新型单平台凿井井架在深大立井井筒施工中的应用

为解决我国已定型凿井井架承载能力及结构尺寸等难以满足目前深大立井井筒凿井施工需求的现状,研制开发了适用立井井筒直径8~12 m、深度1 200 m条件的新型凿井井架。系统介绍新型单平台凿井井架的设计思路、结构特点和主要技术特征,优化、创新了新型凿井井架天轮平台和支撑体系结构,共包括2个系列(单平台、双平台)各3种规格(适用井径<8 m、8~10 m、10~12 m),最多可同时布置4套提升装置,最大悬吊荷重达10 000 k N以上。研制的单平台SA-3型凿井井架已在辽宁本溪思山岭矿副井(井筒直径10 m、深度1 503 m)井筒工程中应用,并进行了实际工况下凿井井架受力监测。结果表明:新型凿井井架具有可靠的承载性能和施工适用性,凿井设备布置空间更大,布置方式更加灵活,可有效保障深大立井井筒的安全高效施工。

深大立井凿井吊盘结构与型钢选型研究

针对目前深大立井（井筒深度、直径分别不小于1 200、8 m）施工中凿井吊盘结构选型及受力特性研究不足的现状,结合近年来深大立井凿井施工工艺和施工装备的革新情况,系统分析了满足井筒深度1 200 m、直径6-12 m的凿井吊盘断面布置方案,并利用SAP2000有限元模拟软件进行了系列凿井吊盘的结构受力数值验算,获得了深大立井典型凿井吊盘结构各梁柱的受力特性。同时给出了满足井筒深度1 200 m、井筒直径6-12 m的凿井吊盘梁柱等结构选型参考标准,可为深大立井施工凿井吊盘设计提供参考依据。

光面爆破技术在深大立井冻土掘进中的应用

针对光面爆破在深大立井冻土爆破中的应用问题,结合赵固二矿西风井冻结段掘进施工项目背景,开展了冻土光面爆破试验。通过试验,不断调整光面爆破参数,取得了较好的爆破效果。从爆破参数、装药结构及施工管理等方面,介绍了该井筒冻结段掘进施工中的光面爆破技术应用情况,对类似工程具有一定指导意义。

超深厚冲积层立井冻结爆破快速掘砌施工技术

以赵固二矿西风井工程为背景,从冻结方案设计、钻爆施工、装岩提升与排矸、井壁浇筑、施工组织及监控量测等方面,详细阐述了超深厚表土层冻结爆破快速掘砌施工技术。现场采用多圈冻结管对深厚表土进行冻结,实现不同地质条件下冻结温度的动态调控,为爆破掘进提供最恰当的冻土条件;不断优化爆破方案,辅以振速安全监控,实现冻土爆破的快速进尺与良好的爆破效果;根据土压力与工程结构受力情况,适时调整混凝土强度等级,保证竖井的稳定性;采取项目部管理法,以工程安全质量为前提,实现工程最短施工时间,达到最优经济效益;外壁施工采用"滚班制",内壁施工采用"三班制"的作业制度,实现了深大竖井的快速掘进。

超深厚冲积层千米立井冻土爆破井壁振动响应特性研究

随着我国对地下资源需求的不断增大,超深立井施工逐渐普遍化。在立井开挖时为了稳固井壁且减少井壁坍塌,一般会选用冻结法施工,但爆破时产生的振动仍然会对井壁的稳定性造成一定的影响,严重情况下出现的塌方现象,会造成一定的人员伤亡、延缓施工进度等危害。为解决此类问题,以赵固二矿西风井704.6 m深厚冲积层冻土爆破掘进工程为研究背景,开展深大立井冻土爆破井壁振动监测,并结合ANSYS/LS-DYNA分析软件建立立井多段爆破三维数值模型,深入探索冻结表土段冻土爆破开挖下井壁的振动响应规律。研究结果表明:冻土爆破引起井壁振动的时程曲线各段波形区分明显,段装药量大、炮孔分布密集的3段辅助孔爆破对井壁振动影响最大,合速度为8.39 cm/s,均在安全范围以内;掏槽爆破时,井壁主要受纵波影响产生振动,垂向振速大于径向和切向振速;辅助爆破时,随着自由面增大,爆破产生的作用力逐渐向水平向扩展,井壁径向振速逐渐占优,垂向振速相对减小;运用一维弹性波理论,分析了爆破引起井壁的振动速度对混凝土应力之间的关系,计算结果小于混凝土抗拉强度;对比数值模拟结果与实测振速波形,验证了模型的可靠性和准确性,并通过模拟分析获得离井壁最近质点垂直方向的振动速度为23 cm/s,在安全范围内。研究思路与方法成果可为同类型立井冻土爆破的施工与振动控制提供一定参考。

双平台大型立井凿井井架设计方法

根据多年来我国立井凿井井架的设计实践,采用空间有限元分析方法进行了新型双平台立井凿井井架研发,系统分析了井架主体结构选型、施工荷载计算和结构验算等内容。研发的双平台系列凿井井架可满足最大净直径12 m、深度1 200 m条件的立井井筒施工,最多可同时布置4套提升装置,极限悬吊荷重10 000 k N以上。新型双平台凿井井架已在我国大海则煤矿1号副井(井筒直径10m、深度660 m)井筒工程中应用,采用上层提升平台与下层悬吊平台结构形式,设备布置空间更大、布置方式更加灵活;同时有效降低了井架重心高度,有利于整体稳定。新型双平台井架在大海则煤矿1号副井的成功应用,验证了井架设计方法的正确性。

大海则煤矿立井冻结设计比较及建议

根据目前我国冻结法施工技术水平,结合蒙陕地区的地质特点对大海则煤矿四个立井井筒的冻结设计进行了深入的分析与探讨,总结西部地区冻结设计的一些普遍规律,提出了对西部冻结设计的观点及分析,为今后西部地区冻结深大立井提供了宝贵的建议。