荣华立井副井井筒装备施工方案

摘 要：井筒装备是煤矿竖井提升系统的重要组成部分，井筒装备不是单独一个单位工程进行施工的，而是综合了各个单位工程的综合工程，科学的井筒装备施工方案可以有效地加快施工进度，降低成本，提高经济效益。

关键词：井筒装备；施工；方案

中图分类号：TD262 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）02-0152-03

1 工程概况

1.1 矿井自然情况

鸡西矿业集团荣华煤矿是龙煤集团投资建设的新建矿井，矿井位于黑龙江省鸡西市鸡东县境内。矿井设计年生产能力为210万t，工业广场内设有主、副两个井筒，现副井井筒已到底，已具备井筒永久装备安装条件。副井井筒净直径为7 m，井筒深度为828.300 m（不包括井底水窝），井口绝对标高为178.300 m，井底绝对标高为

-650.000 m。

荣华立井副井井筒内布置有宽窄罐笼、梯子间、排水管路、压风管路、消防洒水管路、动力电缆、信号电缆、通讯电缆等，提升方位角为70°00'00″。

1.2 井筒装备主要工程内容及主要工程量

1.2.1 主要工程内容

副井井筒装备工程主要包括玻璃钢罐道托架安装、玻璃钢罐道安装、玻璃钢梯子间安装、排水管路安装、压风管路安装、消防洒水管路安装、动力电缆敷设、信号电缆敷设、通讯电缆敷设；井上、下稳罐装置安装；副井井筒与井底车场联接处设备安装、副井井底托罐梁及挡绳装置、副井井底罐道检修平台安装；井上、下过卷及过放装置安装；吊盘制作及安装。

1.2.2 主要工程量

①井筒装备部分。安装玻璃钢罐道托架660组；安装玻璃钢罐道336根，共计3 325 m；安装玻璃钢梯子间165层；

②管路部分。安装ф325×18排水管路2趟，计

1 665 m；安装ф219×8压风管路1趟，计840 m；安装ф159×10消防洒水管路1趟，计840 m。

③电缆部分。安装动力电缆MYJV42-6kV，3×240，4根，计4 080 m；安装信号电缆MKVV32-20×1.5，1根，计930 m；安装通信电缆MHYV32-50×2×0.8，2根，计

1 800 m。

④井底稳罐及过卷扬部分：总重50 929 kg。

2 井筒装备安装

2.1 施工准备

①设计施工图纸。副井井筒装备施工图纸由中煤国际工程集团沈阳设计研究院设计提供。经过有关专家及施工单位的图纸会审，将施工过程中的标准平垫改为自制大平垫，增加玻璃钢之间的夹紧力，并且防止夹坏玻璃钢。

②测量数据。由测量人员定出副井中心位置，根据测定的数据给出±0位置。施工人员入井检查井筒垂直度、同心度、孔洞等影响井筒装备安装位置的缺陷并做好检查记录。

③收集资料。收集相关技术文件和工程质量规范、标准，安全法规、规程、条例、有关安全管理的文件通知。

④现场查勘。施工技术人员对现场实际进行查勘，详细了解现场实际，对现有各种设备布置及建筑位置进行绘制，以便科学地制定施工方案。

2.2 施工方案确定

目前煤炭和冶金系统，类似该井装备工程的施工方案，主要有两次安装法和三次安装法两种。两次安装法即将整个工程划分为井筒装备、管路安装、电缆支架安装和电缆敷设两部分。利用多层吊盘自上而下一次安装井筒装备、管路和电缆支架，到井底后将吊盘拆除，利用吊架和稳车自上而下分别安装电缆。三次安装法是将整个工程分为井筒装备、管座、管子梁、电缆托架安装，管路安装和电缆安装三部分，利用多层的吊盘自上而下安装第一部分，到底后对吊盘进行改制，然后自下而上施工管路部分，最后再自上而下施工第三部分。两次安装法优点是安装环节简单、转换时间少、安装施工速度快；缺点是准备工期长、吊盘结构复杂、重量大、准备投入费用高、安装投入设备多、安全可靠性差。三次安装法优点是准备工程量小、准备工期短、准备投入费用少、安装投入设备少、安装工艺简单、重量小、安全可靠程度高。根据两种施工方案的优缺点，结合该井装备布置情况，现有井筒和设备设施布置情况及我公司多年施工经验，确定采用三次施工方案来完成该井装备任务，即：

①利用三层吊盘从井口往下，逐层安装罐道托架、罐道、管子梁托架、管子梁、管座梁、梯子间、电缆支架、井底套架、四角罐道等设施，直到-650.000 m井底。

②拆除凿井期间的ⅴ型井架，安装永久井架将永久提升系统形成，再利用16 t稳车进行管路安装。

③将监测电缆、信号、通讯等小电缆盘在罐笼里自上而下，逐根敷设。动力电缆利用16 t稳车进行下放。

2.3 安装施工辅助工作

①安装辅助工作内容及井筒布置。装备施工辅助工作主要有井筒提升、地面运输、井筒压风、井筒动力电源、井筒通讯、提升信号、施工吊盘及悬吊、钻孔模具盘等内容，装备辅助设施井筒布置如图1所示。

②装备辅助工作设备设施及设备布置。装备辅助设施主要包括：提升设备、悬吊设备、钢丝绳、天轮、提升容器、吊盘、各种电缆等。该工程需要辅助设备8台套、天轮11组、钢丝绳6根、吊盘1座、电缆3根3 000 m，设备布置如图2所示。

2.4 井筒装备施工

2.4.1 施工准备

①根据施工布置图对稳车进行重新布置及缠绳，每层钢丝绳之间必须垫δ6铁条，以免上层钢丝绳勒进下层钢丝绳内。

②根据天轮平台布置图对井架天轮重新进行布置，并将稳车钢丝绳绳头通过天轮悬挂在井口附近，临时锁死绳头。

③利用吊车对凿井期间的锁口进行拆除。

④利用吊车对新吊盘进行组对及钢丝绳悬挂，悬挂装置必须用自制大板卡卡紧，每个绳头大板卡数量不低于六个。

⑤待新吊盘进入井筒内后对锁口进行重新安装，锁口盘上要留有足够的通风口，并用栅栏将通风孔覆盖住，以免物体掉入井筒内伤及施工人员。锁口盘上设置能够自动开启的安全门，施工人员及构件从此安全门通过。

⑥在井口设4台测量大线绞车、井筒内下4根大线，作为准备安装工作的平面测量基准，用于测量四根罐道，用于测量管子梁和梯子间大梁，平面测量尺寸使用经过检验合格的钢卷尺、钢板尺和丁字尺，测量水平工具使用经检测合格的水准仪和水平尺，为了保证4根垂线的精度，每个垂线线坠重量不少于50 kg，每隔50 m设一组大线定位板。

井筒内挂四把钢卷尺，用来测量每层梁的高度。高度测量基准设在第一层梁上，测平利用水准议、水平尺和U型水位计，大钢尺每50 m向下移动一次，小距离和高程测量利用经过检验合格的钢卷尺、钢板尺、丁字尺等进行。

安装工艺流程。下层盘：钻锚杆孔、安装锚杆；中层盘：安装罐道托架、管子梁托架、电缆托架、安装罐道、安装管子梁、梯子间主梁及小梁、梯子及踏步、壁网；上层支架：挂罐道并找正。

⑦井筒升降人员利用自制罐笼及主提升机升降，利用两根吊盘绳作为自制罐笼的引梁绳。下放材料利用主提升机完成，同时用两根吊盘绳作为引梁，防止构件在井筒内下方过程中进行旋转。

⑧将螺杆式压风机放置在吊盘的下层作为钻孔的风源。

2.4.2 装备部分施工

①钻孔、安装锚杆及锚杆拉力试验。钻孔和锚杆安装工作在下层盘上进行。首先将放到位的吊盘利用顶丝固定好，利用测量高程的钢尺测量，模具盘的高度使其达到设计位置，然后利用大线和模具盘测点的相对关系，调整模具盘的平面位置，操平找正后利用模具盘的固定装置将模具盘固定好。经检查确认正确后，进行钻孔，钻孔深度不小于400 mm。钻孔工作结束后清理锚杆孔，测量孔深无问题后安装锚杆。安装锚杆时先将树脂药卷装入孔中，然后用气动搬手注入锚杆。锚杆安装一小时后，退出模具进行拉力试验。锚杆拉力试验利用锚杆拉力器进行，每根拉力不得小于50 kN。每层测3根，若有不合格则全部进行试验，不合格的要重新钻孔后重新安装。

②钢壁座安装。钢壁座安装主要包括罐道壁座、管梁壁座、梯子梁壁座和电缆托架等内容。这些工作都在中层盘上进行，采用人工就位，操平找正，把紧固定螺丝的方法进行施工。安装平面测量基准为2根大线，高程测量基准为大钢尺，水平测量采用水平尺。固定在井壁上的托架必须紧贴井壁。托架与井壁之间如有缝隙必须用树脂胶泥充实，直接固定罐道的托架立面的垂直度严禁超过

2/1 000，同一层梁的两端托架水平支承面应位于同一平面，其高度允许偏差值5 mm，托架层间距允差±7 mm。

③钢梁、梯子间安装。管子梁、梯子间主次梁和梯子间踏板安装在中层盘上进行，采用人工就位操平找正把螺栓的办法施工。管子梁中心线与设计中心线的允许偏差为±3 mm，水平度允许偏差为3/1 000，梯子间的平台板、梯子、隔板安装必须固定牢靠，符合设计要求。

④罐道安装。罐道安装在上层支架及中层盘进行，每施工两层钢壁座安装一层罐道。罐道利用主提升机提放，人工找正就位螺栓把紧。罐道安装平面测量基准为每根罐道的测量大线，高程测量基准为测程钢尺。同一提升容器的两罐道连接头位置必须错开。罐道的垂直度允许偏差为±7 mm。罐道接头错位不应大于1 mm，当接头错位超过1 mm时，应进行修整，其修整的过渡斜度不应超过2%，罐道的固定螺栓应穿向一致，露出螺母2～4个螺距，露出长度一致。罐道接头间隙为2～4 mm，接头位置与设计位置的偏差为10 mm。

⑤井下稳罐及过卷扬安装。根据施工图纸利用风镐对梁窝进行抠挖，待所有梁窝形成之后利用主提升绞车将钢梁下放到施工位置进行找正、固定及二次灌浆，要求二次灌浆混凝土强度高于原混凝土强度一个等级。找正过程中依据井筒内的四根钢丝大线作为基准。

⑥井上稳罐及过卷扬安装需在永久井架安装完之后进行。

2.4.3 管路部分施工

待永久井架安装完及提升系统形成后进行管路部分施工。管路安装自井底向上安装管路，利用凿井稳车，缠绕不旋转钢丝绳下放，井口设卡管装置地面焊接，每40 m下放一次，下放时施工人员乘罐笼监护，到位后人工对接。管路对口采用套袖连接，电焊焊接，在焊接前在井筒内需铺设一趟临时电源，作为电焊机的电源，要求临时电源不得妨碍罐笼正常运行。

2.4.4 电缆敷设

①动力电缆利用地面稳车缠不旋转钢丝绳下放，电缆与钢丝绳之间利用电缆卡子连接，每10 m一副卡子，下放时人员乘罐笼监护，到底后乘罐笼自上而下解除电缆卡子，对电缆进行临时固定，待对电缆进行整理后将电缆固定到电缆支架上。

②将信号电缆的电缆盘放置在宽灌内，电缆盘应该在罐笼内自由转动，利用人工从上而下进行电缆敷设，在敷设过程中用临时卡子进行电缆固定，最后经过电缆整理将信号电缆固定在电缆卡子上。通讯电缆、监测电缆的敷设方法与信号电缆一样。

2.4.5 施工质量要求及质量保证措施

①执行标准。严格按图纸设计要求和煤炭部颁发的《煤炭安装工程质量检查评定标准》、《树脂锚杆固定立井井筒装备设计规范、施工规程及质量验收标准》及《矿山井巷工程验收规范GBJ-90》规定，进行检查和验收，整个工程质量目标为优良品工程。

②质量保证措施。严格执行外购件质量检查验收制度，如标准件、外委加工件、树脂锚杆、树脂药卷等，不合格产品不得入场，从严把住外购件质量关，保证工程质量；认真做好4根平面测量基准线和基准层高程的测量工作，这些基准点、基准面确定后，要请甲方测量人员进行中间验收和复合测量；二次灌浆所用砂浆或混凝土的强度等级应比原混凝土强度高一个等级。在二次灌浆前将梁窝用清水冲刷，浇筑时混凝土要充实、填满，混凝土配比要准确，在二次灌浆质量上保证工程质量；选择技术素质好的干部职工参加安装工程施工，从施工队伍素质上保证工程量；作好干部职工技术培训和安装技术交底工作，使参加施工人员懂图纸，知质量标准，会施工，能自检和互检。在做技术交底工作上保证工程质量，确定科学合理的安装施工工艺，选择性能先进的施工设备，从施工工艺和设备装备上保证工程质量。

参考文献：

[1] GBJ-90.矿山井巷工程验收规范[S].