型鋼等。

罐梁與井壁的固定方式有梁端埋入井壁和樹脂錨桿固定兩種，前者需要在井壁上預(yù)留或現(xiàn)鑿梁窩；后者可以用樹脂錨桿將梁支座直接固定在井壁上。

2.3其他隔間

當(dāng)豎井作為礦山安全出口時，井筒內(nèi)必須設(shè)置梯子間，梯子間兩平臺之間的垂直距離不得大于8m，梯子斜度不得大于80°。梯子間除作為安全出口外，還可利用它進(jìn)行井筒檢修和卡罐事故處理。管路間和電纜間安設(shè)有排水管、壓風(fēng)管、供水管和各種電纜。為了安裝和檢修方便，管路間和電纜間一般布置在靠近梯子間的一側(cè)。

3.立井井筒的結(jié)構(gòu)

煤礦立井井筒一般為圓形。井筒自上而下可分井頸、井身、井底三個部分。根據(jù)需要，在井筒的某個部位還設(shè)有壁座。

3.1井頸

井頸是指靠近地表，井壁需要加厚的一段井筒（用于承受井架提升的動荷載及周圍建筑物的靜荷載，其深度在礦山一般為15—20m。）

3.2井身

井身是井頸以下到罐籠出車水平（副井）或箕斗裝載水平（主井）部分，是井筒的主要組成部分。

3.3井底

井身以下部分為井底，其深度取決于提升過卷高度、井底裝備要求和井底水窩的深度。主井（用于箕斗提運(yùn)煤炭或礦石的井筒）的井底深度一般為35m—75m不等；副井（用于人員和部分下料、提升）的井底深度一般為10m左右；風(fēng)井的井底深度一般為4—5m。

4.立井井筒的快速施工技術(shù)特點(diǎn)

4.1根據(jù)立井井筒直徑、深度和地質(zhì)條件，對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行合理配置，快速施工；

4.2施工中各工序之間要緊密聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)；

4.3井筒開鑿后立即進(jìn)行永久支撐井壁作業(yè)，不需要進(jìn)行臨時支護(hù)。這樣做節(jié)省臨時支護(hù)時間和材料，減少了施工過程，確保施工安全，有利于降低工程成本，提高企業(yè)的競爭力；

4.4每種類型的工作實(shí)現(xiàn)專業(yè)化，充分發(fā)揮主觀能動性；

4.5掘砌高建造一般為3 ～ 5米，有利于深孔爆破的實(shí)施，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的優(yōu)勢；

5.預(yù)防措施

5.1先讓后抗原則

（1）在掘進(jìn)周邊荒徑中，開切豎向卸壓槽，長度為一模段高，在井幫均勻開挖卸壓槽（槽寬×槽深×槽間距=300×200×500～700mm），其內(nèi)充填蘆葦笆當(dāng)粘土膨脹時，其膨脹土流入槽內(nèi)空間，體現(xiàn)出“卸壓”的效果。

（2）加強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度，加密鋼筋布置，同時提高混凝土的強(qiáng)度，體現(xiàn)出“抗”的原則，使粘土出現(xiàn)膨脹時，能抗住膨脹壓力。

5.2減少井壁的曝光時間

（1）組織足夠的人力、材料和機(jī)械力快速分步開挖。先挖超前小井，使井筒中心超前小井低于工作面1m以上，以防止空氣和井的溫度差，然后刷幫，釋放一些壓力；

（2）在短時期內(nèi)采用支撐開挖，小斷面高速開挖，高度控制在2米，縮短凍土井幫暴露時間，減少位移；

5.3表土凍結(jié)段外壁混凝土摻防凍劑高效減水劑，以提高混凝土的早期強(qiáng)度，使混凝土強(qiáng)度24小時超過設(shè)計值的50%，72小時內(nèi)超過設(shè)計值的80%，內(nèi)壁套砌時摻放防裂密實(shí)劑，提高抗?jié)B性，提高封水效果；

5.4掘進(jìn)時井幫遇到異物要剔除，確保不因異物擠占空間致使砼井壁厚度不夠；

5.5調(diào)整凍結(jié)方式，加強(qiáng)井筒外部凍結(jié)孔的流動量，減少凍結(jié)孔內(nèi)的流動量，使井幫內(nèi)凍結(jié)總流量不變，凍結(jié)溫度下降，減少凍脹力的粘土層，且不降低凍結(jié)壁厚度；

5.6加強(qiáng)已暴露井壁的位移觀測，掌握粘土層膨脹率。在厚粘土層或膨脹粘土層的施工過程中，當(dāng)井幫位移太快或膨脹量過大時，在混凝土墻和井幫之間鋪設(shè)50毫米厚的聚苯乙烯泡沫塑料板，以緩解粘土層的擴(kuò)展空間和減少在低溫下對混凝土強(qiáng)度的影響；

5.7進(jìn)行內(nèi)冷變形應(yīng)力，凍結(jié)壁變形，井壁鋼筋溫度等內(nèi)容的監(jiān)測，利用科學(xué)的方法和可靠的數(shù)據(jù)來指導(dǎo)施工；

5.8提前準(zhǔn)備背板等應(yīng)急物資，當(dāng)發(fā)現(xiàn)變形膨脹較大時，在外壁和井幫之間的路段采取加厚泡沫塑料板厚度等措施。如井幫位移過大時，每20米添加槽鋼威爾斯圈，加強(qiáng)外墻的支持。井圈鋪設(shè)在鋼筋外側(cè)井幫上，當(dāng)井幫早期混凝土凝固后進(jìn)行澆注；

5.9通過信息化建設(shè)，加強(qiáng)和凍結(jié)單位、科研部門的密切合作，做好預(yù)測預(yù)報，掌握凍結(jié)管偏斜和凍結(jié)壁的相關(guān)參數(shù)，觀察凍結(jié)壁位移的變化，及時采取相應(yīng)的施工措施；

5.10如果探明含水層的水壓力很高，水量是非常大的，并且有供水源時，探放水不能消除水患時，應(yīng)采取工作面注漿或地面預(yù)注漿等措施進(jìn)行處理，防止淹井。

6.結(jié)語

近幾年來，我國的煤炭行業(yè)基本建設(shè)快速發(fā)展，建井技術(shù)與工藝不斷更新進(jìn)步與完善。我們要適應(yīng)行業(yè)技術(shù)變革，優(yōu)化統(tǒng)一立井掘砌施工的先進(jìn)模式、技術(shù)規(guī)范和管理要求，科學(xué)指導(dǎo)實(shí)施，提高施工水平，促進(jìn)立井項(xiàng)目管理創(chuàng)新與發(fā)展，實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理的“模式化、機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化”要求。加快立井施工速度，縮短礦井建設(shè)工期，積極為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱學(xué)勝.獲各琦銅礦深立井快速施工工藝優(yōu)化及管理研究.2011-09-01