立井井筒机械化配套快速施工 

　　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、快速施工。

　　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 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，使空压机工作在经济的状态，功率因数cos < 值达到 高，电能消耗降到 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、快速施工创造了条件。

　　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、快速施工。