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頁井巷工程第十三章

立井井筒延深12/14/20191第頁12/14/20192第頁12/14/20193第頁12/14/2019412/14/20195第頁井筒延深施工方案的選擇，應滿足以下要求：

1）在延深過程中，應保證礦井生產正常進行，盡量避免生產與延深工作互相干擾；應盡量利用已有的或永久性的井巷、硐室和設施為延深工作服務，減少臨時工程量，縮短準備工期，降低礦井延深投資；在延深過程中必須保證工作人員的安全，并應盡量縮短停止生產提升的時間。12/14/20196第頁第一節利用輔助水平延深井筒12/14/20197第頁這種延深方法，是由生產水平通過延深輔助暗井到達輔助水平，并在輔助水平布置延深用的巷道、硐室和安設延深施工設備。提升運輸系統及巷道硐室布置如圖13-l所示。

這種延深方法的特點是，對礦井的正常生產提升影響較小，但是延深輔助工程量大，延深準備期長，投資大，占用設備多。12/14/20198第頁一、輔助暗井位置及輔助水平標高的確定12/14/20199第頁㈠暗井位置暗井可以是暗斜井也可以是暗立井，我國一般采用暗斜井。用暗斜井時，其位置應滿足下列要求：暗斜井的上部車場應位于運輸、通風，下管線和供給空車都較為方便的地方，以確保材料、設備和矸石能及時供應與運出。如圖13-2所示。暗斜井位置的選擇，應考慮附近是否有巷道和硐室可作為存放材料和安裝機電設備使用。暗斜井井筒不得正對延深井筒，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。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。傾角一般采用25～30°為宜。12/14/201910第頁㈡輔助水平標高的確定延深輔助水平的標高是根據井底水窩的深度，保護設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水平的高度參照圖13-3按下式確定：H—延深輔助水平底板至生產水平底板的高度；h1—延深輔助水平至翻矸臺的高度，一般高為4m；h2—翻矸臺至天輪中心的高度，通常為10～12m；h3—天輪中心至保護設施底部的高度，一般取2.5～3.0m；h4—保護設施的厚度，保護巖柱時為6～8m；人工保護盤時為23.0m；h5—保護沒施頂部至生產水平的高度，相當于井底水窩深度。12/14/201911第頁12/14/201912第頁二、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、副井各用一個輔助水平，如圖13-44所示。12/14/201913第頁另一種是一條輔助暗斜井，主、副井共用一個輔助水平，如圖13-5所示。12/14/201914第頁12/14/201915第頁第頁12/14/20191612/14/201917第頁三、井筒施工設備布置㈠井內施工設備的布置與懸吊利用輔助水平延深井筒時，井內施工設備的布置原則與新井開鑿時是一樣的，即要求各設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井內設備市置圖。12/14/201918第頁㈡提升設備布置主井提升機和主、副井鑿井絞車一般都布置在延深輔助水平。李二礦延深時副井提絞設備布置如圖13-9所示。12/14/201920第頁四、施工過程12/14/201921第頁⑴自生產水平向下掘進輔助暗斜井，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巖柱或人工保護盤的這一段井筒。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

安設好設備后，就自上向下按井筒設計斷面進行延深施工。⑷施工至設計深度時，進行馬頭門施工和井筒安裝工作。⑸拆除保護巖柱或入工保護盤，為了保證安全，拆除巖柱或保護盤時，上部井筒的生產提升必須停止。保護巖柱的拆除，可以自上向下全斷面進行，或自下向上先以小斷面反井掘至生產水平井底，而后自上向下擴大到設計斷面。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)。12/14/201922第頁12/14/201923第頁第二節

利用延深間延深井筒12/14/201924第頁設計井筒時若頂留有延深間，或者將井筒內的梯子等設備拆除后，梯子間有足夠的斷面積可以作延深間用；或者井筒內設計有兩套提升沒備，將其中一套改裝為吊桶提升能不影響生產時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生產井筒永久斷面布置和井內延深施工的設備布置情況通常采用以下三種形式。1．利用頂留有延深間布置施工設備12/14/201925第頁原井筒永久斷面設計時，預留出延深位置，待井筒延深時，可直接布置施工設備，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。利用梯子間布置施工設備將原梯子間內的梯子間平臺和梯子梁拆除，布置施工設備。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。利用永久提升間布置施工設施當井內生產水平為多套提升容器提升、又無預留延深間或梯子間、并對礦井生產提升影響不大時，可摘掉一套提升設備，利用該提升設備的提升間布置施工設備。并可利用原有的提升機，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。㈡延深井筒縱斷面布置1．提升機和卸矸臺布置在地面12/14/201926第頁2．提升機設于地面，卸矸臺布置在井下12/14/201927第頁二、井筒設備懸吊及硐室布置12/14/201928第頁⑴利用延深間施工的設備一般分別為地面、生產水平和輔助水平多層懸吊。⑵除吊桶及穩繩是根據提升機和與卸矸臺的布置水平位置確定外，在井筒橫斷面布置允許時，混凝土輸送管應盡可能布置在地面。其它壓風、排水、供電等管線，一般應納入到井底車場的生產系統中去，而懸吊吊盤的鑿井絞車可布置在輔助水平。⑶井內設備的懸吊也應采用多種方法，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。三、延深施工㈠延深施工準備工作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容和各施工工序與利用輔助水平延深井筒相同。12/14/201929第頁第三節

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，如果已有一個井筒到達延深新水平（圖13-16，a），或生產時使用的下山已經到達延深新水平(圖，13-16，b)，并有巷道通往延深井的井底位置時，即可采用此法延深。12/14/201931第頁采用反井延深井筒時，是由延深新水平自下向上開鑿一小斷面反井，待小斷面反井掘進至延深輔助水平時，再自上向下按照井筒設計斷面分段刷大和砌壁。井筒與馬頭門掘砌完畢后，便進行筒永久裝備工作。最后施工保護巖柱段井筒或拆除人工保護盤，并完成整個井筒的安裝工作。12/14/201932第頁二、普通反井法施工法普通反井施工法是個老方法，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。12/14/201933第頁普通反井施工法的缺點是：人員爬梯子上下困難。勞動強度大、材料運輸不方便、坑木消耗量大、通風條件差工作面易聚集瓦斯、在地質和水文地質條件較差時將會影響作業和安全。昔通反井施工法山有它的優點；延深輔助工程量小、與生產提升工作相互影響小、工作面不需要裝巖和排水。不需要大型提絞設備，大大簡化了懸吊設備布置。反井的斷面形狀和尺寸，應根據反井的支護型式、井筒直徑、反井高度、地質條件和可能達到的垂直精度來確多采用矩形，其斷面面積為6～8㎡。定。第反34井頁的斷12面/14形/201狀9三、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水平之下開鑿一個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到達新水平3，在輔助水平設一臺提升機5提升用的鋼絲繩穿過鉆孔2至新水平與吊罐4連接。12/14/201935第頁作業人員在吊罐上自下向上進行反井作業，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行永久支護，最后進行井筒安裝和收尾工作。㈠反井斷面的確定反井斷面形狀可以是圓形、矩形或方形。在煤礦中，吊罐反井的斷面形狀采用圓形．反井斷面尺寸的大小與巖層的穩定性有關，其面積應能滿足兩臺鑿巖機同時打眼的要求。反井斷面一般可采用

2×2㎡的方形斷面，或采用直徑為2m的圓形斷面，反井斷面尺寸也可根據具體的吊罐尺寸確定。12/14/201936第頁㈡準備工作在原生產水平的車場附近向下掘一斜巷，當其垂直深度約位于井底水窩下10米時，轉為平巷掘進到延深井筒的位置，并開鑿硐室形成—個較小的延深輔助水平。該輔助水平的作用是安設鉆機鉆中心孔以及布置提絞設備。提升吊罐鋼絲繩所穿過的鉆孔稱為繩孔，繩孔應盡量位于井筒中心，繩孔的偏斜不得使反井超出井筒掘進斷面范圍。反井斷面內除有繩孔外，還應有一個輔助孔，用于下放管線或作為繩孔的備用孔。兩孔的距離應使兩孔既不互相穿透、又能都處在反井斷面之內。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㎜。兩個鉆孔的直徑要耍相同，選擇其中偏斜率較小的作為繩孔。12/14/201937第頁㈢反井施工利用吊罐掘進反井的開始高度為3.5～4.5m。反井開始的1～2米是站在巖堆上進行打 眼裝藥的。利用吊罐掘進時，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，將風水軟管和信號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，待吊罐停穩后作業人員方可進入吊罐，隨后提升吊罐到工作位置。吊罐的升降，由吊罐內的信號直接與提升機司機聯系。吊罐到達工作位置后，借助自身的支撐裝置將吊罐穩定好。作業人員首先要檢查和處理工作面上的浮石，保證作業安全。隨后，展開工作臺，進行打眼和裝藥工作。最后將工具收拾好進行連線，檢查連線無誤后就可下放吊罐并將吊罐移到安全地點。放炮前還要將提升鋼絲繩及其他管線提到上部安全位置。12/14/201938第頁放炮通風后，下放提升鋼絲繩與吊罐連接，然后進行下一個循環作業。井底裝巖工作與吊罐上打眼、裝藥工作平行，裝巖時必須先設置好保護蓋板以防落石傷人。為了確保吊罐的安全運行和準確停車，在輔助水平、反井井底和吊罐上都要安設電鈴和燈光信號。為了防止發生卡罐和過卷事故，在絞車上應設有保護裝置。12/14/201939第頁2）氣動吊罐氣動吊罐是一種設備比較完善的新型吊罐，它由吊罐、軟管絞車、氣動提升機和鋼絲繩配套而成，其結構如圖13-22所示。12/14/201941第頁12/14/201942第頁2．絞車提升吊罐的絞車通常有固定式和游動式兩種：游動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點。華-1型吊罐絞車是應用較廣泛的一種游動絞車，其構造如圖13-23所示。12/14/201943第頁㈤反井鉆機法鉆機的鉆進方式為下鉆上擴式，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鉆孔，與延深水平貫通后，卸下先導孔鉆頭，換上大直徑擴孔鉆頭，然后自下向上擴孔鉆進，破碎下來的巖石落至井底裝車外運。擴孔至上水平還有3m時，應當慢速鉆進，并密切注視基礎的變化情況，如發現基礎有破壞的征兆時，應立即停鉆，待鉆機全部拆除后，再用爆破法或風鎬鑿通。反井形成后，即可用鉆眼爆破法自上而下將井筒擴大至設計斷面．12/14/201944第頁12/14/201945第頁第四節

立井井筒延深的保護設施一、保護巖柱12/14/201946第頁保護巖柱設在生產水平的井底水平下面。根據井筒延深方法不同。它可能是占有井筒全斷面或只占有井筒的部分斷面。保護巖住的厚度視巖層性質而定。一般為6～8米。利用保護巖柱作為井筒延深的保護設施，必須在巖層比較堅固致密的情況下才能采用。采用保護巖柱時，為了防止巖柱處的巖石冒落危