第九章立井开凿
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第九章立井开凿立井又称竖井,是矿井井下通往地面的主要出口,是用来提升有用矿物、上下人员,下放材料设备和通风排水的垂直巷道。
由于井筒的用途及井筒内布置的提升容器不同,可分为罐笼井、箕斗井和风井。
整个立井从上到下是由井颈、井身和井底三个基本部分组成(图9—1)。
井筒最上段直接通达地表,井壁需要加厚的部分称为井颈。
一般情况下,井颈部分深度为15~20m,井颈壁厚为1.0~1.5m。
从井颈以下到井底车场水平以上这段井筒称为井身,它是井筒的主干部分,多位于基岩中,若表土层厚度较大,有一部分井身也可在表土层中。
井底车场水平以下的井筒部分叫做井底。
井底的深度是由提升过卷高度、井底装备以及井底水窝要求确定的。
罐笼井井底深度一般为10m左右,箕斗井井底深度一般为35~75m。
井筒的深度取决于煤层的赋存条件和井田的开拓方式。
目前,我国已有超千米的立井十几座,最大深度达1060m。
图9-1 立井井筒的组成1—翻笼硐室;2—装载硐室第一节立井断面形状与尺寸一、立井断面形状立井井筒断面分纵断面与横断面。
纵断面中有井颈、井身、井底三个部分。
横断面形状有圆形、矩形和椭圆形等。
以下所述断面均为横断面。
横断面的形状根据井筒的用途、服务年限、井筒穿过岩层的性质及所用的支护材料确定。
立井多采用圆形断面,这是因为煤矿井筒所通过的地层多数不够稳定,而圆形断面既便于施工又易于维护,还可承受较大的地压。
地压小、服务年限不超过15a的小型矿井,有时采用矩形和多角形断面。
椭圆形断面一般在改建、扩建旧的矩形断面小井时应用。
二、立井断面尺寸立井撕面尺寸的大小决定于井筒的用途、设备和所需要通过的风量。
立井断面尺寸的确定步骤是:根据提升容器、井筒装备和井筒延深方式等因素,先按《安全规程》规定的设备间隙尺寸,用图解法或解析法求出井筒的近似直径,最后按通风要求确定井筒断面尺寸。
为便于采用标准设计,我国煤矿立井净直径按0.5m进级,净直径6.5m以上特殊布置的井筒或小煤窑井筒不在此限。
第九章立井开凿图9-1 立井井筒的组成1—翻笼硐室;2—装载硐室第一节立井断面形状与尺寸一、立井断面形状立井井筒断面分纵断面与横断面。
纵断面中有井颈、井身、井底三个部分。
横断面形状有圆形、矩形和椭圆形等。
以下所述断面均为横断面。
二、立井断面尺寸立井撕面尺寸的大小决定于井筒的用途、设备和所需要通过的风量。
第二节立井普通开凿法图9—3 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—吊盘上层盘;12—壁座;13—气动绞车;14—吊盘下层盘;15—金属模板;16—吊泵;17—抓岩机;18—吸水龙头;19—卸矸溜槽;20—溜槽闸门21—临时轨道;22—矿车;23—扇风机;24—压风机房;25—稳车;26—提升机房;27—风筒;28—滑架与保护伞;29—稳绳;30—提升钩头;31—吊盘裤叉绳;32—喇叭口;33—吊盘定位丝杠;34—输送混凝立的活节管;35—压风管;36—吊盘折页;37—分风器;38—风筒卡子;39—挂钩;40—井圈;41—背板;42—撑柱;43—吊桶(二)立井掘进的装岩、提升和排水1.装岩工作2.提升工作3.排水工作立井井筒施工中,工作面不可避免地出现涌水,井帮也会有淋水。
若涌水量小于8m3/h,可用压气泵将水排入吊桶带走;若涌水量每小时在8~50m3中间时,可用吊泵排水;涌水量再大时,应设中间泵房,中间截水,进行多段排水。
此外,在井筒掘进过程中,还应有良好的照明和信号设备。
(三)立井支护工作1.料石砌璇2.整体混凝土井壁施工3.喷射混凝土井壁施工第三节特殊凿井方法前述的表土施工方法是用于通过稳定或比较稳定的表土层,其共同点是先掘进后支护,统称为普通施工法。
当遇到流沙、淤泥等不稳定土层时,为实现打干井,并能顺利凿井,就要利用特殊施工方法。
一、板桩法板桩法是在土层开挖前,预先将板桩沿井筒周边外缘密集的打入土中,然后在它的保护下进行掘进。