立井井筒施工组织设计

一、工程基本条件：某煤矿副立井，井筒直径（净）Φ6.5m，井深600m，井壁结构：素混凝土井壁；表土和风化基岩壁厚：B=500mm、基岩壁厚B=400mm；该矿为低瓦斯矿井，竖井施工期间仅考虑爆破排烟通风；要求：月成井速度为100m／M。

井筒地质及水文条件：表土厚度15m，表土为粘土；风化基岩厚度6m,基岩坚固性系数f=4~6；井筒涌水量：表土层无水，风化基岩10m3／h，基岩50 m3／h。

二、作业方式的选择：该副井井筒直径（净）Φ6.5m，井深600m，地质及水文条件：表土厚度15m，表土为粘土；风化基岩厚度6m,基岩坚固性系数f=4~6,表土层无水，由此选定该井筒施工作业方式为掘、砌混合作业，井筒掘、砌工序在实践上有部分平行时称为混合作业。混合作业时随着凿井技术的发展而产生。这种作业方式区别于短段单行作业，掘、砌工序顺序进行；而混合作业，是在向模板浇灌混凝土达1m高左右同时，即可装岩出渣。待井壁浇注完成后，作业面上的掘进工作又转为单独进行，依次往复循环。由此可见，立井作业方式是根据掘、砌作业在时间上的关系而划分的。每一大类中，则又可引入段高大小等指标，以作同类技术的区别。

立井井筒一般要穿过表土与基岩两个部分，其施工技术由于围岩条件不同各有特点，表土施工方案选择主要考虑工程的安全，而基岩施工主要考虑施工进度。由于表土松软，稳定性较差，经常含水，并直接承受井口结构物的荷载。所以，表土施工比较复杂，往往成为立井施工的关键工程。正确的选择表土施工方案和施工方法，避开雨季施工，预先考虑片帮等突发事故的防范措施，确保立井井筒安全快递地通过表土层，并顺利转入基岩施工具有重要意义。

立井井筒施工包括掘进、砌壁和安装三大工序。井筒正式掘进之前，先在井口上方设置井架，在井架顶部安装天轮平台，在井架第一平台标高处安设卸矸平台。与此同时，掘进井筒上口一段井筒，安设临时锁口、封口盘、固定盘和吊盘；在井口四周安装凿井提升机、凿井绞车、悬吊凿井用的各种施工设备及管线；建筑凿井用的压风机房、通风机房和混凝土搅拌站等辅助生产车间。待一切准备工作完成后，即可进行井筒的正式掘进工作。

1、 表土施工。

在建井工程中，覆盖于基岩之上的第四纪冲击层和岩石风化带统称为表土层。由于表土层图纸松软，稳定性差、变化大，且一般均有涌水；又因接近地表，直接承受井口构筑物的荷载，因此，施工比较复杂，欲要安全、快速地通过表土层，最重要的是根据图层性质，正确地选择表土施工方法，以及确定相应的施工设备和设施。表土是以土为骨架（主要是矿物和一些有机体），和水、空气组成的三相体，由于各煤田的地质、水文条件不同，土的结构性质（矿物成分和颗粒大小）、含水量、水压和渗透性，以及图层厚度和赋存关系等各项性能指标变化很大，反映在工程上的稳定性及施工时的难易程度差别也大。其中对图层稳定性起决定作用的是图纸结构性质和含水情况，而水对土的稳定性影响是很大的，如井内涌水处理不当，不但影响施工速度和质量，往往造成井筒片帮、壁后空洞、地面塌陷，以致直接关系到施

工的成败。

（1）锁口砌筑。在井筒进入正常施工之前，不论采用哪一种施工方法，都应先砌筑锁口，用以固定井筒位置、铺设井盖、封严井口和吊挂临时支架或井壁。

锁口砌筑选用混凝土结构，混凝土结构适用于稳定表土或第一段永久井壁砌筑后，临时支护井颈上部。这种结构整体性好，承载力强，但是浇灌复杂，拆除困难，占用井口时间长，砌体荷载重，一般不采用。

临时锁口设计及施工要求：①锁口结构要牢固，整体性要好；②锁口梁一般要布置在同一水平面上，各梁受力要均匀；③锁口梁的布置应尽量为测量井筒时下放中边线创造方便条件；④锁口梁下采用方木铺垫时垫木一般不少于3层，而且要铺设平稳，垫木铺设面积应与表面抗压强度相适应；⑤锁口结构应有较强的承载能力，锁口梁支撑点应与井口有一定距离；⑥临时锁口标高尽量与永久锁口标高一致，或者高于原地表；⑦尽量利用永久锁口或者永久锁口的一部分代替临时井壁以减少临时锁口施工和拆除的工程量；⑧为阻止井口边缘松口坍塌和防止雨水流入井内，除调整地面标高外还可砌筑环形挡土墙及排水沟；⑨矸石溜槽下端地面应有防止地面水流入井筒的措施。

（2）表土施工采用吊挂井壁施工法。准备工作：吊挂井壁施工，在最后一节井壁下部预留15个生根钩子，以便架设导向圈。掘进：首先架设导向圈而后依次打入板桩，板桩入土0.5-0.8即可开始挖土，并继续架圈和打板桩，若井帮压力大可根据实际情况架设中间导向圈及副导向圈进行加固，板桩入土角度一般为70。由于板桩围成的空间是截头锥形，所以采用的板桩应是梯形和矩形板桩交替打入才能达到密闭的效果。砌壁：采用吊挂井壁法施工，板桩和导向圈一般不再拆除。

利用标准凿井井架和凿井专用设备的提升方法。当精确地用“十字标桩法”定出井筒中心后，按设计井筒规格下挖1~3m，井自下而上砌筑锁口圈至设计的井口标高，随即架设临时锁口框，树立凿井井架，布置凿井设备。如砌筑敬酒锁口，则应留出井口各设备基础和通道孔口，各孔口向里砌筑2~3m的永久支护，洞口暂用砖石砌筑，防止垮塌。当下掘垂深达40m左右时，安设吊盘，悬吊稳绳，即可进入正常砌筑施工。这种方式，所选用的提升设备与基岩施工相同，如有时处于提升机尚未安装的情况下，为及早开工，也可用凿井井架配以凿井提升机和小吊桶临时先行施工。此方案由于井架施加于井口的荷载较大，故要求土质较坚实稳定，土的容许承载能力应大于0.25MPa，涌水量小于10 m3／h。这种提升方法的提升悬吊能力大、安全，有利于快速施工。虽然开始安装所需的时间较长，但它可以直接用于基岩施工，整个井筒施工期间不用再更换提升设备，总的安装拆卸时间较短。

2、破碎岩层和基岩施工。对于基岩坚固性系数f=4~6的岩层采用钻眼爆破方法， 钻眼爆破工作是井筒掘进循环的主要工序，它的工作效果直接影响着其他工序及整个掘进速度，其工时约占30%-40%左右。为提高爆破效果，应根据岩层的具体条件，正确选择钻眼设备和爆破器材，合理确定爆破参数。及采用先进的操作技术。在整个钻眼爆破工作，钻眼所占用的工时最长，加快钻眼速度，加大眼深，提高钻眼质量，以及提高钻眼的机械化程度使其主

要的发展方向。

根据该井筒的岩层情况，选择伞形钻架，它是由钻架和重型高频凿岩机组成的风液联动导轨式凿岩机具。钻架由中央立柱，支撑臂，动臂，推进器，操纵阀。液压和风动系统组成。打眼前用提升机从地面垂直吊放工作面中心的钻座上，并用钢丝绳悬挂在掉盘上的气动机上，然后接上风、水管，开动油泵马达，操纵调高器，操纵伞钻，支撑臂靠升降油缸由垂直位置提升到水平向上成100-150位置时，再由支撑油缸驱动支撑臂将伞钻撑紧于井壁上，即开始打眼。打眼结束后，先收拢动臂，再收回支撑臂和调高器油缸，使悬吊钢丝绳受力最后收拢支撑臂，关闭总风、水阀，拆下风水管路，捆牢后将伞钻提升地面。

爆破工作，采用的伞钻钻眼，根据实践经验炮眼深度确定为4m,为满足爆破后井筒断面的轮廓规整，炮眼直径为43mm，同时适当增加周边眼的数目。炸药消耗量，炸药的选取主要是根据岩石的坚固系数，涌水量、瓦斯和眼深等因素来确定。根据岩层情况，和适应深孔，提高爆破效果。可选用新品种炸药。高威力粉状铵梯黑炸药，药经为φ35mm.可用蜡纸封闭，外加乳化防水套成串装入4m的深孔中爆破效果可达80%以上。单位炸药消耗量，它是决定爆破效果的重要参数，装药过少，爆破后岩石块度大，井筒成型差，炮眼利用率低，炸药过大，既浪费炸药，并有可能崩坏设备。破坏围岩稳定性，造成大量超挖。炮眼布置一般采用同心圆布置，同时具有掏槽眼和周边眼，崩落眼。装药结构采用的是反向装药和连续装药。周边眼采用间隔装药。对于深孔或光面爆破常采用电雷管和导爆索起爆，立井爆破都是采用的由里向外，逐圈分次起爆，间隔时间一般为30ms，分四圈爆破，电爆网络采用的是并联，及采用闭合方向并联，同时进行爆破安全检查。 3、装岩及排矸：装岩是立井井筒掘进循环中的最重要的一项工作，它消耗工时最长，通常要占掘进循环时间的50%左右，抓岩机的选择为中心回转抓岩机，它是一种新型大斗容立井抓岩机，直接固定在凿井掉盘上，以压气为动力，机组由一名司机操作，全机由抓斗，提升机构，回转机构，变幅机构，固定装置和机架等部件组成。提高抓岩机的工时利用率，提高抓斗抓满系数，装桶准确，缩短一次抓取循环时间，加深炮眼，减少机械故障等是提高装岩生产率的关键。 提高装岩生产率可采取以下几项措施：

① 严格执行设备检修保养制度提高技术水平，减少机械故障，提高抓岩机的工时利用率。② 抓岩司机要经过严格的技术培训，操作技术要熟练。③选择合理的爆破参数，改进爆破技术，改善岩石的破碎程度，增加一次爆破岩石量，对于提高装岩生产率有密切的关系④提高提升能力，加大吊桶的容积，减少吊桶的提升休止时间，充分发挥抓岩机的生产能力。为了提高抓岩机的时间利用率，提升能力一般应大于装岩机的最高生产能力 ⑤选择合理的抓斗容积和吊桶容积，提高抓斗利用率。吊桶容积一般应为抓斗容积的5-6倍或7-8倍才能发挥大斗容抓岩机的效力。吊桶直径与抓斗张开时的直径之比为0.8时装岩时几乎没有矸石撒出。D桶≥0.8D抓 ⑥合理配置工作面上同时作业的抓岩机的台数使其合理布置，协同作业，减少干扰。⑦打干井，改善作业条件。 提升和排矸

立井开凿时为了排除井筒工作面的积矸，下放器材设备以及提放作业人

员，应在井筒设置提升系统，凿井提升系统选择是否合理，不但影响凿岩装矸作业和凿井速度，而且会影响建井后期工作的顺利开展。凿井提升系统由提升容器，钩头联接装置，提升钢丝绳，天轮，提升机以及提升所必须的导向稳绳和滑架组成。立井开凿时为了悬吊吊盘，砌壁模板，安全梯，吊泵和一系列线路管线，必选合理选用相应的悬吊设备，悬吊系统由钢丝绳，天轮和凿井绞车等组成。

该立井开凿时采用的提升方式为一套双钩提升，及 井筒有两个吊桶。

根据双钩提升时一次循环时间为 Ts=54+5 +θs, S Ts—双钩提升时的一次提升循环时间，s H—吊桶提升高度，为井筒最终设计深度，卸矸台高度和卸矸台以上吊桶提升高度之和m

hw.s—吊桶在无绳段的行程，m, hw.s≤40m 54—吊桶在无绳段的运行时间

θs—双钩吊桶在工作面摘挂钩操作时间和井上卸矸时间，Θs=90-140s

吊桶容积可按以下步骤选择，

1）吊桶的一次提升循环时间应小于或等于抓岩机装满一桶矸石的时间Tzh, 即T≤Tzh 2）计算抓岩机装桶时间 Tzh=,s

式中Vt—矸石吊桶容积，m30.9—吊桶装满系数， Azh—井筒工作面抓岩机的总生产率，m3/h 3）计算吊桶容积

Vt=, m3

吊桶选择为容积为2 m3和4 m3

凿井绞车

用于悬吊吊盘，吊泵，安全梯及管路缆线等凿井设备和拉紧稳绳。天轮分为提升天轮和凿井天轮，凿井提升天轮应尊照以下原则：

（1）天轮与钢丝绳的直径之比，当提升钢丝绳围抱角大于900时，应不小于60，围抱角小于900时，应不小于40

（2）天轮与钢丝绳中最粗钢丝的直径之比应不小于900；

（3）选用天轮所允许的最大钢丝绳钢丝总破断力应大于钢丝绳的实际最大钢丝总破断力；

0

（4）当钢丝绳仰角大于35时，按实际受力情况验算天轮轴的强度。

悬吊天轮可遵照以下原则：

（1）当悬吊设备由双绳悬挂，且绳距很近是，应尽可能采取双槽天轮，这样可以简化天轮平台生天轮梁的布置。 （2）天轮与钢丝绳的直径之比不小于20； （3）天轮与钢丝绳中最粗的钢丝的直径之比不小于300；

（4）选用天轮的安全荷载应大0于钢丝绳的实际最大静拉力。

排矸

立井掘进时，矸石吊桶提至卸矸台后，通过翻矸装置将矸石卸出，矸石通过溜矸槽或矸石仓卸入自翻汽车或矿车上，然后运往排矸场。 4、井筒支护

井筒向下掘进一定深度后，便应进行永久支护工作，起支撑地压，固定井筒装备，封堵井筒以及防止岩石风化破坏等作用。根据岩层条件，井壁材料，掘砌作业方式以及施工机械化程度的不同，可先掘进2个循环后，然后在掘砌工作面砌筑永久井壁，在掘进过程中及时进行临时支护，维护岩帮，确保工作面的安全。

临时支护采用的是喷射混凝土临时支护，其施工是在爆破后的矸石堆上进行的，所有的设备和操作程序与平巷的喷射混凝土永久支护施工喷砂浆或加锚杆和金属网等综合支护型式，施工简便快速，效率高，适应性强。立井喷射混凝土临时支护采用的是干式喷射法 永久支护采用的是整体现浇混凝土井壁，施工时先按井筒设计的内径立好内模板，然后将地面搅拌好的混凝土，通过管路或材料吊桶送至浇灌地点，浇筑而成，这种井壁比较可靠，成型规整，封水性好，又便于机械化施工

模板选用整体拆卸式金属模板，根据施工进度的要求学则拆卸式金属模板。每圈模板由基本模板2块和楔形模板1块组成，斜口和楔形模板的作业是为了便于拆卸模板。每圈模板的块数根据井筒直径而定，但每块模板不宜过重，一般为60kg左右，一般人工搬运安装，模板高一般为1m。这种模板可在掘进工作面爆破后的岩石堆上或空中吊盘上架设。自下而上逐圈灌注混凝土，它不受砌壁段高的限制，可连续施工，且段高愈大，整个井筒掘砌工序的倒换次数和井壁接茬愈少。 5、混凝土输送

混凝土在管路中降落时，砂浆易粘附于管壁，加之石子比重大，使砂浆与石子的运动速度悬殊，产生混凝土的离析，甚至造成混凝土的管路堵塞，为减少和防止这种现象的发生，应严格按规定配比拌制混凝土骨料粒经不宜超过40mm,水灰比控制在0.6左右，塌落度不小于10-15cm，尽量连续供料，满管输送，输送前，除用清水湿润管壁外，须先送砂浆，下料间隙超过15min,应用清水冲洗，管路直径要适当，过小易堵塞，大了也不利于粗骨料在下落时与管壁碰击摩擦。反而会加大混凝土的离析，一般选用Φ150mm. 6、砌壁吊盘

井筒砌壁时的立模，浇灌，捣固和拆模等工序，在时间上，可与井筒掘进同时进行，也可先后顺序作业，在空间上，可在井底工作面，也可在井内高空进行，都需要设置吊盘，砌壁吊盘的层数层间距及其结构型式，可根据井筒掘砌两大工序的时间与空间关系以及砌壁模板型式和施工工艺来确定，该井筒选用的吊盘为三层吊盘，其上层作为保护盘，中层用以吊挂掘进设备和安置提升信号，砌壁较高时需分次立模，浇筑，上层为保护盘，兼设分灰器，下层进行立模，浇捣混凝土，下层为拆除模板及检修井壁，拆除的模板可提升到砌筑盘循环使用，可加速模板的周转，减少一次砌壁段高内同时使用模板套数，并使拆模和浇灌混凝土平行施工，加快砌壁速度，底层盘用钢丝绳悬吊在二层盘上层间距按井壁浇灌速度

和混凝土凝固速度而定，以保证混凝土有足够的拆模强度。 7、井壁施工

浇筑永久井壁质量是保证整个井筒的施工质量的重要一环，必须保证达到设计强度和规格，并且不漏水，其注意事项：

1）立模 模板要严格按中，边线对中操平，保证井壁的垂直度，圆度，和净直径，在掘进工作面砌壁时，应先将矸石平整，铺上托盘或者砂子，立好模板后，用撑木固定于井帮，采用高空灌筑是，在砌壁底盘上架设撑托结构，以防止浇筑时模板微量错动，模板外径应比井筒设计净径大50mm。 2）浇灌和捣固 浇捣时要对称分层连续进行，表土和风化基岩为500mm,基岩为400mm.随浇随捣，如时间间隔较长，混凝土已有一定强度时，浇随捣，如时间间隔较长，混凝土已有一定强度时，要把上部表层凿成毛面，用水冲洗，并铺上一层水泥浆后在进行浇筑，浇筑时井筒淋水会使水泥浆流失而井壁质量降低，如水量较大可采用壁后注浆。淋水较小时，用截水拦截，然后排至井底。对于为砌壁段，用喷射混凝土临时支护封堵，或埋设导水管导水。该井筒无水便于井壁的施工。

3）井壁接茬 井段间的接茬质量直接影响井壁的整体，接缝位置应尽量避开含水层，为增加接缝处的面积以及施工方便，接茬一般为斜面，接茬时应将上段井壁凿毛冲刷，并用使模板上端压住上段井壁100mm左右，浇捣时在接茬模板关严，对于少量出水的接缝可用快凝水泥或五矾防水剂封堵。 同时在施工过程中也要注意其他辅助工序的作业，包括通风，照明，信号，测量及其它设备和管线的吊挂移动等作业 井筒的安装

井筒的安装包括罐道梁。罐道，管路，电缆，和梯子间等井内设备的安设，这以工作一般是在井筒掘砌工作全部结束后进行的，根据井筒的设备安装顺序不同，井筒安装可分为一次安装和分次安装。该井筒采用分次安装。这种作业方式是先在吊盘上，从井口向上向下安装全部罐道梁，梯子梁，平台，梯子，管路电缆卡子，在由下向上在吊盘上安装吊罐，最后从井底向上安装管线。

8、凿井结构及凿井设备布置 凿井井架

凿井井架是专为凿井提升及悬吊掘进设备而设立的，它是建井工工程中重要的结构物之一。我国凿井时大都采用的是亭式钢凿井井架，这种井架的四面具有相同的稳定性。天轮及地面提升绞车设备可以在井架四周布置，这不仅能够满足施工需要，而且具有良好的工作性能，优点是可以多次重复使用，一般不需要更换构件，每个构件重量不大，安装拆卸和运输都比较方便，防火性能好，承载力大，坚固耐用，可以满足井下和井口作业的需要，根据井筒的直径和深度选择的井架为Ⅲ号井架，其型号为主体架角柱跨距为12x12 ，天轮平台尺寸为6.5x6.5 m,由基础顶面至第一平台的高度为5.9m，井架高度为20m。 选择凿井井架的原则：能够安全地承担施工荷载；保证足够的过卷高度；角柱跨距和天轮平台尺寸满足井口施工材料、设备运输及天轮布置的需要。一般情况下，可根据标准选择井架。等施工工艺及设备与井架技术规格有较大差异，如总荷载虽相近但布置不平衡时，必须对井架的天轮平台、主体架及基础等主要构件的强度、稳定性及刚度进行验算。

凿井井架主要是由天轮房、天轮平台、主体架、卸矸台、扶梯和基础等部分所组

成。

井架高度是指井口水平至天轮平台的垂距H，可用下式计算：

H=h1+h2+h3+h4+0.5R

式中：h1——井口轨面水平至卸矸台高度，m h2——吊桶翻转所需高度，可取1.5m h3——吊桶、钩头、联接装置和滑架的总高度，m

h4——提升过卷高度，按（煤矿安全规程）规定采用吊桶提升时不小于4m；

R——提升天轮的公称半径，m。 H=20m。 井架底部的平台尺寸，亦即主体桁架角柱在下不张开的距离，应满足下列要求：

① 基础应离开井壁一定距离，使井壁不致受到井架基础的侧压力影响。用冻结法凿井时，应使井架基础避开环形沟槽的位置； ② 要有足够的底部面积，保证施工人员的正常工作与运输需要；

③ 保证井架有足够的稳定性。

井筒中心线金属模板钢丝绳悬吊点井筒中心线吊盘钢丝绳悬吊点金属模板钢丝绳悬吊点

1——双钩吊桶1 2——双钩吊桶2 3——胶质风筒 4——压风管 5——供水管 6——安全梯 7——混凝土输送管 8——放炮电缆 9——吊泵 10——照明、动力电缆 11——抓岩机 12——通风、信息电缆。

说明：1、压风管、供水管、胶质风筒采用井内吊挂方式。

2、 抓岩机所注尺寸为抓岩机底盘安装尺寸。 3、 吊盘钢丝绳悬吊点一级金属模板钢丝绳悬吊点均左右对称。

4、 考虑到充分利用提升机能力，吊桶2在井深400m以内时，允许使用3m3

吊桶，为此吊桶2选用1.85m滑架。 9、凿井工作盘设计

立井施工时，需要在井内设置一系列的凿井工作盘。如封口盘、固定盘、吊盘、稳绳盘及其他特殊用途的作业盘等。这些盘一般都是钢结构。

（1） 封口盘

封口盘是设置在井口地面上的工作平台，又称井盖。它是作为升降人员、设备、物料和装拆管路的工作平台。同时也是防止从井口向下掉落工具杂物，保护井上下工作人员安全的结构物。

封口盘采用钢结构，封口盘由梁格、盘面铺板、井盖门和管道通过孔口盖门等组成。封口盘一般做成正方形平台，盘面尺寸应该与井筒外径想适应，但必须盖住井口。盘面标高必须高于最高洪水位，并应高出地面200~300mm。

封口盘为梁格布置。它的主梁采用工字钢，次梁采用工字钢、槽钢或木梁。盘面铺板采用模板，或者采用网纹钢板。盘面上的各种孔口，处设置盖板外，其缝隙均应以软质材料严密封口。

封口盘的荷载，主要包括封口盘的自重、施工荷载，装卸设备或较重物料时荷载等。

封口盘的设计主要是设计它的梁系结构。等量的荷载去定后，根据支撑情况，吧次梁和主梁简化成简支梁或连续梁，按受弯构件选择梁的截面和验算梁的强度、刚度和稳定性。

根据井筒直径选定封口盘主梁用工字钢N40，次梁选定工字钢N20，方木200x200mm木板厚度75mm，联接角钢L75x8，螺栓，U型卡用M20。

569784310111

1——主提升门 2——钢木结构 3——信号电缆门 4——铺板 5——副提升门 6——吊泵门 7——放炮电缆门 8——照明动力电缆门 9——人行通口门 10——混凝土输送管门 11——安全梯门。 说明：1、铺板用14号圆钉钉于木梁上。 5、 铺板两两之间以接口形式搭接。

6、 根据压风管、供水管以及模板绳、抓岩机绳的直径，在铺板上留出相应

的孔，孔径大于绳径10mm。 7、 提升门绞车的型号、启门钢丝绳规格及绞车安装位置由现场确定。

（2） 固定盘

固定盘是设置在井筒内领近口的第二个工作平台，一般位于封口盘以下4~8m处。固定盘主要用来保护井下安全施工，同时还用作测量和接长管路的工作平台。

固定盘主要用途是设备、仪器的安装盘。管路、电缆的安装盘。

固定盘采用钢木混合结构。它的构造和设计要求，与封口盘大致相同。其不同点是吊桶通过孔口不设盖门，而设置喇叭口。固定盘的荷载一般较小，因此固定盘的梁系结构，通常根据工程实际经验，酌情选择两的截面型号。对于井口直径6.5m的井筒选择主梁工字钢N22，次梁工字钢N20，方木150X200mm，木板厚度70mm，连接角钢L75X8，螺栓、U型卡M20的固定盘结构。

简梁图

（3） 吊盘和稳绳盘

吊盘和稳绳盘的主要用途和构造：吊盘用钢丝绳悬吊，为井筒内的主要工作平台。它主要用作浇筑井壁的工作平台，同时还用来保护井下安全施工，在未设置稳绳盘的情况下，吊盘还用来拉紧稳绳。在吊盘上又是还安装抓岩机的气动绞车或大抓斗得吊挂和草种设备以及其他设备。在井筒掘砌完毕后，往往还要利用吊盘安装井筒装备。

稳绳盘用稳绳悬吊在井筒内，位于吊盘之下，主要用来拉紧稳绳和保护井下安全施工。又是在稳绳盘上还安装悬吊抓岩机的气动绞车。稳绳盘的构造和设计要求，与吊盘大致相同，因此可以参照吊盘设计稳绳盘。 吊盘由梁格、盘面铺板、吊桶通过的喇叭口、管线通过孔口、扇形活页、立柱、固定和悬吊装置等部分组成。各层盘吊桶通过的孔口，采用钢板围成圆筒，两端做成喇叭口。喇叭口处保护人、物免于掉入井下外，还起提升导向作用，防止吊桶升降时碰撞吊盘。喇叭口与盘面用螺栓连接。上、下喇叭口离盘面高度一般为0.5m，操作盘上的喇叭口应高出盘面1.0~1.2m。采用多层吊盘时，可设整体喇叭筒贯串各层的吊桶孔口，一面吊桶多次出入盘口而影响提升速

度。盘上作业人员可另乘辅助提升设备上下。吊泵、安全梯级测量孔口，采用盖门封闭。其他管路孔口亦设喇叭口，其高度应不小于200mm。活页宽度一般为200-500mm。立柱式连接上下盘并传递荷载的构件，一般采用∮100mm无缝钢管或18号槽钢，其数量应根据下层盘的荷载和吊盘空间框架结构的刚度确定，一般为4~8根。立柱在盘面上适当均匀布置，但力求与上、下层盘的主梁连接。为了防止吊盘摆动，通常采用木楔、固定插销或丝杆撑紧装置，使之与井壁顶住，数量不少于4个。盘上装有环形轨道或中心回转式大型抓岩机时，为避免吊盘晃动，影响装岩和提升，宜采用液压千斤顶装置撑紧井帮。

吊盘材料选择主梁工字钢N25，次梁工字钢N22，圈梁槽钢N25，网纹钢板厚度4mm，立柱槽钢N20钢管∮114X6，连接角钢L75X8，连接钢板厚度12mm，螺栓M20。

1——钢梁结构2——铺板

3——放炮电缆门4——吊泵门

5——3m3吊桶喇叭口6——风筒喇叭口7——围栏

8——安全梯门 9——混凝土输送管门 10——抓岩机悬吊绳门 11——梯柱门

说明：1、下层盘无梯柱门，但该处有中心测孔门。2、下层盘在吊盘悬吊处安有立柱。3、标题栏中括号内数字为下层盘重量。

10．凿井设备的布置

凿井设备的布置包括：井内设备。凿井盘台和地面提升绞车等。

同时需满足以下原则：（1）凿井设备布置应兼顾矿井建设中凿井、开巷、井筒永久安装三个施工阶段的充分利用凿井设备的可能性，尽量减少各时期的改装工程量；（2）井口凿井设备的布置要与井内设备布置协调一致，还要考虑与邻近的另一井筒的协调施工；（3）各种凿井设备和施工之间要保持一定的安全距离，其值应符合《煤炭安全规程》和《井巷工程施工验收规范》规定。（4）设备布置要保证盘台结构合理，悬吊设备钢丝绳要与施工盘梁错开，且不影响卸矸和地面运输。（5）地面绞车布置，应使井架受力均衡，绞车房及其它临时建筑物要不妨碍永久建筑物的施工。（6）设备布置的重点是提升吊桶和抓岩设备

的布置。 （1）吊桶的布置： 吊桶布置可按下列要点布置：

①凿井期间配有一套单钩或一套双钩提升时，矸石吊桶要偏离井筒的中心位置，靠近提升机一侧布置，以利用天轮平台和其他凿井设备的布置，若双滚筒提升机用作单钩提升时，吊桶多半布置在固定卷筒侧，天轮平台上活卷筒一侧应留有余地，待开巷期间改单钩提升为双钩临时罐笼提升时使用。

②井筒施工时装配两套或多套提升时，两套相邻的提升吊桶的距离应不小于450mm，两个提升容器的导向装置最突出的部分之间的间隙不得小于0.2+H/3000(H-提升高度)

③吊桶应避开永久罐道梁的位置，以便后期安装永久罐道梁时，吊桶仍能上下运动。

④吊桶两侧稳绳间距，应与选用的滑架相适应，稳绳与钢丝绳应布置在一个垂直的平面内，且与地面卸矸方向垂直。

⑤吊桶应尽量靠近地面卸矸方向一侧布置，是卸矸台少占井筒有效面积，以利其它凿井设备的布置和井口操作，但吊桶外缘与永久井壁之间的最小距离应不小于450mm。

⑥为了进行测量吊桶一般应离开井筒的中心，才有环形轨道抓岩机时，桶缘距井筒中心一般不小于800mm。采用中心回转抓岩机，因回转座在吊盘的安设位置不同，吊桶外缘与井筒中心间距视具体情况而定。 ⑦为使吊桶能够顺利通过喇叭口，吊桶最突出部分与孔口的安全间隙应大于或等于200mm，滑架和其它盘台口的安全间隙应等于或大于100mm。

⑧为了减少由井筒转入平巷掘进进行临时罐笼的改装工作量，吊桶位置应尽可能与临时罐笼的位置一致，使吊桶提升钢丝绳的间距等于临时罐笼的提升钢丝绳的间距。 （2）井内其它凿井设备的布置。

①井内悬吊设备（除吊桶，吊盘，模板外）宜沿井筒周边布置，保持井架受力均衡，使盘台结构合理，并保证永久支护工作的安全和操作方便。

②抓岩机的布置要与吊桶的布置协调配合，保证工作面不出现抓岩死角。

③为了保证吊桶运行安全，环形钻架与吊桶之间要留500mm以上的距离，为使环形钻架升降方便，钻架井壁之间要留有150mm的间隙。钻架悬吊点应避开吊盘圈梁位置，环形钻架与吊泵之间距不小于100mm。采用伞形钻架时，井口需要留有高6-8m，宽2m的吊运空间。该井筒采用的是伞形钻架。

④吊泵应靠近井帮位置，便于大抓岩机工作，但与井壁的间隙应不小于300mm。

并使吊泵避开环形抓岩机和环形钻架的环形轨道。吊泵与吊桶的外援的间隙不小于500mm。井深超过400m时，不小于800mm。吊泵与吊盘孔口的间隙不小于50mm，当井深采用接力排水时，吊泵要靠近腰泵房一侧布置，便于主副井共同用一套排水系统，吊泵一般与吊桶对称布置，置于卸矸台和溜矸槽的对侧或两

侧，以使井架受力均衡和便于吊泵在井口提放。

⑤管路、缆线以及悬吊钢丝绳均不得妨碍提升、卸矸和封口盘上轨道运输线

路的通行。井口通过车辆及货载最突出部分与钢丝绳之间距不应小于100mm。另外管路应充分考虑建井第二期管路的使用。

⑥风筒，压风管和混凝土输送管应适当靠近吊桶位置，以便检修，但管路突出部分至桶缘的距离不应小于500mm。超过500mm时，宜采用井壁固定吊挂，此外，风筒，压风管，混凝土输送管应分别靠近通风机房，压风机房，混凝土搅拌站布置，以简化井口和地面管线布置，另外压风管的位置不要影响梁窝开凿。

⑦安全梯应靠近井壁悬吊，与井壁最大间距不超过500mm。但要避开吊盘圈梁和环形钻架，环形轨道抓岩机的环轨距离，通过的孔口其周围间隙不得小于150mm.

⑧照明，动力电缆和信号、通信放炮电缆的间距不得小于300mm。信号与放炮电缆应远离牙缝管线，其间距不小于1.0m，放炮电缆须单独悬吊。

⑨布置井内悬吊设备时，应兼顾两个相邻井筒之间的设备布置的协调。

⑩凿井管路采用井内吊挂时管路应靠吊桶一侧集中布置，直径大的风筒置于中间，压风管、供水管和混凝土输送管对称安设在风筒的两侧，这样便于管路的下放和安装、避免几趟管路分散吊挂在井筒的四周，造成吊盘圈梁四处留管路缺口，给吊盘的加工和使用造成困难 （3）井内各盘的布置：

井内各盘的布置包括盘的梁格和孔口布置及盘面上施工设施的布置：布置时参考以下要求

①吊盘圈梁一般为闭合圆弧梁，吊盘主梁必须为一根完整的钢梁，一般与提升中心线平行，两梁尽量对称布置，盘梁的具体位置应按吊桶，吊泵，安全梯和管线的位置及其通过孔口大小来确定，并结合盘面上的抓岩机，吊盘撑紧装置等施工设施的布置一并考虑。 ②掉盘的悬吊中心的连线，尽量避开井内罐道和罐道梁的位置，以免井筒安装时重新改装吊盘，吊盘、稳绳盘各悬吊梁之间及其与固定盘、封口盘各梁之间均需错开一定的安全间距，严禁悬吊设备的钢丝绳在各盘，台受荷载的梁上穿孔通过。

③吊盘上必须设置井筒测孔，其规格为200x200m m2；

④吊盘上安设的各种设施应均匀受力，两根吊盘绳承受荷载应大致相等，以保持吊盘升降平稳。

⑤采用伞形钻架打眼时，为将伞形钻架置于井筒中心固定，吊盘上应留有宽100mm提升伞钻钢丝绳的移位孔。

⑥中心回转抓岩机的回转机构底座要安装在吊盘的两根钢梁上，两根钢梁内侧边距为1230—1250mm，

⑦吊盘之突出部分与永久井壁或模板之间的间隙不得大于100mm,各盘口，喇叭口，井盖门，卸矸门，与吊桶最突出的部分之间的间隙不得小于200mm，与滑架的间隙不得小于100mm，吊桶喇叭口直径除满足吊桶安全升降外，还应满足伞形钻架等大型凿井设备安全的通过，吊盘下层盘底喇叭口外缘与中心回转式抓岩机

臂杆之间应留有100-200mm的安全间隙，以免相碰或影响抓岩机的抓岩范围。⑧吊泵通过各盘孔口时周围间隙不得小于50mm，安全梯孔口不小于150mm,风筒，管路和绳卡不得小于100mm。 （4）天轮平台的布置

天轮平台的布置主要是将井内各悬吊设备的天轮和天轮支撑梁妥善布置在天轮平台上，充分发挥凿井井架的承载能力，合理使用井架结构物。天轮平台的布置原则：

①天轮平台中间主梁轴线必须与凿井提升中心线相互垂直，使凿井期间的最大提升动荷载与井架最大承载能力方向一致，并通过主梁直接将提升荷载传递给井架基础。

②天轮平台中梁轴线应离开与之平行的井筒中心一段距离并向提升吊桶反向一侧错开，以便使吊桶提升改为罐笼提升时，将提升钢丝绳平移至井筒中心线处，提升天轮无需跨越天轮平台主梁，天轮轴承座无需抬高，便于凿井期间在井筒中心线处设置吊盘悬吊天轮，错开距离最大控制在450mm以内，以吊盘悬吊天轮和临时罐笼提升天轮不碰撞天轮平台主梁为原则，否则，吊桶提升天轮将过多地探出天轮平台边梁，而主梁另一翼的天轮平台面积不但得不到充分利用，还需增设许多导向绳轮，反而使天轮平台的布置发杂化。

③天轮平台另一个中心线和另一个井筒中心线可以重合，也可错开布置。

④天轮平台上个天轮的位置及天轮的处绳方向的处绳方向应根据井内设备的悬吊钢丝绳落绳点的位置，井架均衡受载状况，地面绞车布置，以及天轮平台设置天轮梁的可能性等因素。

⑤悬吊天轮的出绳方向，力求与井架中心线平行。 ⑥稳绳天轮应布置在提升天轮的两侧，处绳方向与提升钢丝绳一致，以便其同步运行。

⑦提升天轮应尽量布置在同一水平。一般不做高低布置。 ⑧尽量少设导向轮，必要时可在天轮台边梁下面出绳。 ⑨布置天轮时时，应使天轮轴承中心线垂直与天轮平台中心线平行布置。

⑩尽量采用通梁或相邻两个天轮共一根支撑梁。以减少天轮梁数目。

11悬吊钢丝绳与天轮平台构件的间隙应不小于50mm。天轮与天轮平台各构件间○应不小于60mm。

12天轮布置应使井架受力基本平衡，标准亭式凿井井架可采用两面或四周布置。○

各钢丝绳作用在井架上的荷载不许超过井架实际承载荷载。

141543234655131261678511685井架、井筒中心线10619

1——主提升天轮；Ψ2500 2——副提升天轮；Ψ2500 3——副提升稳绳导向轮；1×1.05W4——副提升稳绳悬吊天轮；1×1.05W5——金属模板钢丝绳导向轮；1×0.56——金属模板悬吊天轮；1×0.57——抓岩机钢丝绳导向轮；1×0.658——吊盘悬吊天轮；；1×1.05

9——主提升稳绳悬吊天轮；1×1.05W10——安全梯悬吊天轮；1×0.5

11——混凝土输送管悬吊天轮；2×0.8/270-42012——放炮电缆钢丝绳导向轮；1×0.513——放炮电缆悬吊天轮；1×0.514——吊泵悬吊天轮；2×0.8/270-420

15——吊泵悬吊钢丝绳导向轮；2×0.8/270-42016——抓岩机悬吊天轮；1×0.65。

说明：1、天轮平台底层应铺设一层厚为50mm的模板，铺设方式由现场自行确定。绳通过处应留绳孔，木梁应避开钢丝绳。

2、天轮平台副梁上所有焊接件及在天轮平台主梁上的焊接件焊接时均采用T-42焊条。

三、设计总结：1、凿井设备布置包括：井内设备、凿井盘台和地面提绞设备等。设计原则：凿井绞车不能占用永久绞车的位置；凿井绞车与井下出车方向要一致。布置凿井设备步骤：（1）首先根据工业广场总平面布置图和井下巷道出车方向确定凿井提升机的方位，初步定出井内提升容器的位置； （2）布置井内凿井设备；

（3）确定井架和井筒的相对位置，选择天轮和天轮梁，画出天轮平台布置图；

（4）确定凿井吊盘、固定盘、封口盘上设备孔口的位置和大小；布置盘梁和盘面设施； （5）布置提升机和凿井绞车； （6）进行核对、调整、绘制各层平面布置图。

2、通过对立井井筒的设计和设备的布置，可以对立井的理论得到初步的实践，基本了解井筒设计的顺序及施工组织的顺序，从而可以更深刻的理解实际操作的工序安排的重要意义。 四、设计参考资料： 1、《井巷设计与施工》 中国矿大出版社； 2、《建井工程手册》 第二册、第三册 煤炭工业出版社；