第十一章(3)豎井設計與施工

第一節(jié)概述

第二節(jié)井筒斷面設計第三節(jié)井筒表土施工第四節(jié)豎井基巖施工第十一章豎井設計與施工第五節(jié)豎井井筒延伸現(xiàn)在是1頁\一共有117頁\編輯于星期一第一節(jié)概述

根據(jù)井田開拓方式的不同，井筒分為立井、斜井和平硐。

立井井筒按其用途又分為主井、副井、混合井和風井。

主井是專門用作提升煤炭、礦石的井筒，在大、中型礦井，提升容器多采用箕斗，所以主井又常稱作箕斗井。

副井是用作升降人員、材料、設備和提升矸(廢)石的井筒，并常兼作入風井，由于副井采用的提升容器是罐籠，所以副井又稱為罐籠井。

在同一個井筒內(nèi)安設有箕斗和罐籠兩種提升容器時，該井筒稱為混合井。它主要用于小型礦井和老礦井改擴建的延深井。

風井盡管有時也安設有提升設備，該井筒仍然按其主要用途命名為風井?，F(xiàn)在是2頁\一共有117頁\編輯于星期一

立井井筒的組成自上而下可分為：井頸、井身和井底三個部分(如圖所示)。

井頸的深度可為淺表土的全厚，也可為厚表土深度的一部分,一般為15～20m。井頸部分的井壁不但需要加厚，而且通常需要配有鋼筋。

井頸以下至井底車場水平的井筒部分叫做井身。井身是井筒的主要組成部分。

井底車場水平以下部分的井筒叫做井底。罐籠井的井底深度一般為l0m左右；箕斗井井底深度一般為35～75m;風井井底深度4～5m。

現(xiàn)在是3頁\一共有117頁\編輯于星期一

斜井井筒根據(jù)其主要用途通常也分為主井、副井和風井。井筒工程是礦井建設主要連鎖工程項目之一。立井井筒工程量一般占全礦井井巷工程量的5%左右，而工期卻占礦井施工總工期的40～50%。井筒工程施工的快慢直接影響其它井巷工程、有關(guān)的地面工程和機電安裝工程的施工。

現(xiàn)在是4頁\一共有117頁\編輯于星期一第二節(jié)井筒斷面設計一、立井筒斷面設計㈠立井井筒斷面布置形式

立井井筒橫斷面形狀有圓形和矩形兩種。我國煤礦立井井筒橫斷面都采用圓形。

井筒橫斷面布置應力求緊湊，也要保證必要的安全間隙，以達到既經(jīng)濟合理又安全的目的。

由于井筒的用途和所采用的設備不同，井筒橫斷面布置方式是多種多樣的?，F(xiàn)在是5頁\一共有117頁\編輯于星期一

剛性罐道的布置方式有單側(cè)布置（a，c）、雙側(cè)布置（d）和正面布置（b）三種。

鋼絲繩罐道的布置方式如圖e和f所示。

鋼絲繩罐道的根數(shù)為2～4根，在大、中型礦井中通常采用四根罐道。四根鋼絲繩罐道可布置在提升容器的一側(cè)或布置成四角形。

P204現(xiàn)在是6頁\一共有117頁\編輯于星期一㈡提升容器選擇

提升容器的選擇是由井筒用途和礦井年產(chǎn)量決定的。

專門用作提升煤、礦的容器，通常選用箕斗；

用作升降人員、材料、設備、提升矸石的容器選用罐籠。

一套提升設備兼作提煤和升降人員用時，應選用罐籠。

當一個井筒裝有兩套提升設備時，提煤容器選用箕斗，而升降人員的提升容器仍選用罐籠。

提升容器的大小應通過具體計算來確定，也可以參照下表p206現(xiàn)在是7頁\一共有117頁\編輯于星期一㈢井筒裝備

1．罐道梁

罐道梁是為安設罐道、梯子間、管路和電纜等裝備用的，立井井筒采用剛性罐道時，在井筒內(nèi)需設罐道梁。

罐道梁每隔一定距離布置一層，一般采用金屬材料。罐道梁按截面形式分有工字鋼罐道梁、型鋼組合空心罐道梁、整體軋制的封閉空心罐道梁和異形罐道梁等，見左圖。

罐道梁的型號應該用計算方法來確定，也可以按經(jīng)驗選擇，如表12-2所示。罐道梁與井壁的固定方式有梁端埋入井壁和用錨桿固定兩種?，F(xiàn)在是8頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是9頁\一共有117頁\編輯于星期一2．罐道

罐道是提升容器在井筒中運行的導向裝置。

⑴木罐道

木罐道只是在用普通罐籠升降人員和材料設備，而又采用普通斷繩保險器時才被采用。要求木罐道木質(zhì)致密堅固，一般用強度較大的松木，并且要進行防腐處理。

⑵鋼軌罐道

通常采用的鋼軌罐道是38kg/m鋼軌，也有采用43kg/m鋼軌的。每根鋼軌的標準長度為12.5m，考慮到井筒內(nèi)冬夏溫差，鋼軌接頭處須留有4.5㎜的伸縮縫。安裝罐道時，每根鋼軌罐道卡在四層罐道梁上，鋼軌罐道與工字鋼罐道梁之間的連接，采用特制的罐道卡子和螺栓固定如圖11-4所示。

現(xiàn)在是10頁\一共有117頁\編輯于星期一

⑶型鋼組合罐道

型鋼組合罐道是由槽鋼加扁鋼焊接成的矩形空心罐道。組合罐道與罐道梁間的連接方式如圖11-5所示。現(xiàn)在是11頁\一共有117頁\編輯于星期一

⑷鋼絲繩罐道

目前使用的鋼絲繩罐道有普通鋼絲繩、密封鋼絲繩和異形股鋼絲繩三種。

鋼絲繩罐道的固定有兩種方式：一種是上端固定在井架的托梁上，下端在井底內(nèi)掛以重錘拉緊，這種固定裝置要求有較深的井底，井底水窩內(nèi)的淤泥應及時清理，否則淤泥將托住重錘使罐道繩松弛，造成提升容器的碰撞事故。另一種是將鋼絲繩罐道的下端固定在井底內(nèi)，而將上端在井架托梁上用液壓千斤頂拉緊。

為了保證提升容器運行平穩(wěn)和提升工作安全，罐道繩必須具有一定的拉緊力和剛度?，F(xiàn)在是12頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是13頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是14頁\一共有117頁\編輯于星期一3．其他隔間

井筒斷面內(nèi)還有梯子間和管路電纜間。梯子間是礦井井下經(jīng)立井井筒通往地面的一個安全出口。梯子間的梯子多采用折返式布置，如圖11-6所示。

管路電纜間，主要安設有排水管、供水管、壓氣管和各種電纜。現(xiàn)在是15頁\一共有117頁\編輯于星期一

㈣確定井筒斷面尺寸

井筒斷面尺寸主要指井筒直徑。根據(jù)選定的井筒橫斷面布置方式，提升容器的規(guī)格和數(shù)量。罐道規(guī)格、梯子間和管路電纜間的尺寸，以及根據(jù)預選的罐道梁型號和有關(guān)的安全間隙確定井筒凈直徑?，F(xiàn)在是16頁\一共有117頁\編輯于星期一1．井筒直徑確定步驟如下：

1)根據(jù)井筒用途和所采用的提升容器，選擇井筒裝備的類型，確定井筒斷面布置形式。

2)根據(jù)所選用的井筒裝備類型，初步選定罐道梁規(guī)格和罐道規(guī)格。

3)根據(jù)提升間、梯子間、管路和電纜的布置與尺寸，以及《礦山安全規(guī)程》規(guī)定的安全間隙(表12-3)，用圖解法或解析法求出井筒凈直徑的近似值，然后按《設計規(guī)范》的規(guī)定，當井筒凈直徑小于6.5m時，以0.5m進級確定井簡凈直徑。一般以0.2m進級確定。4)根據(jù)初步確定的井筒凈直徑，驗算罐道梁和罐道?，F(xiàn)在是17頁\一共有117頁\編輯于星期一

5）根據(jù)驗算結(jié)果進行必要的調(diào)整，重定安全間隙。

2．通風校核對根據(jù)提升容器和井筒裝備確定的井筒凈直徑，必須按照《礦山安全規(guī)程》的要求進行通風速度校核，要求井筒內(nèi)的風速不大于允許的最高風速，即：式中v——通過井筒的風流速度，m/s；

S0——井筒通風有效斷面面積，㎡，井內(nèi)設有梯子間時S0=S-A，不設梯子間時S0=0.9S；S為井筒凈斷面面積，㎡；

A——為梯子間斷面面積，A取2.0m2；

Q——通過井筒的風量，m3/s；vmax—井簡中允許的最高風速，m/s?，F(xiàn)在是18頁\一共有117頁\編輯于星期一《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：升降人員和物料的井筒，vmax=8m/s；專為升降物料的井筒，vmax=12m/s；無提升設備的風井，vmax=15m/s。驗算結(jié)果v<vmax時，井筒凈直徑滿足通風要求。如果v>vmax時，井筒凈直徑應該適當加大?，F(xiàn)在是19頁\一共有117頁\編輯于星期一

3．井筒掘進斷面尺寸

井筒掘進斷面尺寸包括井筒凈斷面尺寸與永久支護厚度。

井筒永久支護的設計，首先是確定井壁結(jié)構(gòu)，然后確定井壁厚度。

目前常用的井壁結(jié)構(gòu)包括砌塊井壁（料石、磚、混凝土）、整體澆筑式井壁（混凝土、鋼筋混凝土）、錨噴井壁、裝配式井壁（弧板地面制成、井下裝配、壁后注漿）和復合井壁（兩層以上井壁組合）。采用現(xiàn)澆混凝土、混凝土預制塊和料石井壁時，可按表11-4選取井壁厚度。對于砌塊井壁還需加上100㎜的壁后充填厚度?，F(xiàn)在是20頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是21頁\一共有117頁\編輯于星期一第三節(jié)井筒表土施工

立井井筒穿過的表土層，按其掘砌施工的難易程度分為穩(wěn)定表土層和不穩(wěn)定表土層兩種。

穩(wěn)定表土層就是在井筒掘砌過程中，井幫易于維護，用普通施工方法能夠順利通過的表土層，其中包括含非飽和水的粘土層、含少量水的砂質(zhì)粘土、無水的大孔土和含水量不大的礫石層等。不穩(wěn)定表土層是在井筒掘砌過程中，井幫很難維護，用普通施工方法不能通過的表土層，其中包括含水砂土、淤泥、含飽和水的粘土、浸水的大孔土和含水量較大的礫石層等。根據(jù)表土的性質(zhì)及其所采用的施工設施，井筒表土施工方法可分為普通施工方法和特殊施工方法兩大類現(xiàn)在是22頁\一共有117頁\編輯于星期一一、井筒表土普通施工法㈠砌筑鎖口

1．木質(zhì)臨時鎖口，如圖11-10所示。現(xiàn)在是23頁\一共有117頁\編輯于星期一2．臨時鋼結(jié)構(gòu)鎖口，(圖11-11)。

3．永久混凝土鎖口。

現(xiàn)在是24頁\一共有117頁\編輯于星期一㈡施工

1．井圈背板普通施工法

人工或抓巖機出土，下掘一小段后（空幫距不超過1.2m），然后用井圈、背板臨時支護，掘一小段后（一般不超過30m），再由下向上拆除井圈、背板，然后砌筑永久井壁。如此，周而復始，直至基巖。這種方法適用于較穩(wěn)定的土層。如圖12-12?，F(xiàn)在是25頁\一共有117頁\編輯于星期一2．吊掛井壁施工法用于穩(wěn)定性較差的土層中的一種短段掘砌施工方法。段高一般0.5～1.5m。采用臺階式或分段分塊，并配以超前小井降低水位的挖掘方法（圖11-13）。為防止井壁拉裂或脫落，在井壁內(nèi)設置鋼筋，（圖11-14）?，F(xiàn)在是26頁\一共有117頁\編輯于星期一

吊掛井壁施工法可用于滲透系數(shù)大于5m/d，流動性小，水壓不大于0.2MPa的砂層和透水性強的卵石層，以及巖石風化帶。

吊掛井壁施工法使用的設備簡單，施工安全。但工序轉(zhuǎn)換頻繁，井壁接茬多，封水性差。故常在通過整個表土層后，自下而上復砌第二層井壁。為此，需按井筒設計規(guī)格，適當擴大設計斷面?，F(xiàn)在是27頁\一共有117頁\編輯于星期一3．板樁法對于厚度不大的不穩(wěn)定表土層，在開挖之前，可先人工或打樁機在工作面或地面沿井筒荒徑（井筒周邊外緣）打入一排密集的板樁，形成一個密封的圓筒，用以支承井壁，在它的保護下進行掘進。

板樁材料可采用木材和金屬材料兩種。木板樁用于厚度為3～6m的不穩(wěn)定表土層。金屬板樁可根據(jù)打樁設備的能力條件，適用于厚度8～10m厚的不穩(wěn)定土層，與其它方法相結(jié)合，應用深度更大。如圖11-15。現(xiàn)在是28頁\一共有117頁\編輯于星期一㈢提升方式

1．汽車起重機。適用于井筒深度尚未超過30m的情況下，只能采用很小的吊桶，運行速度很慢。

2．三角架。它是一種用于井筒深度未超過20m的情況下，效率低，設備簡單，使用方便。三腳架構(gòu)件可用圓木，也可用鋼管，還有用雙面三角架現(xiàn)在是29頁\一共有117頁\編輯于星期一

3．簡易井架與小絞車提升

從簡易井架的外形可分為人字形、帳幕式、一面坡、龍門架等幾種。它們配以小絞車和小吊桶，可用于井簡深度在20～50m范圍內(nèi)的表土施工現(xiàn)在是30頁\一共有117頁\編輯于星期一4、標準鑿井井架現(xiàn)在是31頁\一共有117頁\編輯于星期一

表土施工的提升方式與施工程序是密切關(guān)聯(lián)的，在選擇時應同時考慮。它們的確定主要取決于地質(zhì)條件和施工方法，一般可分為以下幾種情況：利用簡易設備施工；直接利用鑿井井架施工；先利用簡易設備后利用鑿井井架等方法?，F(xiàn)在是32頁\一共有117頁\編輯于星期一二、井筒表土特殊施工法1．凍結(jié)法

凍結(jié)法鑿井就是在井筒掘進之前，在井筒周圍鉆凍結(jié)孔，用人工制冷的方法將井筒周圍的不穩(wěn)定表土層凍結(jié)成一個封閉堅固的凍結(jié)圈(圖11-20)，防止水或流砂涌入井筒，然后在凍結(jié)圈的保護下進行掘砌工作。待井筒掘砌到預計深度后，進行拔凍結(jié)管和充填，最后解凍。現(xiàn)在是33頁\一共有117頁\編輯于星期一1）鉆凍結(jié)孔為了形成凍結(jié)圈，首先要在井筒周圍鉆一定數(shù)量的凍結(jié)孔，以便在孔內(nèi)安裝帶底錐的凍結(jié)管和底部開口的供液管。凍結(jié)孔一般等距離地布置在與井筒同心的圓周上，凍結(jié)孔間距一般為0.9～1.3m，孔徑為200～250㎜，孔深應比凍結(jié)深度大5～10m。我國常用紅500型、紅旗油壓650型和TXB-A型旋轉(zhuǎn)式鉆機鉆凍結(jié)孔，對鉆孔的要求是，終孔直徑要比凍結(jié)管管箍外徑大10～25㎜，鉆孔偏斜率應小于5%?，F(xiàn)在是34頁\一共有117頁\編輯于星期一

2)凍結(jié)(1)制冷過程整個制冷過程包括三個循環(huán)系統(tǒng)，即氨循系統(tǒng)、鹽水循環(huán)系統(tǒng)和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，如圖11-21所示。80~12016~20-25~-35現(xiàn)在是35頁\一共有117頁\編輯于星期一

(2)凍結(jié)方案凍結(jié)方案有一次凍全深、局部凍結(jié)、差異凍結(jié)和分期凍結(jié)等幾種。一次凍全深方案的適應性強，應用廣泛；局部凍結(jié)就是只在局部涌水部位進行凍結(jié)；差異凍結(jié)又叫長短管凍結(jié)，即凍結(jié)管有長短兩種間隔布置；分期凍結(jié)是當一次凍結(jié)深度很大時，為了避免使用過多的制冷沒備而將全深分為數(shù)段(通常分為兩段)，從上而下依次進行凍結(jié)?，F(xiàn)在是36頁\一共有117頁\編輯于星期一

(3)凍結(jié)段井筒掘砌采用凍結(jié)法施工，井筒的開挖時間要選擇適時，即當凍結(jié)壁已形成而又尚未凍至井筒范圍以內(nèi)時最為理想，此時，既有利于掘進又不會造成涌水冒砂事故。但是，在凍結(jié)井筒掘進過程中很準保證處于理想狀態(tài)，往往整個井筒被凍實，對于這種堅硬的凍土也耍采用鉆眼爆破法進行掘進，有條件時也可采用凍土掘進機掘進。凍結(jié)井壁一般都采用鋼筋混凝土或混凝土雙層井壁，外層井壁的厚度一般為400㎜，它是隨著掘進而砌筑的。內(nèi)層井壁一般厚600㎜，它是在通過凍土段后自下而上一次砌到井口?，F(xiàn)在是37頁\一共有117頁\編輯于星期一2．鉆井法

鉆井法鑿井，通常是利用大型回轉(zhuǎn)式鉆機，將井筒分次擴孔鉆成或是全斷面一次鉆成。

1)鉆進

鉆進方式多采用分次擴孔鉆進，即首先用超前鉆頭一次鉆至井筒全深，而后分次擴孔，如圖11-22所示?，F(xiàn)在是38頁\一共有117頁\編輯于星期一2)泥漿洗井護壁使刀具始終直接作用于未破碎的巖石面上。泥漿的另一個重要作用就是護壁。泥漿的護壁作用，一方面是借助本身的液柱壓力平衡地壓；另一方面是在井幫上形成泥皮，堵塞裂隙，防止片幫。3)沉井和壁后充填現(xiàn)在是39頁\一共有117頁\編輯于星期一

3．沉井法

沉井法，就是在設計的井筒位置上構(gòu)筑帶刃腳的沉井井壁，而后在其保護下挖土，井壁隨著掘進面下沉，同時在地面上相應地砌筑接高井壁。這種沉井方法通常稱做沉井法。

為了增加沉井的下沉深度，可采用在沉井上加外荷載的辦法使之強制下沉，這種沉井方法通常稱做強制沉井。

從施工情況來看，泥漿護壁淹水沉井法具有很大的優(yōu)越性，在國內(nèi)外用得都比較成功。沉井法分為：淹水沉井和普通沉井2種。沉井時的破土方法有高壓水破土和鉆機破土兩種現(xiàn)在是40頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是41頁\一共有117頁\編輯于星期一第四節(jié)立井基巖施工一、鉆眼爆破工作㈠鉆眼設備

鉆眼通常采用手持式鑿巖機，近幾年已開始使用傘形鉆架(圖12-26)。

現(xiàn)在是42頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是43頁\一共有117頁\編輯于星期一㈡爆破工作

1．炸藥和起爆器材的選擇在立井施工中，工作面常有積水，要采用抗水巖石炸藥、水膠炸藥和硝化甘油炸藥。

起爆器材通常采用國產(chǎn)8號秒延期電雷管，毫秒延期電雷管和導爆管索。放炮電源多采用交流電源，但電壓不得超過380伏。在有瓦斯或煤塵爆炸危險的井筒內(nèi)，必須采用煤礦安全炸藥和瞬發(fā)電雷管。使用毫秒延期電雷管時，最后一段的延期時間不得超過130毫秒。

現(xiàn)在是44頁\一共有117頁\編輯于星期一

2．爆破參數(shù)的確定⑴炮眼深度是根據(jù)巖石性質(zhì)、鑿巖爆破器材和循環(huán)勞動組織等因素決定的。當前在立井井筒施工中，炮眼的深度以淺孔或中深孔（2.0～3.5m）為宜。⑵炸藥消耗量是根據(jù)巖石性質(zhì)、井簡斷面大小和爆破要求等因素決定的。確定炸約消耗量的方法，可采用工程類比法或是根據(jù)《礦山井巷工程預算定額》選取，立井井筒基巖施工炸藥和雷管消耗量定額如表11-6所示?，F(xiàn)在是45頁\一共有117頁\編輯于星期一表11-6立井基巖施工炸藥和雷管消耗量定額10m現(xiàn)在是46頁\一共有117頁\編輯于星期一

⑶炮眼布置在圓形斷面的井簡中，炮眼都按同心圓周布置。掏槽方式可采用直眼掏槽或錐形掏槽。炮眼數(shù)目和布置圈數(shù)是由具體的爆破條件決定的。若采用光面爆破，周邊眼間距E為400～600㎜；周邊眼與輔助眼圈間距(即最小抵抗線)Ｗ＝E/MM為周邊眼密集系數(shù)一般為0.8～1.0；輔助眼圈距和輔助眼間距，一般為0.7～0.9m，掏槽眼圈徑和眼距，可由掏槽方式和巖石性質(zhì)決定。圖12-27為萬年風井炮眼布置，主要爆破參數(shù)如下表。

現(xiàn)在是47頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是48頁\一共有117頁\編輯于星期一

⑷采用光面爆破時，為了取得比較好的光爆效果，周邊眼應采用φ20～25㎜的小直藥卷或采用一般藥卷不偶合緩沖間隔裝藥結(jié)構(gòu)。

⑸立井掘進中的聯(lián)線方式多采用并聯(lián)。若一次起爆的雷管數(shù)較多，采用并聯(lián)不能滿足準爆電流要求時，可以采用串并聯(lián)或并串聯(lián)。

⑹裝藥、聯(lián)線和放炮工作，必須嚴格遵守《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。

現(xiàn)在是49頁\一共有117頁\編輯于星期一二、裝巖提升

㈠裝巖工作目前已普遍采用抓巖機裝巖，實現(xiàn)了裝巖機械化?，F(xiàn)在是50頁\一共有117頁\編輯于星期一

提高抓巖生產(chǎn)率是縮短裝巖提升工序時間的重要途徑，在施工中應泣急下列幾點：1．注意機械維修保養(yǎng)，使它經(jīng)常處于良好的工作狀態(tài)。2．提高操作技術(shù)，使抓取和投放動作準確。3．改進鉆眼爆破工作使爆破后巖堆、巖石塊度，有利于機械抓巖。4．吊捅直徑應與抓斗張開直徑相適應，提升能力滿足抓巖工作需要。

現(xiàn)在是51頁\一共有117頁\編輯于星期一

㈡提廾工作

1．提升容器立井鑿井提升容器都采用吊桶。2．提升鋼絲繩提升鋼絲繩一般采用多層股不旋轉(zhuǎn)圓形鋼絲繩3．提升機，主要是單繩纏繞式卷筒提升機。4．提升輔助設施，包括提升天輪、導向穩(wěn)繩、穩(wěn)繩天輪、穩(wěn)繩懸吊鑿井絞車等。

㈢排矸工作

1．翻矸方式，人工翻矸和自動翻矸2．排矸方法，采用汽車或礦車排矸?，F(xiàn)在是52頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是53頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是54頁\一共有117頁\編輯于星期一三、井筒支護㈠臨時支護⑴采用井圈背板⑵采用錨噴

㈡永久支護⑴有料石井壁⑵混凝土井壁

澆注混凝土井壁施工，先在地面攪拌站將混凝土攪拌好，然后經(jīng)輸料管或吊桶輸送到井下澆入筑壁模板內(nèi)?；炷翑嚢枭狭舷到y(tǒng)如圖12-29所示。

現(xiàn)在是55頁\一共有117頁\編輯于星期一

澆注混凝土井壁的模板有木模板和金屬模板。常用的金屬模板有裝配式、液壓滑開式和整體下移式等?，F(xiàn)在是56頁\一共有117頁\編輯于星期一四、立井施工輔助工作㈠通風工作

⑴壓入式通風，一般適用于井深小于400m的井筒。⑵采用抽出式通風時，風筒將工作面的污濁空氣向外抽，這時井筒內(nèi)為新鮮空氣，施工人員可盡快返回工作面。⑶當井筒較深時，采用抽出式通風為主，壓入式為輔的通風，可增大通風系統(tǒng)的風壓，提高通風效果。風機主要采用BKJ系列軸流式局部通風機，也可采用離心式通風機。一般采用兩臺不同能力的風機并聯(lián)。風筒直徑一般為0.5～1.0m。風筒一般用鋼絲繩懸吊或者固定在井壁上，隨著井筒的下掘而不斷下放或延伸現(xiàn)在是57頁\一共有117頁\編輯于星期一

㈡井筒涌水的處理

1．注漿堵水1）地面預注漿

地面預注漿的鉆孔布置如圖12-32所示，鉆孔布置在大于井筒掘進直徑1.0～3.0m的圓周上。

注漿時，若含水層比較薄，可將含水巖層一次注完全深；若含水層較厚，則應分段注漿。分段注漿的順序有兩種：一種是自上向下分段鉆孔，分段注漿；另一種是注漿孔一次鉆到含水巖層以下下3～4m，而后自下向上借助止?jié){塞分段注漿。

現(xiàn)在是58頁\一共有117頁\編輯于星期一

2）工作面預注漿

當含水巖層埋藏較深時，可以采用井簡工作面預注漿。

工作面預注漿如圖12-33所示，注漿孔間距的大小取決于漿液在含水巖層內(nèi)的擴散半徑，一般為1.0～1.5m?，F(xiàn)在是59頁\一共有117頁\編輯于星期一3）壁后注漿

井筒掘砌完后，往往由于井壁質(zhì)量欠佳而造成井壁滲水，必須進行壁后注漿加固封水。壁后注漿一般是自上而下分段進行，段高視含水層賦存條件和具體出水點的位置而定，一般為15～25m。

井筒圍巖裂隙較大、出水較多的地段，應在砌壁時預埋注漿管；在沒有預埋注漿管而在砌壁后發(fā)現(xiàn)井壁裂縫漏水的區(qū)段，應用鑿者機打眼埋沒注漿管，如圖12-34所示。現(xiàn)在是60頁\一共有117頁\編輯于星期一4）漿液

⑴水泥漿液水泥漿液是由水泥和水以4：1～0.5：1的水灰比調(diào)制而成的漿液。

⑵水泥—水玻璃漿液

水泥—水玻璃漿液，是由水泥漿和水玻璃的水溶液在注漿孔口或孔內(nèi)混合而成的。

⑶MG-646

屬于化學漿液。它是以有機化臺物丙烯酰胺為主劑，配合其他藥劑以水溶液狀態(tài)注入含水層，發(fā)生聚合反應形成具有彈性不溶于水的聚合物。

⑷鉻木素漿液

由亞硫酸鹽紙漿廢液和重鉻酸鈉組成的。在廢液中主要利用的是木質(zhì)素磺酸鹽，它和重鉻酸鈉產(chǎn)生縮合作用生成凝膠，以達到加固和封水作用。現(xiàn)在是61頁\一共有117頁\編輯于星期一

2．排水

根據(jù)井筒涌水量的不同，工作面積水的排出方法有吊桶排水和吊泵排水兩種。井筒涌水量不超過8m3/h時，采用吊桶排水較為合適。井筒涌水量以不超過40m3/h時，采用吊泵排水。當井深超過水泵揚程時，就要設置中間泵房進行多段排水。

為了減少工作面的積水，應將工作面上部井幫淋水截住，在含水層下方設置截水槽，將水導入水箱或中間泵房而后排到地面，截水槽排水系統(tǒng)如圖12-35所示。

現(xiàn)在是62頁\一共有117頁\編輯于星期一㈢壓風和供水工作

立井井筒施工中，工作面打眼、裝巖和噴射混凝土作業(yè)所需要的壓風和供水等動力通過并列吊掛在井內(nèi)的壓風管（一般為φ150㎜的鋼管）和供水管（一般為φ50㎜的鋼管），由地面送至吊盤上方，然后經(jīng)三通、高壓軟管、分風（水）器和膠皮軟管江風、水引入各風動機具。井內(nèi)壓風管和供水管可鋼絲繩雙繩懸吊，地面設置藻井絞車懸掛，隨著井筒的下掘而不斷下放；也可直接固定在井壁上，隨著井筒的下掘而不斷向下延伸。工作面的軟管與分風（水）器均采用鋼絲繩懸吊在吊盤上，放炮時提至安全高度?，F(xiàn)在是63頁\一共有117頁\編輯于星期一㈣其它輔助工作1．照明與信號

在井口和井內(nèi)，凡是有人操作的工作面和各盤臺，均應設置足夠的防爆、防水燈具。立井施工時，必須建立以井口為中心的全井信號系統(tǒng)。2．測量工作

井筒中心線是控制井筒掘砌質(zhì)量的關(guān)鍵，除應設置垂球測量外，平時一般采用激光指向儀投點。

3．安全梯

當井筒停電或發(fā)生突然冒水等其它意外事故時，工人可借助井內(nèi)設置的安全梯迅速撤離工作面。

現(xiàn)在是64頁\一共有117頁\編輯于星期一五、立井施工設備的布置㈠鑿井結(jié)構(gòu)物及主要設備

1．鑿井井架目前主要是采用裝配式金屬鑿井井架，由天輪房、天輪平臺、主體架、卸矸臺、扶梯和基礎等部分組成。

現(xiàn)在是65頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是66頁\一共有117頁\編輯于星期一卸矸臺的用途是將吊桶提出的矸石翻入溜槽，而后經(jīng)溜槽裝入礦車或汽車。2．封口盤與固定盤3．吊盤與穩(wěn)繩盤4．提升機與鑿井絞車現(xiàn)在是67頁\一共有117頁\編輯于星期一㈡井筒內(nèi)施工設備布置1．吊桶位置

1）采剛臨時提升機鑿井時，應考慮井架受力均衡和地面設置提升機的可能性，提升機房位置應不影響永久建筑物施工。2)吊桶應盡量布置在永久提升間內(nèi)，并使提升中心線與罐籠出車方向或箕斗井臨時罐籠出車方向一致，以利于井底車場施工時的提升改裝和井簡裝備工作。3)吊桶應盡量靠近地面卸矸方向一側(cè)布置，使溜矸槽少占井筒有效面積和避免溜矸槽裝車高度不足。4）吊桶與其他設備的間隙必須滿足《煤礦安全規(guī)程》和《礦山井巷工程施工及驗收規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。現(xiàn)在是68頁\一共有117頁\編輯于星期一

2．抓巖機位置抓巖機的位置應充分發(fā)揮抓巖機的效率，滿足它與其他設備間安全間隙的要求。

3．吊泵位置吊泵的位置應靠近井幫，不影響抓巖機的工作，布置在溜矸槽的兩側(cè)或?qū)γ?，另外吊泵和吊桶對稱布置。以上主要設備的位置初步確定后，便可確定封口盤，吊盤等主梁的位置。其他設備和管線如安全梯、風筒、壓氣管等，應結(jié)合井架類型、允許的出繩方向和地面鑿井絞車的布置條件，在滿足安全間隙的前提下予以適當布置。現(xiàn)在是69頁\一共有117頁\編輯于星期一

根據(jù)井筒施工設備布置圖，便可進行天輪平臺和地面提絞設備布置。

現(xiàn)在是70頁\一共有117頁\編輯于星期一六、立井井筒安裝工作㈠分次安裝先在吊盤上從井口自上而下安裝全部罐道梁、梯子間和電纜卡子等，然后再自下向上在吊架上安裝罐道，最后從井底向上安裝管路。

井筒安裝工作的內(nèi)容包括：罐道梁、罐道、管路、電纜、梯子間和井底金屬支撐結(jié)構(gòu)等的安設?，F(xiàn)在是71頁\一共有117頁\編輯于星期一

㈡一次安裝

一次安裝井筒裝備的方式如左圖，就是從井底向上利用多層吊盤或帶吊架的吊盤，一次將罐道粱、罐道、梯子間、管路電纜等全部安裝完。即在吊盤上層盤上挖梁窩或打錨桿眼，在下層盤上安裝罐粱和管路等，在吊架上安裝罐道。現(xiàn)在是72頁\一共有117頁\編輯于星期一七、立井井筒施工作業(yè)方式

根據(jù)掘進、砌壁和井筒安裝工作在時間和空間上的不同，立井井筒施工作業(yè)方式組成多種作業(yè)方式，歸納起來大體上可分為四種：掘、砌單行作業(yè)，掘、砌平行作業(yè)，掘、砌混合作業(yè)和掘、砌、安一次成井。

㈠掘、砌單行作業(yè)

掘、砌單行作業(yè)，將井筒劃分為若干段高，就是一段井筒掘完后停止掘進工作，而后進行永久支護工作。也就是掘砌工作在同一井段內(nèi)先后依次完成。現(xiàn)在是73頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是74頁\一共有117頁\編輯于星期一㈡掘、砌平行作業(yè)

平行作業(yè)的特點是將井筒分成若干個井段，同時在相鄰的兩個井段內(nèi)分別進行掘進和永久支護工作。平行作業(yè)又分為長段掘砌平行作業(yè)和短段掘砌平行作業(yè)。現(xiàn)在是75頁\一共有117頁\編輯于星期一

㈢掘、砌混合作業(yè)井筒掘、砌工序在時間上只有部分平行時，稱為掘、砌混合作業(yè)。

㈣掘、砌、安一次成井掘、砌，安一次成井，就是井筒永久裝備的安裝工作與掘、砌工作同時施工。

現(xiàn)在是76頁\一共有117頁\編輯于星期一八、立井施工機械化配套㈠立井施工機械化配套的原則⑴根據(jù)工程條件，施工隊伍的素質(zhì)和已具有的施工條件等因素綜合考慮，最后選定配套類型。⑵各設備之間的能力要匹配，主要保證提升能力與裝巖能力、一次爆破巖石量與裝巖能力、地面排矸與提升能力，支護能力與掘進努力和輔助設備與掘砌能力的匹配。⑶配套方式與作業(yè)方式想適應。⑷配套方式與設備技術(shù)性能相適應，要選用壽命長、性能可靠的設備。⑸配套方式與施工隊伍的素質(zhì)相適應?，F(xiàn)在是77頁\一共有117頁\編輯于星期一

㈡立井施工機械化配套方案

1．重型設備機械化作業(yè)線2．輕型設備機械化作業(yè)線3．半機械化作業(yè)線現(xiàn)在是78頁\一共有117頁\編輯于星期一第五節(jié)立井井筒延伸

現(xiàn)在是79頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是80頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是81頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是82頁\一共有117頁\編輯于星期一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(chǎn)正常進行，盡量避免生產(chǎn)與延深工作互相干擾；2）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；3）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(chǎn)提升的時間?，F(xiàn)在是83頁\一共有117頁\編輯于星期一一、利用輔助水平延深井筒這種延深方法，是由生產(chǎn)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。

這種延深方法的特點是，對礦井的正常生產(chǎn)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?，F(xiàn)在是84頁\一共有117頁\編輯于星期一延深輔助巷道和硐室的布置：

一種是一條輔助暗斜井，主、副井各用一個輔助水平，如圖

現(xiàn)在是85頁\一共有117頁\編輯于星期一

另一種是一條輔助暗斜井，主、副井共用一個輔助水平，如圖。

現(xiàn)在是86頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是87頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是88頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是89頁\一共有117頁\編輯于星期一施工過程：

⑴自生產(chǎn)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拆除保護巖柱或人工保護盤，為了保證安全，拆除巖柱或保護盤時，上部井筒的生產(chǎn)提升必須停止?，F(xiàn)在是90頁\一共有117頁\編輯于星期一

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(chǎn)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現(xiàn)在是91頁\一共有117頁\編輯于星期一現(xiàn)在是92頁\一共有117頁\編輯于星期一二、利用延深間延深井筒

設計井筒時若頂留有延深間，或者將井筒內(nèi)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(nèi)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(chǎn)時都可以考慮采用此法延深井筒。

㈠延深井筒橫斷面布置延深井筒橫斷面布置一般根據(jù)生產(chǎn)井筒永久斷面布置和井內(nèi)延深施工的設備布置情況通常采用以下三種形式。

現(xiàn)在是93頁\一共有117頁\編輯于星期一

1．利用頂留有延深間布置施工設備

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。

2．利用梯子間布置施工設備

將原梯子間內(nèi)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。

3．利用永久提升間布置施工設施

當井內(nèi)生產(chǎn)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(chǎn)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?，F(xiàn)在是94頁\一共有117頁\編輯于星期一㈡延深井筒縱斷面布置1．提升機和卸矸臺布置在地面

現(xiàn)在是95頁\一共有117頁\編輯于星期一2．提升機設于地面，卸矸臺布置在井下現(xiàn)在是96頁\一共有117頁\編輯于星期一㈢井筒設備懸吊及硐室布置

⑴利用延深間施工的設備一般分別為地面、生產(chǎn)水平和輔助水平多層懸吊。⑵除吊桶及穩(wěn)繩是根據(jù)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(chǎn)系統(tǒng)中去，而懸吊吊盤的鑿井絞車可布置在輔助水平。⑶井內(nèi)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?，F(xiàn)在是97頁\一共有117頁\編輯于星期一㈣延深施工A)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(nèi)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

B)井筒延深施工過程延深工作的內(nèi)容和各施工工序與利用輔助水平延深井筒相同?，F(xiàn)在是98頁\一共有117頁\編輯于星期一㈤利用延深間延深井筒的優(yōu)缺點

這種延深方法具有延深輔助工程量小，延深準備工期短，施工總投資少等優(yōu)點。這種延深方法的缺點是提升吊桶容積小，提升一次循環(huán)時間較長，影響井筒延深施工速度。特別是當延深提升高度超過500米時，其提升能力很準滿足延深施工的要求?，F(xiàn)在是99頁\一共有117頁\編輯于星期一三、利用反井延深井筒

利用反井延深井筒如圖11-16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a)，或生產(chǎn)時使用的下山已經(jīng)到達延深新水平(圖b)，并有巷道通往延深井井底位置時，即可采用此法延深。

現(xiàn)在是100頁\一共有117頁\編輯于星期一

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。

現(xiàn)在是101頁\一共有117頁\編輯于星期一①普通反井法施工法