立井井筒斷面設(shè)計(jì)包括確定井筒斷面尺寸,選擇井壁結(jié)構(gòu)并確定井壁厚度,繪制井筒斷面施工圖和編制工程量及材料消耗量表。
學(xué)科:坑探工程
詞目:井筒斷面
英文:shaft cross-section
釋文:垂直于井筒中心線的橫截面,有矩形和圓形等。井筒形狀根據(jù)地層穩(wěn)固情況、支護(hù)手段和井筒服務(wù)年限而定;斷面尺寸則根據(jù)提升設(shè)備規(guī)格、井筒內(nèi)裝備和通風(fēng)的需要而定。與井筒中心線平行的斷面稱井筒縱斷面(在說明井筒裝備時(shí),通常使用縱斷面圖)。 2100433B
在板上設(shè)置圓形板洞,在板洞屬性中有長短跨方向加筋,輸入鋼筋即可。
中間只能搭接一次
收口按體積算,直脖按米算
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針對目前國內(nèi)傘型鉆機(jī)無法滿足超大斷面豎井鉆爆法施工問題,研制了豎井專用雙聯(lián)鉆機(jī),并在大斷面井筒內(nèi)蒙古泊江海子礦副井中應(yīng)用,解決了普通鉆機(jī)無法覆蓋全斷面鑿眼施工的難題,同時(shí)鑿眼時(shí)間較普通鉆機(jī)縮短了40%,加快了井筒施工進(jìn)度。通過對雙聯(lián)鉆機(jī)在凍結(jié)軟巖施工中應(yīng)用進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測,總結(jié)了雙聯(lián)鉆機(jī)工作中易出現(xiàn)的卡鉆、停鉆、大臂彎曲等問題,并提出了相應(yīng)的解決方案。結(jié)合中深孔光面爆破技術(shù),根據(jù)凍結(jié)軟巖的工程特點(diǎn),適時(shí)調(diào)整鉆爆參數(shù),確保了凍結(jié)中鹽水管路安全的同時(shí),超、欠挖控制在±100mm,減小了擴(kuò)幫工作量及出矸量,段高循環(huán)時(shí)間減少8h,取得了顯著成效。
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豎井井筒凈斷面尺寸的確定 A 凈斷面尺寸主要以下步驟確定 (1) 選擇提升容器的類型、規(guī)格、數(shù)量; (2) 選擇井內(nèi)其 他設(shè)施; (3) 計(jì)算井筒的近似直徑; (4) 按通風(fēng)要求核算井筒斷面尺寸。 B 凈斷面尺寸 確定實(shí)例 下面以剛性罐道罐籠井為例,介紹豎井?dāng)嗝娉叽缬?jì)算的步驟和方法。圖 5-5 是一 個(gè) A 凈斷面尺寸主要以下步驟確定 (1) 選擇提升容器的類型、規(guī)格、數(shù)量; (2) 選擇井內(nèi)其他設(shè)施; (3) 計(jì)算井筒的近似直徑; (4) 按通風(fēng)要求核算井筒斷面尺寸。 B 凈斷面尺寸確定實(shí)例 下面以剛性罐道罐籠井為例,介紹豎井?dāng)嗝娉叽缬?jì)算的步驟和方法。圖 5-5 是一個(gè) 普通罐籠井的斷面布置及有關(guān)尺寸。圖中各參數(shù)的計(jì)算如下: 圖 5-5 作圖法確定井筒直徑 a 罐道梁中心線的間距 l1=C+E 1+E 2 (5-3) l2=C+E 1+E3
立井井筒斷面設(shè)計(jì)包括確定井筒斷面尺寸,選擇井壁結(jié)構(gòu)并確定井壁厚度,繪制井筒斷面施工圖和編制工程量及材料消耗量表。
1、立井提升容器的類型及選擇
(1)提升容器的類型
煤礦立井提升容器有兩種,一是箕斗,二是罐籠。專門用作提升煤炭的容器叫箕斗;用作升降人員、材料、設(shè)備和矸石的容器叫罐籠。在大、中型國營礦山中,提升煤炭均選用箕斗,在年產(chǎn)30萬噸以下的小型礦井中,有的也用罐籠提煤。而副井均為罐籠提升,有的也擔(dān)負(fù)一部分提煤任務(wù)。
我國煤礦用箕斗和罐籠,分別適用于各種剛性罐道和柔性罐道等多種類型。按照提升鋼絲繩類型,又分單繩提升和多繩提升兩類,其中多繩提升具有提升安全、鋼絲繩直徑小、設(shè)備重量輕等優(yōu)點(diǎn),因而在大中型礦井中使用日益廣泛。伴隨多繩提升的出現(xiàn),箕斗的容積也越來越大,我國的箕斗最大已達(dá)40m3。
(2)提升容器的選擇
①箕斗的容量和規(guī)格的確定
箕斗的容量和規(guī)格,主要根據(jù)礦井年產(chǎn)量,井筒深度及礦井年工作組織來確定?;返囊淮魏侠硖嵘靠砂聪率接?jì)算:
式中:
q-箕斗的一次提升量,t/次;
A-礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力,t/a;
C-提升不均勻系數(shù),有井底煤倉時(shí):C=1.1~1.15;無井底煤倉時(shí):C=1.2;
a-提升能力富裕系數(shù),一般僅對第一水平留20%左右的富裕系數(shù);
N-礦井年工作日,按300d/a;
t-每天凈提升時(shí)間,按14h/d;
T-一次提升循環(huán)時(shí)間,s/次;
②罐籠規(guī)格的確定
罐籠的類型應(yīng)根據(jù)礦井選定的礦車規(guī)格初選,然后再根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定按最大班工人下井時(shí)間、最大班凈作業(yè)時(shí)間進(jìn)行驗(yàn)算。
2、立井井筒斷面布置
井筒斷面應(yīng)根據(jù)選定提升容器與井筒設(shè)備的類型來布置。井筒斷面內(nèi)除提升間外,根據(jù)井筒的用途,往往還需要布置梯子間、管纜間或延深間。
井筒斷面的布置,既要滿足井筒內(nèi)提升容器等設(shè)備布置的要求,又要力求縮小井筒斷面,簡化井筒裝備,以達(dá)到節(jié)約材料和投資的目的。
根據(jù)提升容器和井筒裝備的不同,井筒斷面布置形式多種多樣。
3、井筒凈斷面尺寸確定
井筒凈斷面尺寸主要根據(jù)提升容器規(guī)格和數(shù)量、井筒裝備的類型和尺寸、井筒布置方式以及各種安全間隙來確定,最后用通過井筒的風(fēng)速校核。
(1)確定井筒斷面尺寸的步驟
①根據(jù)井筒的用途和所采用的提升設(shè)備,選擇井筒裝備的類型,確定井筒斷面布置形式。
②根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),初步選定罐道梁型號、罐道截面尺寸或罐道繩的類型和直徑,并按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,確定間隙尺寸。
③根據(jù)提升間、梯子間、管路、電纜占用面積和罐道梁寬度、罐道厚度以及規(guī)定的間隙,用圖解法或解析法求出井筒近似直徑。當(dāng)井筒凈直徑小于6.5m 時(shí),按0.5m 進(jìn)級;大于6.5m 時(shí),一般以0.2m 進(jìn)級確定井筒直徑。
④根據(jù)已確定的井筒直徑,驗(yàn)算罐道梁型號及罐道規(guī)格。
⑤根據(jù)驗(yàn)算后確定的井筒直徑和罐道梁、罐道規(guī)格,重新作圖核算,檢查斷面內(nèi)的安全間隙,并作必要的調(diào)整。
⑥根據(jù)通風(fēng)要求,核算井筒斷面,如不能滿足,則最后按通風(fēng)要求確定井筒斷面。
(2)井筒凈斷面尺寸的確定
無論是罐籠井或是箕斗井,剛性設(shè)備或是柔性設(shè)備,井筒凈斷面尺寸的確定方法基本相同。一般情況下是首先確定提升間和梯子間尺寸及其相對位置;然后根據(jù)安全間隙要求,采用解析法或作圖法求得近似的井筒直徑,獲得提升容器在井筒內(nèi)的具體位置;最后進(jìn)行調(diào)整,得到井筒的凈斷面尺寸。
(3)通風(fēng)校核
由提升容器和井筒裝備確定的井筒直徑,必須按照《煤礦安全規(guī)程》的要求進(jìn)行通風(fēng)校核,使井筒內(nèi)的風(fēng)速不大于允許的最高風(fēng)速,即
式中
v ——通過井筒的風(fēng)流速度,m/s;
S ——井筒凈斷面面積,m2;
μ ——井筒通風(fēng)有效斷面系數(shù)μ=0.6~0.8;
Q ——通過井筒的風(fēng)量,m3/s;
vmax——井筒中允許的最高風(fēng)速,m/s。
《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定:升降人員和物料的井筒,vmax=8 m/s;專為升降物料的井筒,vmax=12m/s;無提升設(shè)備的風(fēng)井,vmax=15m/s。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),除特殊情況外,設(shè)計(jì)出的井筒凈直徑一般都能滿足通風(fēng)要求。如果不能滿足通風(fēng)要求,井筒凈直徑應(yīng)相應(yīng)加大。
巷道斷面設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟是:首先選擇巷道斷面形狀,確定巷道凈斷面尺寸,并進(jìn)行風(fēng)速驗(yàn)算;其次,根據(jù)支架參數(shù)和道床參數(shù)計(jì)算出巷道的設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面尺寸,并按允許的超挖值求算出巷道的計(jì)算掘進(jìn)斷面尺寸;然后,布置水溝和管纜;最后,繪制巷道斷面施工圖,編制巷道特征表和每米巷道工程量以及材料消耗量一覽表。
1、斷面選型
我國煤礦井下使用的巷道斷面形狀,按其構(gòu)成的輪廓線可分為折線形和曲線形兩大類。
前者如矩形、梯形、不規(guī)則形等;后者如半圓拱形、圓弧拱形、三心拱形、馬蹄形、橢圓形和圓形等。
巷道斷面形狀的選擇,主要應(yīng)考慮巷道所處的位置(即作用在巷道上地壓的大小和方向、圍巖性質(zhì))、用途及其服務(wù)年限、選用的支架材料和支護(hù)方式、掘進(jìn)方法和采用的掘進(jìn)設(shè)備等因素。
一般情況下,作用在巷道上的地壓大小和方向在選擇斷面形狀時(shí)起主要作用。當(dāng)頂壓和側(cè)壓均不大時(shí),可選用矩形或梯形斷面;當(dāng)頂壓較大、側(cè)壓較小時(shí),則應(yīng)選用直墻拱形斷面(半圓拱、圓弧拱或三心拱);當(dāng)頂壓、側(cè)壓都很大且底鼓嚴(yán)重時(shí),就必須選用諸如馬蹄形、橢圓形或圓形等封閉式斷面。
2、確定斷面尺寸
巷道斷面尺寸主要取決于巷道的用途,存放或通過它的機(jī)械、器材或運(yùn)輸設(shè)備的數(shù)量及規(guī)格,人行道寬度和各種安全間隙,以及通過巷道的風(fēng)量等。
設(shè)計(jì)巷道斷面尺寸時(shí),根據(jù)上述諸因素和有關(guān)規(guī)程、規(guī)范的規(guī)定,首先定出巷道的凈斷面尺寸,并進(jìn)行風(fēng)速驗(yàn)算;其次,根據(jù)支護(hù)參數(shù)、道床參數(shù)計(jì)算出巷道的設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面尺寸,并按允許加大值(超挖值)計(jì)算出巷道的計(jì)算掘進(jìn)斷面尺寸;最后,按比例繪制巷道斷面施工圖,編制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表。
(1)巷道凈寬度的確定
直墻拱形和矩形巷道的凈寬度,系指巷道兩側(cè)內(nèi)壁或錨桿露出長度終端之間的水平距離。對于梯形巷道,當(dāng)其內(nèi)通行礦車、電機(jī)車時(shí),凈寬度系指車輛頂面水平的巷道寬度;當(dāng)其內(nèi)不通行運(yùn)輸設(shè)備時(shí),凈寬度系指從底板起1.6 m 水平的巷道寬度。運(yùn)輸巷道凈寬度,由運(yùn)輸設(shè)備本身外輪廓最大寬度和《煤礦安全規(guī)程》所規(guī)定的人行道寬度以及有關(guān)安全間隙相加而得;無運(yùn)輸設(shè)備的巷道,可根據(jù)行人及通風(fēng)的需要來選取。
(2)巷道凈高度的確定
矩形、梯形巷道的凈高度系指自道渣面或底板至頂梁或頂部噴層面、錨桿露出長度終端的高度;拱形巷道的凈高度是指自道渣面至拱頂內(nèi)沿或錨桿露出長度終端的高度。
《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,主要運(yùn)輸巷道和主要風(fēng)道的凈高,自軌面起不得低于1.9 m。架線電機(jī)車運(yùn)輸巷道的凈高,必須符合有關(guān)規(guī)定:電機(jī)車架空線的懸掛高度,自軌面算起在行人的巷道內(nèi)、車場內(nèi)以及人行道同運(yùn)輸巷道交叉的地方不得小于2m;在不行人的巷道內(nèi)不得小于1.8m;在井底車場內(nèi),從井底到乘車場其高度不得小于2.2m。電機(jī)車架空線和巷道頂或棚梁之間的距離不得小于0.2m。采區(qū)(盤區(qū))內(nèi)的上山、下山和平巷的凈高不得低于1.8m。
3、斷面內(nèi)水溝設(shè)計(jì)和管線布置
(1)水溝設(shè)計(jì)
為了排出井下涌水和其他污水,設(shè)計(jì)巷道斷面時(shí)應(yīng)根據(jù)礦井生產(chǎn)時(shí)通過該巷道的排水量設(shè)計(jì)水溝。水溝通常布置在人行道一側(cè),并盡量少穿越運(yùn)輸線路。只有在特殊情況下才將水溝布置在巷道中間或非人行道一側(cè)。
平巷水溝坡度可取0.3%~0.5%,或與巷道的坡度相同,但不應(yīng)小于3.5%,以利水流暢通。運(yùn)輸大巷的水溝可用混凝土澆筑,也可把鋼筋混凝土預(yù)制成構(gòu)件,然后送到井下鋪設(shè)。采區(qū)中間巷的水溝,可根據(jù)巷道底板性質(zhì)、服務(wù)年限長短、排水量大小和運(yùn)輸條件等因素考慮是否需要支護(hù)。回采巷道的服務(wù)年限短、排水量小,故其水溝不用支護(hù)。棚式支架巷道水溝一側(cè)的邊緣距棚腿應(yīng)不小于300mm。
為了行人方便,主要運(yùn)輸大巷和傾角小于15°斜巷的水溝應(yīng)鋪放鋼筋混凝土預(yù)制蓋板,蓋板頂面應(yīng)與道渣面齊平。只有在無運(yùn)輸設(shè)備的巷道或傾角大于15°的斜巷以及采區(qū)中間巷和順槽才可不設(shè)蓋板。
常用的水溝斷面形狀,有對稱倒梯形、半倒梯形和矩形幾種。各種水溝斷面尺寸應(yīng)根據(jù)水溝的流量、坡度、支護(hù)材料和斷面形狀等因素確定。
(2) 管線布置
根據(jù)生產(chǎn)需要,巷道內(nèi)需要敷設(shè)諸如壓風(fēng)管、排水管、供水管、動(dòng)力電纜、照明和通信電纜等管道和電纜。管纜的布置要考慮安全和架設(shè)檢修的方便,一般應(yīng)符合下列要求:
① 管道通常設(shè)置在人行道一側(cè),也可設(shè)在非人行道側(cè)。管道架設(shè)可采用管墩架設(shè)、托架固定或錨桿懸掛等方式。若架設(shè)在人行道上方,管道下部距道碴或水溝蓋板的垂高不應(yīng)小于1.8m,若架設(shè)在水溝上,應(yīng)以不妨礙清理水溝為原則。
② 在架線式電機(jī)車運(yùn)輸巷道內(nèi),不要將管道直接置于巷道底板上(用管墩架設(shè)),以免電流腐蝕管道。管道與運(yùn)輸設(shè)備之間必須留有不小于0.2m 的安全距離。
③ 通信電纜和電力電纜不宜設(shè)在同一側(cè)。如受條件限制設(shè)在同一側(cè)時(shí),通信電纜應(yīng)設(shè)在動(dòng)力電纜上方0.1m 以上的距離處,以防電磁場作用干擾通訊信號。
④ 高壓電纜和低壓電纜在巷道同側(cè)敷設(shè)時(shí),相互之間距離應(yīng)大于0.1 m 以上;同時(shí)高壓電纜之間,低壓電纜之間的距離不得小于50mm,以便摘掛方便。
⑤電纜與管道在同一側(cè)敷設(shè)時(shí),電纜要懸掛在管道上方并保持0.3 m 以上距離。
⑥電纜懸掛高度應(yīng)保證當(dāng)?shù)V車掉道時(shí)不會(huì)撞擊電纜,或者電纜發(fā)生墜落時(shí),不會(huì)落在軌道上或運(yùn)輸設(shè)備上。所以,電纜懸掛高度一般為1.5~1.9m;電纜兩個(gè)懸掛點(diǎn)的間距不應(yīng)大于3.0m;電纜與運(yùn)輸設(shè)備之間距離不應(yīng)小于0.25 m。
4、彎曲巷道斷面加寬
在巷道彎道處,車輛四角要外伸或內(nèi)移,應(yīng)將上述安全間隙適當(dāng)加大,加大值與車箱長度、軸距和彎道半徑有關(guān)。其加寬值一般外側(cè)為200 mm(20 t 電機(jī)車可加寬300 mm),內(nèi)側(cè)為100mm,雙軌中線距為300mm。有的設(shè)計(jì)為了簡化計(jì)算,內(nèi)外側(cè)均加寬200mm。巷道除曲線段要全部加寬外,與曲線段相連的兩端直線段也需加寬。其加寬長度對于礦車運(yùn)輸巷道建議取1.5~3.5 m;電機(jī)車通行的巷道,建議加寬3~5m。雙軌曲線巷道,兩軌道中線距加寬起點(diǎn)也應(yīng)從直線段開始,用于機(jī)車建議加寬5m;用于3t 或5t 底卸式礦車建議加寬5~7m;用于1t 礦車可加寬2m。
斜井井筒的斷面形狀及支護(hù)方式、斷面設(shè)計(jì)方法與平巷相同。
斜井井筒有直墻半圓拱形、切圓拱形、三心拱形及梯形。據(jù)統(tǒng)計(jì)斜井井筒斷面形狀95%以上為直墻半圓拱形。
斜井井筒斷面布置原則是:設(shè)備之間的安全間隙要符合《煤礦安全規(guī)程》的要求,保證提升安全可靠;便于設(shè)備的檢修和維護(hù);滿足通風(fēng)要求和上下人員的安全。
(1)膠帶輸送機(jī)斜井井筒斷面布置
在膠帶輸送機(jī)斜井中,井筒內(nèi)除安設(shè)膠帶輸送機(jī)外,還應(yīng)鋪設(shè)檢修道,以便升降在安裝、檢修中所需要的設(shè)備。有的礦井檢修道還兼作提升人員的人車道。根據(jù)膠帶輸送機(jī)、檢修道和人行道相對位置的不同,普通膠帶機(jī)斜井井筒斷面有三種布置形式。
(2)箕斗斜井井筒斷面布置
箕斗斜井均采用雙鉤提升?;沸本惨话悴患孀骰仫L(fēng)井,除布置消防灑水管路和信號、通訊電纜外,一般不布置其它設(shè)備。箕斗斜井井筒斷面布置較為簡單,水溝和人行道布置于同一側(cè)。
(3)串車斜井井筒斷面布置
串車提升既可作為礦井的輔助提升(副斜井),也可作為中、小型礦井的主提升。在串車提升的斜井井筒中除提絞設(shè)備外,一般還設(shè)有水溝、人行道、管路和各種電纜。根據(jù)軌道、人行道和水溝及管路的相對位置的不同,其井筒斷面布置有四種方式。
立井井筒基巖施工是指在表土層或風(fēng)化巖層以下的井筒施工,根據(jù)井筒所穿過的巖層的性質(zhì),主要以采用鉆眼爆破法施工為主。根據(jù)井筒掘砌作業(yè)方式的不同,井筒鉆眼爆破法的主要施工工序包括鉆眼爆破、抓巖提升、卸矸排矸和砌壁支護(hù)等。
我國立井井筒基巖施工機(jī)械化水平有了很大的提高。以深孔光爆、設(shè)備大型化、支護(hù)機(jī)械化和注漿堵水打干井為主要內(nèi)容的鑿井技術(shù)有了長足的發(fā)展。使我國立井井筒施工出現(xiàn)了一個(gè)嶄新的面貌,為加快建井速度,改善勞動(dòng)條件,提高工效提供了可靠的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)保證。
1、鉆眼工作
在整個(gè)鉆眼爆破工作中,鉆眼所占的工時(shí)最長。加快鉆眼速度、加大眼深、提高眼孔質(zhì)量,以及提高鉆眼的機(jī)械化程度為其主要發(fā)展方向。為適應(yīng)立井施工的要求,鑿巖機(jī)應(yīng)具有鉆速高、扭矩大、適應(yīng)性強(qiáng)和運(yùn)轉(zhuǎn)可靠的特點(diǎn)。
2、爆破工作
爆破工作主要包括爆破器材的選擇和爆破參數(shù)的確定,并編制爆破圖表和說明書。
3、裝巖工作
裝巖是立井井筒掘進(jìn)循環(huán)中最重要的一項(xiàng)工作,它既費(fèi)時(shí)又繁重,約占掘進(jìn)總循環(huán)時(shí)間的50%~60%。因此,提高裝巖效率和機(jī)械化水平是加快立井施工的關(guān)鍵。
4、提升及排矸
立井井筒施工中,為了排除井筒工作面的矸石、下放器材、設(shè)備以及提放作業(yè)人員,應(yīng)在井內(nèi)設(shè)置提升系統(tǒng)。這套提升系統(tǒng)稍加改裝,還應(yīng)能服務(wù)于車場巷道施工和井筒永久裝備。鑿井提升系統(tǒng)選擇是否合理,不但直接影響鑿井裝矸作業(yè)和鑿井施工速度,而且還會(huì)影響建井后期工作的順利開展。
鑿井提升系統(tǒng)由提升容器、鉤頭聯(lián)接裝置、提升鋼絲繩、天輪、提升機(jī)以及提升所必備的導(dǎo)向穩(wěn)繩和滑架等組成。鑿井期間,提升容器以矸石吊桶為主,有時(shí)也采用如底卸式下料吊桶和下料框等容器。當(dāng)轉(zhuǎn)入車場和巷道施工時(shí),提升容器則由吊桶改為鑿井罐籠。
立井開鑿時(shí),為了懸掛吊盤、砌壁模板、安全梯、吊泵和一系列管路纜線,必須合理選用相應(yīng)的懸吊設(shè)備。懸吊系統(tǒng)由鋼絲繩、天輪及鑿井絞車等組成。
當(dāng)巷道在薄煤層中掘進(jìn)時(shí),為了保證巷道的使用高度,必須挑頂或挖底。因此,在巷道斷面上既有煤層,又有巖層。當(dāng)巖層占掘進(jìn)工作面積1/5~4/5 時(shí),即稱為煤-巖巷道。煤-巖巷道施工方法與巖巷和煤巷的施工方法基本相同。
1、鉆眼爆破
鉆眼爆破工作是一項(xiàng)主要工序,質(zhì)量好壞,對巷道掘進(jìn)進(jìn)度、規(guī)格質(zhì)量、支護(hù)效果、掘進(jìn)工效和成本都有很大影響,因此必須采用最優(yōu)的施工工藝參數(shù),才能獲得最佳的施工效果。
鉆眼爆破的主要技術(shù)發(fā)展趨勢是發(fā)展中深孔、光面爆破和斷裂成型(刻槽)爆破技術(shù)。增加眼深,完善深孔直眼掏槽方式,減少炮眼數(shù)量,加快鉆眼速度和提高爆破效率?,F(xiàn)代工程是以每米巷道所需的鉆爆工時(shí)最短、炮眼利用率最高和光爆質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)施工效果。
2、裝巖與運(yùn)輸
裝載與運(yùn)輸是巷道掘進(jìn)中勞動(dòng)量大,占循環(huán)時(shí)間最長的工序,一般情況下它可占掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間的35%~50%。
70 年代以來,我國先后研制成功耙斗裝巖機(jī)、側(cè)卸式裝巖機(jī)、蟹爪裝巖機(jī)及立爪裝巖機(jī),其中根據(jù)煤礦特點(diǎn)研制的耙斗裝巖機(jī),因具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、造價(jià)低、可靠性好和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),已成為當(dāng)前我國煤礦巷道掘進(jìn)的主要裝載設(shè)備。
近些年來,配套的轉(zhuǎn)載運(yùn)輸設(shè)備也在不斷研究改善,先后出現(xiàn)了QZP-160 型橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、SJ-80與SJ-44 可伸縮膠帶運(yùn)輸機(jī)、ZP-1 型膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)等,以及S4、S6、S8 型梭式礦車和ILA、CCJ 型倉式列車以及5t 以上防爆型蓄電池電機(jī)車。以上多為從工作面運(yùn)出矸石的設(shè)備,同時(shí)也發(fā)展了可向工作運(yùn)輸材料的膠帶輸送機(jī)、鋼絲繩牽引卡軌車和鋼絲繩牽引單軌吊車。
到上世紀(jì)八十年代我國的斜井快速施工已形成了具有中國特色的機(jī)械化作業(yè)線和設(shè)備配套方式。作業(yè)方式和勞動(dòng)組織進(jìn)一步優(yōu)化,工效進(jìn)一步提高,施工技術(shù)取得較大發(fā)展。進(jìn)入新世紀(jì)以后,伴隨國家體制的改革和承包制的推行,斜井施工技術(shù)已進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。
1、鉆眼爆破
(1)鑿巖機(jī)具的選擇
斜井基巖掘進(jìn)都采用中深孔全斷面一次光面爆破和拋渣爆破。斜井鉆眼采用導(dǎo)軌式鑿巖機(jī),雖然有助于實(shí)現(xiàn)深孔光爆,但鑿巖臺(tái)車的調(diào)車讓位需要較長的時(shí)間;使用鉆裝機(jī)又不能使鉆眼與裝巖兩大主要工序平行作業(yè);生產(chǎn)的液壓氣腿式鑿巖機(jī),鉆眼速度比較快,但其后部配備的工作車又影響裝巖工作。
(2)爆破參數(shù)的確定
①炮眼深度
為實(shí)現(xiàn)中深孔爆破,炮眼深度一般為2.0~3.5m 之間。炮眼的平均深度應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)來確定,根據(jù)工作實(shí)踐來驗(yàn)證,最后定出合理的炮眼深度。
②炮眼數(shù)目
炮眼數(shù)量的多少,現(xiàn)場多根據(jù)斜井?dāng)嗝娲笮?、巖石性質(zhì)、炸藥性能等進(jìn)行試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)確定,在實(shí)踐中進(jìn)行調(diào)整,取得合理的炮眼數(shù)目。也可按平巷炮眼數(shù)目確定方法進(jìn)行估算。
(3)掏槽方式和炮眼布置
實(shí)現(xiàn)中深孔光面爆破,必須采用直眼掏槽或直眼與斜眼混合方式。直眼掏槽,過去在金屬礦山應(yīng)用較廣,主要用于堅(jiān)硬巖石的掘進(jìn)。
(4)裝藥結(jié)構(gòu)和爆破技術(shù)
斜井掘進(jìn)工作面中的炮眼都帶有一定傾角,工作面一般都有積水。因此,必須使用抗水炸藥?,F(xiàn)場多采用水膠炸藥或2 號抗水巖石硝銨炸藥。為取得好的爆破效果,掏槽眼應(yīng)采用高威力炸藥連續(xù)反向裝藥,而周邊眼應(yīng)采用低威力炸藥或小藥徑炸藥連續(xù)反向裝藥,與平巷裝藥基本相同,只是底眼應(yīng)加大裝藥量,最后起爆底眼,實(shí)現(xiàn)拋渣。
2、裝巖提升
裝巖與提升是斜井井筒掘進(jìn)的主要環(huán)節(jié),直接影響著掘進(jìn)速度。二者占掘進(jìn)循環(huán)的時(shí)間60%~70%,因此,國內(nèi)外的斜井施工都強(qiáng)調(diào)裝巖和提升的機(jī)械化程度及設(shè)備配套綜合能力的發(fā)揮。
3、支護(hù)技術(shù)
斜井永久支護(hù),上世紀(jì)七十年代前多采用料石砌碹和混凝土支架支護(hù),廣泛采用錨噴支護(hù)。采用錨噴支護(hù)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)解決好建立井口混凝土攪拌站、合理控制噴射工作風(fēng)壓、減少輸料管的磨損和防止管道擊穿、預(yù)防和處理管路堵塞等幾個(gè)問題。
立井井筒自上而下由井頸、井身、井底三部分組成??拷乇淼囊欢尉步凶鼍i,此段內(nèi)常開有各種孔口。井頸的深度一般為15~20m,井塔提升時(shí)可達(dá)20~60m。井頸以下至罐籠進(jìn)出車水平或箕斗裝載水平的井筒部分叫做井身。井身是井筒的主干部分,所占井深的比例最大。井底的深度是由提升過卷高度、井底設(shè)備要求以及井底水窩深度決定的。
這三部分長度的總和就是井筒的全深。
不同用途的斜井,它們的井口結(jié)構(gòu)、井身結(jié)構(gòu)及井底結(jié)構(gòu)都有所不同。
斜井井筒和立井井筒一樣,自上而下分為井頸、井身和井底三部分。斜井井頸是指接近地面出口,井壁需要加厚的一段井筒,由筒壁和壁座組成。
斜井井筒是連接工業(yè)場地和井下各開采水平的主要進(jìn)出口,服務(wù)年限長,因此斜井多用混凝土砌碹或料石砌碹支護(hù)。近年來大多數(shù)斜井開始采用錨噴支護(hù)并取得了相當(dāng)好的效果,井口明洞部分多為碹體支護(hù)結(jié)構(gòu)。
井底是指井筒與車場水平的連接部分,對箕斗斜井和膠帶輸送機(jī)斜井而言,井底則是指井底裝載水平及井底水窩部分。不同類型的斜井,其井底結(jié)構(gòu)也不一樣。