09立井开凿采矿概论

立井开凿9本章主要内容第一节立井断面形状及尺寸第二节立井普通开凿法第三节特殊凿井方法第四节立井井筒延深立井井筒的组成1—翻笼硐室；2—装载硐室目前，全国大中型煤矿平均开采深度接近500m，且以年均近20m的速度向深部延伸；采深大于600m的已占30%，超过千米的深井达39处。一、立井断面形状第一节立井断面形状及尺寸圆形矩形椭圆形二、立井断面尺寸第一节立井断面形状及尺寸根据提升容器、井筒装备和井筒延伸方式等因素，先按《煤矿安全规程》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按通风要求确定井筒断面尺寸井筒断面布置方式1－箕斗；2—罐笼；3—梯子间；4—管路电缆间；5—罐道梁；6—罐道；7—钢丝绳罐道；8—防坠钢绳第二节立井普通开凿法•特点：–以凿岩爆破为主；–先掘进后支护。•施工过程：基岩施工表土施工准备工作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—吊桶一、准备工作第二节立井普通开凿法–工程地质、水文地质勘探资料作为设计依据，编制施工组织设计和施工预算，按设计要求进行施工准备。–抓好风、水、电、路这些关键环节。二、表土施工第二节立井普通开凿法覆盖在基岩上部直至地表的第四纪、第三纪风化沉积的土、砂、砾石层，统称为表土层。•普通凿井法的表土施工，和基岩施工类似。–表土挖掘工作应尽量实现机械化，以提高表土段井筒的施工速度和减轻工人的劳动强度。当机械化条件不具备时，亦可用铁锹、风镐或打眼放炮等简单工具和方法。–表土施工中应特别注意对水的处理。–表土部分的支护（一般为井颈）应比立井其他部分的支护更为坚固。三、立井基岩施工支护排水提升装岩通风爆破钻眼第二节立井普通开凿法工作循环：三、立井基岩施工第二节立井普通开凿法一、板桩法在土层开挖前，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。第三节特殊凿井方法斜板桩法掘进立井1—木质板桩；2—井圈；3一槽铁圈二、沉井法在土层开挖前，把预制好的永久井壁，按井筒位置沉入土中，然后在它的保护下进行掘进。这种方法可节省临时支护，所通过的土层可比板桩法厚些。第三节特殊凿井方法沉井法掘进立井1—井壁；2—刃角；3—垫木；4—导向木；5—撑木；6、7—钢丝绳三、注浆法将胶结材料配制成浆液注入地层的裂隙或空洞中去，浆液凝结硬化后堵塞孔隙，裂隙或溶洞，从而达到封闭水源或加固地层的目的。第三节特殊凿井方法工作面预注浆示意图1—浆液搅拌机；2—注浆泵；3—输浆管；4—高压软管；5、6、7—阀门；8—注浆孔导向管；9—混凝土止水垫；10—砖层；11—砂浆层；12—油毡层；13—砾石层；14—泄水木盒；15—压力表；16—卸浆管；17—水泵吸水管；18—砾石层注浆管四、混凝土帷幕凿井法在井筒位置的周围用机械分段钻成槽孔，并钻入基岩一定深度，钻孔时用泥浆护孔，每钻出一小孔就在泥浆中自下而上灌注混凝土，最后使各槽孔的混凝土互相紧密的衔接起来，形成一个圆筒状混凝土帷幕。这时开挖井筒，外部水砂被截不致流入井内掘进工作面，从而使井筒顺利通过含水的松散不稳定地层。第三节特殊凿井方法混凝土帷幕凿井法示意图1—护井；2—汗水松软地层；3—混凝土帷幕；4—基岩五、冻结法为了防止大量涌水和流沙流向井筒掘进工作面，在井筒开掘之前预先在井筒外围由地表钻一圈冻结孔。在冻结孔内安装底端封闭的冻结管，并送入由地面冻结站制成的-20℃～-25℃的盐水，盐水在冻结管中循环并吸收周围土层的热量，使土冻成一个个圆柱，并逐渐扩大交圈而互相连接成一个密闭而坚固的圆筒，然后在这个冻土圆筒的保护下进行井筒掘砌。第三节特殊凿井方法冻结法凿井法示意图1—冰冻沟槽；2—配液管；3—冻结管；4—供液管；5—回液管；6—冻土柱六、钻井法是利用回转式钻机，将井筒全断面一次钻成或者是分次扩孔钻成，依靠井内充满的泥浆护壁，利用泥浆循环冲洗工作面和提升岩屑，井筒钻成后在泥浆中悬浮下沉井壁进行永久支护。第三节特殊凿井方法钻进过程示意图一、自上向下延伸井筒第四节立井井筒延深利用辅助水平延伸井筒1—副井；2—主井；3—生产水平井底车场；4—回风暗立井；5—绳道；6—延伸用绞车房；7—运输支线；8—暗斜井绞车房；9—暗斜井；10—延伸辅助水平一、自上向下延伸井筒第四节立井井筒延深利用延伸间或梯子间延伸井筒二、自下向上延伸井筒第四节立井井筒延深普通反井延伸井筒a—已有1个立井井筒到达延伸后的新水平；b—生产使用的下山等已施工到新水平1—已掘井筒；2—车场巷道；3—反井；4—刷大井筒工作面；5—通往新水平的下山