1、第七章,豎井、斜井施工,豎井、斜井施工,豎井施工 斜井施工 斜井、豎井施工治水,問題：什么是平洞、豎井、斜井？并舉例說明。 答:井的傾角在010之間的為平洞； 井的傾角在1045之間的為斜井； 井的傾角在4590之間的為豎井。,7.1 豎井施工,引黃工程,7.1 豎井施工,1、豎井是地下工程中的常見工程 地下礦山：煤炭、金屬、非金屬等 山嶺隧道：公路、鐵路 水電、水利工程 城市市政工程 軍事、國防工程,豎井概況,7.1 豎井施工,2 豎井的類型與結(jié)構(gòu),7.1 豎井施工,根據(jù)井筒的用途不同，立井井筒一般分為三種：主井、副井和風井。 主井：專門用來提升煤炭的井筒稱為主井。主井內(nèi)設(shè)有箕斗，故又稱箕斗

2、井。 副井：用于升降人員、設(shè)備、材料及提升矸石的井筒稱為副井。井筒內(nèi)通常設(shè)有罐籠，故又稱為罐籠井。某些特大型礦井還有專門為提升矸石服務的矸石井。 風井：主要作為通風用的井筒，稱為風井。一般作為出風用，也可當作全礦的安全出口。,3、豎井井筒的特點 深度較大，施工工期長 地質(zhì)條件復雜，施工難度大 施工技術(shù)復雜，安全要求高,豎井概況,7.1 豎井施工,豎井概況,4、井筒的組成 井頸：靠近地表的一段井筒 井身：井筒的主干部位，所占井的比例比較大。 井底：井身以下為井底。,7.1 豎井施工,在井筒進入正常施工之前，不論采用哪一種施工方法，都應先砌筑鎖口，用以固定井筒位置、鋪設(shè)井蓋、封嚴井口和吊掛臨時支架

3、或井壁。,7.1 豎井施工,臺階形井頸,豎井概況,7.1 豎井施工,倒錐形井頸,豎井概況,7.1 豎井施工,井口施工,分類: 基巖層 表土層 特點： 基巖層：比較穩(wěn)定，容易開挖。 表土層：地質(zhì)條件復雜，穩(wěn)定性 差，因此表土層施工比較 困難。,7.1 豎井施工,步驟： 1、在豎井施工前首先要標定井筒中心。 2、井口向下開挖24m深開始井頸鎖口。 提升方法：簡易提升法 1、三腳架提升 2、龍門架提升 3、汽車起重機提升,加固井壁、防止下坍,7.1 豎井施工,龍門架提升,7.1 豎井施工,汽車起重機提升,7.1 豎井施工,豎井施工方法,鉆爆法開挖基巖的三項作業(yè)： 1、開挖 2、永久支護 3、安裝,7

4、.1 豎井施工,豎井施工方法,施工方案分類： 1、單行作業(yè) 2、平行作業(yè) 3、短段掘砌 4、一次成井 5、反井刷大,7.1 豎井施工,施工方案分類： 1、單行作業(yè)(圖7-1) 順序：鑿爆 裝運 砌筑支護 （下 上） 最后再進行井筒設(shè)備安裝。 優(yōu)點：單行作業(yè)所需用的設(shè)備少，工作組織簡單，因此較為安全。 缺點：掘砌作業(yè)是按順序進行的，將延遲 整個井筒的開鑿速度。,7.1 豎井施工,施工方案分類： 1、單行作業(yè)(圖7-1) 適用范圍：井筒深度不大（200m左右）及地層比較穩(wěn)定、井筒斷面較小、砌壁速度很快和鑿井設(shè)備不足的情況下，采用。 現(xiàn)狀：單行作業(yè)在我國用得較多。,7.1 豎井施工,施工方案分類：

5、2、平行作業(yè) 步驟：挖掘巖石與砌壁在兩個相鄰的井段中同時進行。 井筒設(shè)備安裝要在井筒掘砌全部完成之后進行。 優(yōu)點：平行作業(yè)成井速度比單行作業(yè)快。 缺點：適用的掘進設(shè)備較多，工作組織復雜，安全性較差。,7.1 豎井施工,施工方案分類： 2、平行作業(yè) 適用范圍：井筒較深（大于250m）、斷面較大(直徑大于5m）、圍巖較穩(wěn)固、涌水量較小、掘進設(shè)備充足且施工隊伍技術(shù)熟練的條件下，可以采用。,7.1 豎井施工,施工方案分類： 3、短段掘砌 特點：其特點是段短，因而不需要架設(shè)臨時支護。 適用范圍：短段掘進方案一般適用于不允許有較大暴露面積和較長暴露時間的穩(wěn)定 巖層中。,7.1 豎井施工,施工方案分類： 4

6、、一次成井 特點：掘進、砌壁和安裝三項作業(yè)分別在不同的井段內(nèi)順序或平行進行。 ：掘、砌、安順序作業(yè)一次成井。 ：掘砌、掘安平行作業(yè)一次成井。 ：短段三行作業(yè)一次成井。,7.1 豎井施工,施工方案分類： 5、反井刷大 特點：地形條件合適能把平洞巷道送到未來井筒的下部時，或在未來井筒下部已開挖了平洞，可以從下而上先開小天井，再從上而下刷大斷面。 優(yōu)點：采用此法鑿井，不必用吊桶提升巖碴，巖石僅從天井中溜下，從平洞上裝運，不需排水設(shè)備，爆破通風也較容易，因此所用設(shè)備少，成井速度快，成本低。,7.1 豎井施工,打眼,爆破后通風,拆除導軌,7.1 豎井施工,華-1型吊罐構(gòu)造,氣動吊罐反井施工示意圖,7.1

7、 豎井施工,豎井鑿巖爆破,豎井施工順序： 鑿巖、裝藥爆破、通風、清掃吊盤和臨時井圈、排水、裝巖清底、提升、支護 鑿巖：1、豎井鑿巖主要是鉆鑿垂直向下或傾斜向下的炮眼。 2、孔深比平洞淺，一般要小于2m，設(shè)備條件好時，可以達2.53m深。 3、為調(diào)整水壓，水箱位置下移。,7.1 豎井施工,豎井鑿巖爆破,爆破：1、采用新奧法施工，光面或預裂爆破的單位耗藥量比平洞略高，可參照定額或有關(guān)公式計算。 2、豎井施工時工作面總處在積水狀態(tài)，因此，豎井爆破要使用抗水炸藥。 3、豎井施工中，一般不用導火線雷管爆破，而用導爆管或電雷管，不允許在井下點炮。,7.1 豎井施工,豎井裝巖與提升,分類： 1、反井刷大法開

8、挖，采用平洞裝巖法。（如圖7-7） 2、由上向下開挖法，則巖碴就需要靠抓巖和提升排除。,7.1 豎井施工,豎井裝巖與提升,裝巖： 1、人工裝巖、機械裝巖 2、裝巖是豎井施工過程最繁重、最占工時的工序，占60% 3、抓巖機（中心回轉(zhuǎn)式、環(huán)形軌道式、鋼絲繩懸吊式）,7.1 豎井施工,抓巖機,1-抓斗；2-臂桿；3-提升機構(gòu)；4-回轉(zhuǎn)機構(gòu)；5-變幅機構(gòu)；6-機架；7-司機室；8-變幅推力油缸9-行走小車；10-抓斗；11下層吊盤,中心回轉(zhuǎn)式抓巖機,1-抓斗；2-提升機構(gòu)；3-操縱室；4-行走機構(gòu)；5-中心回轉(zhuǎn)機構(gòu)； 6-環(huán)行小車；7-環(huán)行軌道；8-吊盤固定裝,環(huán)形軌道式抓巖機,豎井裝巖與提升,提升：

9、豎井提升包括提升巖石、運送設(shè)備和材料、升降人員。,7.1 豎井施工,（a）矸石吊桶 （b）底卸式材料吊桶,豎井掘進時，矸石吊桶提至卸矸臺后，通過翻矸裝置將矸石卸出，矸石經(jīng)過溜矸槽或矸石倉卸入自翻汽車或礦車上，然后運往排矸場。 翻矸方式有人工翻矸和自動翻矸兩種。,掛鉤式翻矸方式 1-溜矸槽；2-提升繩；3-吊桶；4-吊鉤；5-卸矸門,7.1 豎井施工,豎井開鑿時的基本提升方式有單鉤和雙鉤兩種。單鉤提升時，提升機使用一個工作卷筒和一個終端荷載；而雙鉤提升時，提升機的主軸上使用兩個工作卷筒，并各設(shè)一個終端荷載，只是兩荷載的提升方向相反。,1、提升方式的選擇,單鉤提升,單行作業(yè),雙鉤提升,平行作業(yè),豎

10、井裝巖與提升,提升：豎井提升包括提升巖石、運送設(shè)備和材料、升降人員。 1、提升方式的選擇,7.1 豎井施工,豎井裝巖與提升,提升：豎井提升包括提升巖石、運送設(shè)備和材料、升降人員。 1、提升方式的選擇 適用范圍：一般認為，在井筒斷面較小時，井筒深度小于300m的條件下，用一套單鉤提升較為合理；如果井筒斷面較大，深度在250m以上，適用雙鉤較為合理。,7.1 豎井施工,豎井裝巖與提升,提升：豎井提升包括提升巖石、運送設(shè)備和材料、升降人員。 2、提升容器的選擇,7.1 豎井施工,豎井裝巖與提升,7.1 豎井施工,3、鋼絲繩和提升機的選擇,礦用提升鋼絲繩都是絲股繩結(jié)構(gòu)，即先由鋼絲捻成繩股再由繩股捻成繩

11、，提升鋼絲繩各部分名稱如圖所示。,直徑從0.44mm不等, 常用鋼絲的抗拉強度：1550N/mm2和1700 N/mm2,豎井裝巖與提升,3、鋼絲繩和提升機的選擇 鋼絲繩根據(jù)計算單位長度重量值選取:,7.1 豎井施工,豎井裝巖與提升,提升：豎井提升包括提升巖石、運送設(shè)備和材料、升降人員。 3、鋼絲繩和提升機的選擇 選擇卷揚機 提升卷揚力計算：,7.1 豎井施工,豎井裝巖與提升,提升：豎井提升包括提升巖石、運送設(shè)備和材料、升降人員。 3、鋼絲繩和提升機的選擇 選擇卷揚機 提升電動機功率計算：,7.1 豎井施工,豎井裝巖與提升,提升：豎井提升包括提升巖石、運送設(shè)備和材料、升降人員。 3、鋼絲繩和提

12、升機的選擇 適用范圍：當井深小于30m時，采用簡易提升方式，而深井施工時，其提升應使用型鋼井架或混凝土結(jié)構(gòu)井架。,7.1 豎井施工,礦區(qū)斜井,斜井開挖特點: 1、對圍巖的擾動范圍比同斷面的平洞大。 2、鉆孔的作業(yè)條件差，對鉆孔方向要求高。 3、裝巖條件差，目前裝巖機械種類較少，且適用性較差，故裝巖占用的勞動力較大。 4、由下向上傾斜開挖時，通風排煙較為困難；由上向下傾斜開挖時，排水困難。 5、為保證準確成型和貫通、對測量工作要求高。,7.2 斜井施工,斜井開挖特點: 6、斜井鑿巖爆破所需的孔數(shù)和藥量較平洞多，特別是靠底板邊的炮孔所需的藥量更多。 7、底孔有時被水淹，需使用抗水炸藥。 8、為防止

13、井底板抬高，要求底孔斜率大于斜井底板斜率，底孔深度較其他孔深1020cm，一般底孔間距不大于3040cm。 9、運巖一般使用提升機提升礦車或箕斗，為了防止跑車事故，井口應設(shè)置阻車器。,7.2 斜井施工,掘進、支護作業(yè)方式: 單行作業(yè)、平行作業(yè)（煤炭系統(tǒng)多采用） 掘進施工方法： 1、與平洞相似、鑿爆參數(shù)可參照平洞。 2、炸藥單耗量及工作面單位面積的炮孔數(shù)應增加10%15%。,7.2 斜井施工,斜井防止底板抬高的措施： 1、打眼前，排除工作面積水； 2、底眼與水平線夾角稍大于斜井設(shè)計角度； 3、加密炮眼。,7.2 斜井施工,斜井裝巖,耙斗裝巖機： 1、適用范圍：耙斗裝巖機在平巷和傾角小于35的斜井

14、內(nèi)部都能適用。 2、機器與工作面間距：520m。 3、固定方法：卡輪器（傾角較?。?、U型卡（傾角較大）、埋地橛子（傾角較大） 4、耙斗尾繩的懸掛方法：圖7-9,斜井裝巖,鏟斗式斜井裝巖機： 1、組成：鏟斗、刮板運輸機、牽引絞車、三臺電動機。圖7-10 2、工作原理。,斜井提升,分類： 1、礦車 2、箕斗,優(yōu)點：箕斗提升不必每次摘掛鉤，卸載節(jié)省時間，安全性好；礦車的裝滿系數(shù)隨斜井傾角的增大而減小，而箕斗的裝滿系數(shù)不受傾角影響。,缺點：箕斗提升要求在井口有卸載裝置，卸載于碴石漏斗或溜槽，轉(zhuǎn)由礦車運走。,適用范圍：小型生產(chǎn)斜井，為了運輸系統(tǒng)的簡化，多用礦車或串車提升，但是斜井傾角較大、礦車運行不安全

15、和礦車裝滿系數(shù)變小的條件下也使用箕斗提升。,斜井、豎井施工治水,綜合治水措施: 1、避 2、防 3、泄 4、堵 5、截 6、排,“防” 即要求襯砌結(jié)構(gòu)具有一定的防水能力，能防止地下水滲入 防止地表水的下滲 附近水庫、池沼、溪流、井泉的水，當有可能滲入豎井，影響農(nóng)田灌溉及生活用水時，應采取措施處理 圍巖破碎、含水、易坍塌地段，宜采用注漿加固圍巖和防水措施。 有侵蝕性地下水時，應針對侵蝕類型，采用抗侵蝕性混凝土以及壓注抗侵蝕漿液，敷設(shè)防水、防蝕層等措施。,“堵” 即堵住地下水從襯砌背后滲入豎井內(nèi) 噴射混凝土和模筑混凝土襯砌堵水 防水層 一類為粘貼式防水層，另一類為噴涂式防水層 壓漿 向襯砌背后壓注