王斌 曹曉朋 楊旭
鐵法煤業(yè)集團(tuán)礦建分公司
煤礦立井井筒裝備安裝施工工藝
王斌 曹曉朋 楊旭
鐵法煤業(yè)集團(tuán)礦建分公司
井筒裝備施工方法直接影響礦井建設(shè)工期、安全和效益。本文采用的施工工藝有工藝先進(jìn)、措施合理、作業(yè)環(huán)境安全、勞動(dòng)效率高、工程成本低、施工進(jìn)度快等優(yōu)點(diǎn)。
煤礦立井;井筒裝備安裝;施工工藝
煤礦立井井筒裝備安裝前需要做一系列的暫設(shè)準(zhǔn)備工作。包括穩(wěn)車的安裝、天輪平臺(tái)的布置,吊盤的制安,測(cè)量平臺(tái)、測(cè)量線制安,乘人罐籠制安,壓風(fēng)、供水管路管路的敷設(shè)等,從而形成一套適合人員操作,保證測(cè)量精度,方便材料人員上下運(yùn)輸?shù)南到y(tǒng)工藝。
準(zhǔn)備工作結(jié)束后進(jìn)入吊盤,利用吊盤進(jìn)行井筒裝備的安裝。井筒裝備安裝完畢后拆除上述準(zhǔn)備工作中的暫設(shè),整個(gè)井筒裝備安裝工作結(jié)束。
在井口周圍布置滿足施工要求的單滾筒穩(wěn)車和雙滾筒穩(wěn)車,用于吊吊盤、乘人罐籠、壓風(fēng)、供水管路。
下圖為某煤礦副井井筒裝備安裝穩(wěn)車群布置圖。
天輪平臺(tái)布置在井架或井塔樓平臺(tái)上。參照井筒的十字中心線對(duì)天輪平臺(tái)進(jìn)行安裝。
將安裝的天輪進(jìn)行檢查,天輪要轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,內(nèi)部潤(rùn)滑油脂充足。用吊車將組件吊到天輪平臺(tái)就位并安裝。主提升天輪軸的軸心線水平度嚴(yán)禁超過(guò)0.2/1000,天輪安裝位置與提升中心線的位置誤差嚴(yán)禁超過(guò)3mm,軸承座必須接觸嚴(yán)密并且牢固可靠。軸承座的楔鐵要接觸緊密、固定牢固可靠。
下圖為某煤礦副井井筒裝備安裝天輪平臺(tái)布置圖。
吊盤是井筒裝備安裝過(guò)程中的操作平臺(tái),上、下盤之間通過(guò)立柱連接,并設(shè)有進(jìn)出門。
吊盤繩采用不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。為增加安裝效率,吊盤采用四層吊盤,在井口平臺(tái)上先安裝第一層吊盤,懸吊吊盤的鋼絲繩通過(guò)天輪引下連接分支繩,卡好繩卡及護(hù)繩環(huán),與吊盤的懸吊銷軸進(jìn)行連接。上提一層盤,在工作平臺(tái)上安裝第二層盤及四根立柱與第一層盤進(jìn)行連接。以此類推安裝完全部四層吊盤,吊盤整體落至井底。
(1)、一層盤主要用于打錨桿眼,安裝錨桿,接送上下的人員及物料。
(2)、二層盤主要用于安裝全部托架及橫梁。
(3)、三層、四層盤主要用于焊接井筒管路、安裝罐道等。
下圖為某煤礦副井井筒裝備安裝吊盤示意圖。
測(cè)量平臺(tái)在井口布置。測(cè)量垂線用的重錘和鋼絲,應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)測(cè)量規(guī)程的規(guī)定。測(cè)量鋼絲和鋼尺需要預(yù)先纏繞在自制小絞車上。可以采用φ2mm的鍍鋅鋼絲繩作為測(cè)量鋼絲,使之在整個(gè)安裝期間不致輕易折斷。優(yōu)先選用四根鋼絲按十字形布置,其次選用三根鋼絲按直角形布置,距離視情況適當(dāng)大一些,最大程度保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。
測(cè)量鋼絲和鋼尺的位置尺寸都是根據(jù)井巷基準(zhǔn)點(diǎn),并研究井筒結(jié)構(gòu)后確定的。測(cè)量鋼絲靠下端所掛重錘自然張緊。鋼尺是井筒安裝的高度依據(jù),它決定著整個(gè)安裝質(zhì)量,一處出錯(cuò),出錯(cuò)后的測(cè)量數(shù)據(jù)全部出錯(cuò),因此需要慎之又慎。
下圖為某煤礦副井井筒裝備安裝測(cè)量平臺(tái)示意圖。
封口盤是用來(lái)封閉井口、保護(hù)井筒中作業(yè)人員和設(shè)備設(shè)施的安全,同時(shí)人員、物料能夠正常上下通行。主要是考慮乘人罐籠的上下的通道、穩(wěn)繩的位置等。封口盤的鋼梁整體水平度3/1000。封口盤要設(shè)置進(jìn)出門。
下圖為某煤礦副井井筒裝備安裝封口盤示意圖。
在井底設(shè)置穩(wěn)繩拉緊裝置、穩(wěn)繩梁,并安裝穩(wěn)繩。將兩根穩(wěn)繩固定在穩(wěn)繩梁上。安裝乘人罐籠,利用穩(wěn)繩保持平衡并在井底張緊。
風(fēng)、水管路利用口徑合適的鋼絲膠管,快速接頭連接,每根長(zhǎng)度為20m,上端連接一個(gè)風(fēng)包,風(fēng)包安裝在吊盤的四層盤上,并利用膠管與風(fēng)鉆或風(fēng)鎬連接,以備使用。
動(dòng)力電纜及信號(hào)通訊電纜通過(guò)封口盤及測(cè)量平臺(tái)的通過(guò)口分別卡設(shè)在吊盤的兩根懸吊鋼絲繩上,利用專用卡子卡緊。
3.6.1 井底金屬支持結(jié)構(gòu)梁及防撞梁安裝
首先利用吊盤,根據(jù)設(shè)計(jì)測(cè)量給定的標(biāo)高位置利用FG-10型風(fēng)鎬鑿梁窩,梁窩的尺寸要滿足鋼梁的安裝要求,既梁窩的大小及深度,要使鋼梁能夠順利安裝就位。
按設(shè)計(jì)圖紙將梁吊裝入相對(duì)應(yīng)的梁窩內(nèi),利用墊鐵進(jìn)行超平找正。墊鐵位置應(yīng)人工鏟平,墊鐵層數(shù)不能超過(guò)3層,并將墊鐵與鋼梁焊接。同時(shí)與相關(guān)的梁進(jìn)行連接,鋼梁擔(dān)在井壁上的長(zhǎng)度允差0~-70mm。梁的水平度不能超過(guò)3/1000;鋼梁中心線與設(shè)計(jì)中心線允差±3mm。各層梁的標(biāo)高差±5mm。
梁固定后立模封堵梁窩,填堵梁窩的混凝土強(qiáng)度要滿足設(shè)計(jì)要求。填充時(shí)進(jìn)行人工搗固,確保填充密實(shí)。待18小時(shí)后進(jìn)行拆模,混凝土表面不應(yīng)有蜂窩和空洞現(xiàn)象。
3.6.2 井筒裝備安裝
3.6.2.1 錨桿眼定位
用特制的工具、胎具樣板根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸在井壁上用紅鉛筆確定錨桿眼孔位置及標(biāo)高。錨桿眼定位遇到井壁有錯(cuò)臺(tái)情況的部位,應(yīng)用人工鑿平。
3.6.2.2 打錨桿眼
打眼工具采用合適型號(hào)的鑿巖機(jī)進(jìn)行,打眼時(shí)可適當(dāng)選用直徑較大的鉆頭,以利于有調(diào)整的余地和樹脂藥卷填充的空間。打眼時(shí),鉆桿要求水平,按各錨桿與井壁所處位置分別垂直于井壁,以保證所臥錨桿不出現(xiàn)偏斜現(xiàn)象。
3.6.2.3 錨桿安裝
把準(zhǔn)備好的樹脂藥卷送至孔底,用風(fēng)煤鉆帶上錨桿,邊旋轉(zhuǎn)邊向里推送,直到達(dá)到設(shè)計(jì)深度,推送時(shí)間控制在30秒內(nèi),錨桿安裝后5分鐘內(nèi)嚴(yán)禁碰撞和搬動(dòng),半小時(shí)后進(jìn)行錨固力測(cè)試,試驗(yàn)完成后認(rèn)真做好原始記錄。
3.6.2.4 托架安裝
托架安裝到錨桿上,帶上螺帽,進(jìn)行托架的超平找正。托架的支撐面水平度允差3/1000。相鄰?fù)屑艿臉?biāo)高控制可采用U型水管進(jìn)行超平,同一水平的兩托架支承面高差不大于5mm。托架的層間距允差±7mm。調(diào)整后,把緊錨桿螺栓,進(jìn)行人工勾縫抹平。
3.6.2.5 梁的安裝
利用穩(wěn)車將鋼梁從地面吊運(yùn)到井下工作面,將鋼梁放置在托架上安裝就位,檢查梁與托架的接觸情況,如果接觸不好,梁不穩(wěn)固,在縫隙處加楔鐵出來(lái),重點(diǎn)要控制好梁立面的垂直度。
梁的水平度不能超過(guò)3/1000;層間距允許偏差為±10㎜;鋼梁中心線與設(shè)計(jì)中心線允差±3mm。托架及梁在安裝期間因?yàn)閯?dòng)用電火焊造成的防腐破壞部位,應(yīng)人工及時(shí)補(bǔ)涂樹脂防腐漆。
3.6.2.6 罐道安裝
利用穩(wěn)車吊運(yùn)罐道,穿過(guò)一、二層吊盤的通過(guò)孔門下放到安裝位置進(jìn)行安裝;
同一罐籠的相對(duì)兩罐道接頭位置,嚴(yán)禁位于同層托架上,罐道的垂直度不得超過(guò)±7㎜;同一罐籠的兩罐道面的水平間距偏差在±7㎜;同一罐道相對(duì)兩罐道中心線的重合度不得超過(guò)6㎜;罐道接頭錯(cuò)位不大于1㎜;罐道接頭間隙應(yīng)滿足2~4㎜。
每層罐道測(cè)量的相關(guān)數(shù)據(jù)都要進(jìn)行記錄。以備于后期抽查用。
3.6.2.7 管道安裝
直管座及彎管座在安裝前必須以1.5倍的工作壓力進(jìn)行水壓試驗(yàn),持續(xù)10分鐘無(wú)滲漏現(xiàn)象。
管座安裝采用法蘭盤方式,安裝質(zhì)量要求如下:
(1)、法蘭連接質(zhì)量:兩法蘭盤應(yīng)平行并保持同軸性,螺栓能自由穿入視為合格;在合格的基礎(chǔ)上,螺栓穿向一致,外漏長(zhǎng)度相等視為優(yōu)良。
(2)、螺栓連接質(zhì)量:每對(duì)法蘭使用相同規(guī)格、型號(hào)的螺栓,螺栓穿向一致,露出螺母2~4個(gè)螺距,緊固勻稱,松緊適度視為合格;在合格的基礎(chǔ)上,螺栓露出螺母一致視為優(yōu)良。
(3)、石棉橡膠墊片質(zhì)量:質(zhì)地柔韌、無(wú)老化變質(zhì)、表面無(wú)分層和折損視為合格;在合格的基礎(chǔ)上,表面無(wú)皺紋等缺陷視為優(yōu)良。
直管段安裝質(zhì)量要求:
(1)、管卡、管座的間距允差30mm。
(2)、立井井筒管道位置允許偏差30mm
(3)、立管垂直度允差5/1000且不大于30mm。
(4)、成排管道間距允差15mm。
管路安裝后試驗(yàn)要求:
(1)、全部制成后,進(jìn)行水壓試驗(yàn),試驗(yàn)壓力為工作壓力的1.5倍。
(2)、排水管待主排水泵安裝工作后必須做排水試驗(yàn)。(3)、壓風(fēng)管路必須按額定壓力做送風(fēng)試驗(yàn)。
3.6.3 乘人罐籠、測(cè)量平臺(tái)、封口盤等暫設(shè)拆除
井筒裝備安裝完畢后,吊盤已升至井口。將所有暫設(shè)的平臺(tái)及乘人罐籠進(jìn)行拆除。拆除的順序?yàn)椋悍饪诒P→測(cè)量平臺(tái)→乘人罐籠→穩(wěn)繩→吊盤。
3.6.4 天輪平臺(tái)及絞車拆除
最后拆除拆除天輪平臺(tái)、拆除穩(wěn)車。
井筒裝備安裝在工程組織實(shí)施中,實(shí)際上不是作為單獨(dú)的一個(gè)單位工程進(jìn)行安裝施工的,而是綜合了各個(gè)單位工程,因此,應(yīng)綜合分析考慮各種相關(guān)因素,制定一個(gè)好的施工工藝。
本工工藝采用自下而上一次成井工藝,加快了施工進(jìn)度,降低了用工成本;機(jī)械化程度比較高,人員上下,材料物資運(yùn)輸都是使用乘人罐籠及穩(wěn)車運(yùn)輸方式,減少了勞動(dòng)強(qiáng)度和提高了勞動(dòng)效率。
[1]《煤礦安裝工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》MT5010-95.煤炭工業(yè)出版社
[2]《煤礦安全規(guī)程》2011版.煤炭工業(yè)出版社
[3]龍志陽(yáng)、陸侖·立井快速施工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J]·煤炭科學(xué)技術(shù),2004,(3):27·
[4]鄧維國(guó)、孔令剛·立井井筒快速施工的組織管理及技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益[J]·全國(guó)礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會(huì)議論文選集,2000,225·