冻结井冻结段快速施工工法

冻结井冻结段快速施工工法

HXGF-KJ1-2009

山东华新建筑工程集团公司

立井井筒工程量占矿井建设总工程量仅3.5％～5％，但其建设工期却占总工期的40％左右。随着市场竞争及提高经济效益的要求，加快立井

施工速度，是缩短矿井建设工期的关键，特别是冻结井增加了冻结工期和

费用，加快施工速度尤其重要。

我公司自施工冻结井以来，对冻结井筒立井机械化快速施工进行了

长期的研究与实践，在鲁新副井的施工中成熟地利用了超大荒断面冻结

立井井筒机械化配套作业线，井筒冻结段自2008 年9 月11 日正式开工，

到2008 年12 月10 日外壁施工完成共3 月计成井271.0m，平均月成井

90.4m。创同行业超大荒断面冻结立井井筒快速施工新记录，并且经过多

年来国内、外各类冻结立井井筒施工实践，形成了大荒断面冻结立井井筒

机械化快速施工综合配套的施工方法。

一、特点

1．根据冻结立井井简直径、深度及地质条件来合理的配置机械化装

备，特别是采用挖掘机下井挖土装罐，工作面清底，节省了大量人工；解决

了因单钩提升，吊桶装载距离远，出矸时间长的问题，提高工效近6 倍。

2.解决了立井施工，井下装矸时间太长对施工循环周期的影响，缩短

了循环周期，有利于实现正规循环作业。实现了冻结立井井筒快速施工。

3．井筒开凿后立即进行永久支护，减少了岩层的暴露时间。不需进行

临时支护，节省临时支护时间和材料，既减化了施工工艺，确保了施工安

全，又有利于降低工程成本，增强企业的竞争力。

- 1 -华新建筑工程集团有限责任公司．

4．各工种实现专业化，按“滚班制”作业，充分调动了人的主观能动性。

5．掘砌段高一般2.5～4.28m，有利于爆破循环的实施，充分发挥机械

化装备的优势。

二、运用范围

1．本工法广泛适用于煤炭、黑色金属、有色金属、稀有金属和非金属

等各类矿山工程立井冻结井筒施工。

2．适用于井筒净直径不小于Φ5.5m，荒断面Φ6.5m 以上。

3．井筒深度无限制，井筒断面越大越能发挥该工法快速施工性能。

4．井筒荒断面越小将影响配套机械化设备效率的发挥，施工速度、

井

壁质量等将受到一定的影响。

三、工艺原理

本工法以挖掘机挖土装罐为核心，配以大绞车、大吊桶、大模板和自动

计量、自动搅拌、自动下料的砼搅拌系统；下料管下放砼；料斗中间及矸石

溜槽底部采用加热保暖技术，克服了低温恶劣环境的影响；绞车、稳车电

控用PLC 控制等新技术形成了超低温环境下机械化快速施工综合配套的

施工方法。实现大荒断面冻结立井井筒机械化快速施工的目的。

采用SY-65C 挖掘机挖土装罐为主，长绳悬吊式抓岩机为辅，配以人工3，吊桶提升大绞车配以5m －刷帮。一套、用铁锹风镐掘进单钩JKZ2.8/15.5

方业。外壁采用金属整体大模板短段掘砌混合作施工φ159*6下料管下放砼自下而上倒模法砌筑内壁。板钢案；内壁采用1 米拆卸式模

四、工艺流程

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本工法的工艺流程如下：

冻结段：，实例列举为环外壁施工依次反复循，每一循环时间一般20h。1见表表正规循环图

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表1

工时时间（小时）工序名称班别分时1234567

交接班10掘一班出矸准备20

出矸304

交接班10掘二班出矸准备20

出矸430

交接班10掘三班出矸准备20

出矸330

交接班10

敷设泡沫板、绑钢筋220砌壁班收立模找正

砼浇筑203

收尾10

说明：一个循环20 小时，循环进尺2.5 m，循环率90％，进尺为70m/月。五、操作要点

1.最合理的大荒断面冻结井机械化快速施工综合配套设备和方案。

要确保大荒断面冻结井立井快速施工得以实现，前提条件之一就是要配

备足够的装矸和提升能力来满足快速施工的需要。若采用传统的人工装

矸显然已不能满足快速施工的条件。采用SY-65C 挖掘机装矸刷帮和

3吊桶提升，很好地解决了超5m 绞车大配以目前国内最大的－JKZ2.8/15.5

大荒断面冻结井出矸时间太长，制约提高成井速度的问题。大模板和自

动计量、自动搅拌、自动下料的砼搅拌系统；料斗中间及矸石溜槽底部采

- 4 -华新建筑工程集团公司．

用加热保暖技术；绞车、稳车电控用PLC 控制等新技术形成了机械化快

速施工综合配套的施工方法。实现了大断面快速施工的目的。当井筒净

直径＞Φ5.5m，且井筒深度较浅时宜布置单钩提升；当井筒净直径>

Φ7.0m，井筒深度较深时只要施工断面允许尽可能布置双钩提升。提升

机选型应根据井筒直径、深度等综合确定。

2. 最优出矸与排矸设备的配套。立井快速施工每一循环中，出矸时

间往往占40％～50％，如何缩短出矸占用的时间是快速施工得以实现的

重要因素。目前国内冻结立井快速施工出矸一般均优选HZ—6 型中心回

转抓岩机出矸，但当井筒净直径>Φ6.5m，超大荒断面时，只要施工断面许

可应优先考虑采用挖掘机机出矸。实例之一：我公司施工的鲁新副井净直

径Φ7.0m、冻结井深271m 施工时，选用SY-65C 挖掘机，SY-65C 挖掘机

出矸，使出矸速度提高了近一倍，小班出矸时间缩短了2h 左右，仅