淺談如何保證千米井筒垂直度

趙世杰

摘 要：冀中能源峰峰集團(tuán)磁西一號(hào)礦井風(fēng)井井筒總深度為1308.4m，是亞洲第一深井。施工環(huán)境復(fù)雜、技術(shù)工藝要求高，為保證井筒設(shè)備的順利安裝，施工中必須要保證井筒的垂直度。

關(guān)鍵詞：立井；千米井筒；垂直度；十字線基點(diǎn)

1 井筒概況

磁西一號(hào)礦井位于河北邯鄲市峰峰礦區(qū)東部，行政區(qū)劃隸屬磁縣和峰峰礦區(qū)管轄，該礦井由中煤邯鄲設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)，初期建設(shè)主、副、風(fēng)三個(gè)井筒，建設(shè)規(guī)模180 Mt/a，立井開拓。根據(jù)施工圖紙，三個(gè)井筒的表土段及風(fēng)化基巖段均采用凍結(jié)法施工，基巖段采用地面預(yù)注漿施工。

風(fēng)井井筒設(shè)計(jì)凈Ф7.0m，井筒設(shè)計(jì)深度為1310.4m，其中凍結(jié)段深度239m，基巖段深度1069.4m。

2 十字線基點(diǎn)的建立、保護(hù)

（1）根據(jù)《煤礦測(cè)量規(guī)程》的規(guī)定：立井井筒十字線基點(diǎn)在井筒每側(cè)均不得少于三個(gè)。點(diǎn)間距離一般應(yīng)不小于20m，離井口邊緣最近的十字中線點(diǎn)距井筒以不小于15m為宜，用沉井、凍結(jié)法施工時(shí)應(yīng)不小于30m。部分十字中線點(diǎn)可設(shè)在墻上或其它建筑物上。當(dāng)主中心線在井口與絞車房之間不能設(shè)置三個(gè)點(diǎn)時(shí)，可以少設(shè)，但須在絞車房后面再設(shè)三個(gè)，其中至少應(yīng)有一個(gè)能瞄視井架天輪平臺(tái)。

（2）在施工前，利用井筒周圍的永久點(diǎn)完成井中的標(biāo)定和井筒十字線基點(diǎn)的建立工作。所有的基點(diǎn)均都用混凝土打樁，埋設(shè)要牢固，并在旁邊建立明顯標(biāo)識(shí)，防止基點(diǎn)被惡意破壞。所有基點(diǎn)的原始資料整理存檔，并復(fù)測(cè)，檢測(cè)結(jié)果符合《煤礦測(cè)量規(guī)程》要求后，即可作為井筒施工的依據(jù)。

（3）十字線基點(diǎn)建立后應(yīng)在井筒中心附近建立一個(gè)近井點(diǎn)，近井點(diǎn)的選擇同樣遵守《煤礦測(cè)量規(guī)程》的規(guī)定：盡可能埋設(shè)在便于觀測(cè)、保存和不受開采影響的地點(diǎn)，保證觀測(cè)時(shí)不受機(jī)械震動(dòng)的影響和不影響地面施工及過往車輛的通行，同時(shí)保證觀測(cè)在點(diǎn)的周圍宜設(shè)置保護(hù)樁和柵欄或刺網(wǎng)。

（4）井筒中心線采用Φ1.4mm的碳素鋼絲依次通過在井筒中心布置的導(dǎo)向輪和凹槽缺口為三角形的下線穩(wěn)定鋼板，最后經(jīng)過井口封口盤、吊盤下線口達(dá)到工作面。中線利用手搖絞車在試挖段期間固定在二平臺(tái)上，試挖后手搖絞車焊接在封口盤鋼板上，具體位置應(yīng)不影響井口施工和方便上下線為宜。手搖絞車應(yīng)焊接牢固穩(wěn)定。

（5）通過十字線基點(diǎn)可校驗(yàn)井筒中心線是否發(fā)生偏移，具體方法是利用三點(diǎn)成一線原理和直角三角形兩銳角之和是90°進(jìn)行校驗(yàn)。

（6）井筒凍結(jié)表土段施工期間，須每15天檢查一次中線；基巖段施工時(shí)，須每10天檢查一次；工序倒換（套壁、變徑等）前檢查一次；當(dāng)位置偏差超過5mm時(shí)，應(yīng)立即更正。

3 施工中的技術(shù)要求

（1）根據(jù)《煤礦施工驗(yàn)收規(guī)范》（GB50213—2010版）的要求：

1）裸體井巷的掘進(jìn)斷面規(guī)格允許偏差（mm）應(yīng)符合如下的規(guī)定：

立井有提升：0～150

立井無提升：﹣50～﹢150

2）立井采用組合鋼模板時(shí)，在井下組裝規(guī)格的允許偏差（mm）應(yīng)符合如下的規(guī)定：

有提升：10～40

無提升：﹣30～﹢50

3）井巷混凝土、鋼筋混凝土支護(hù)工程的斷面規(guī)格的允許偏差應(yīng)符合如下的規(guī)定：

立井井筒凈半徑有提升：0～50

立井井筒凈半徑無提升：±50

（2）井筒中線懸掛砝碼，應(yīng)視碳素鋼絲的抗拉強(qiáng)度和承載重量而定，《煤礦測(cè)量規(guī)程》規(guī)定掛在中線上的砝碼重量值如下：

1）垂線長(zhǎng)為10～50m時(shí)，不小于10kg；

2）垂線長(zhǎng)為50～200m時(shí)，不小于20kg；

3）垂線長(zhǎng)為200m以上時(shí)，不小于30kg；

4）垂線長(zhǎng)為500m以上時(shí)，不小于100kg。

掛砝碼的鋼絲，必須有兩倍的安全系數(shù)，不得有硬彎、打結(jié)及其它影響鉛垂的缺陷。鋼絲上懸掛重鉈的重量應(yīng)是鋼絲極限抗拉強(qiáng)度的60～70%。

4 施工措施

（1）檢查中線應(yīng)選擇在天氣晴朗和無風(fēng)的上午9點(diǎn)以前和下午17點(diǎn)以后，成像清晰，氣象條件穩(wěn)定，應(yīng)避開陰雨、雪、大氣透明度差及大風(fēng)天氣，提高測(cè)量精度。

（2）纏繞鋼絲應(yīng)選用直徑300mm左右的小絞車，鋼絲纏緊適度，鋼絲直徑選用1.4～1.8mm均可。

（3）使用測(cè)量?jī)x器前檢驗(yàn)儀器是否損壞，測(cè)量過程中和測(cè)量結(jié)束后應(yīng)保護(hù)好測(cè)量?jī)x器。晴天作業(yè)時(shí)，應(yīng)給儀器遮陽，嚴(yán)禁將照準(zhǔn)頭對(duì)向太陽。

（4）在基點(diǎn)加設(shè)明顯標(biāo)識(shí)和保護(hù)措施，保持基點(diǎn)清晰。

（5）為減小井筒內(nèi)氣流及滴水等外界因素影響，在井筒垂深超過600m后，每次校模時(shí)將中線托盤及重砣浸在一半截油桶中以減小中線的擺幅，并視井深及淋水等情況適當(dāng)加重重砣重量。在校模前，必須檢查重鉈與桶壁、桶底之間無接觸點(diǎn)。當(dāng)確認(rèn)無接觸點(diǎn)后，方可進(jìn)行校模。

（6）井筒中線下線時(shí)中線終端處掛一盛600ml自來水且未加蓋的塑料礦泉水瓶，一人手搖小絞車，一人監(jiān)督中線下落，勻速通過井口導(dǎo)向輪、下線板、吊盤及至工作面。利用中線找正模板前應(yīng)檢查上、下吊盤、抓巖機(jī)、吊桶、電纜、鋼絲繩等設(shè)備或器具是否接觸、撞線、纏繞，發(fā)現(xiàn)后立即處理。使用完畢后，然后將其勻速提至吊盤盤面上并綁扎在吊盤上。中線在使用當(dāng)中嚴(yán)禁任何人觸動(dòng)或做對(duì)中線穩(wěn)定有影響的事情。

（7）安放垂線重砣時(shí)，一人穩(wěn)定托盤，一人雙手放重砣，并輕拿輕放，身體部位側(cè)對(duì)中線，無關(guān)人員和施工機(jī)具不得在重砣下方和靠近中線，以免鋼絲突然折斷后傷人或損壞施工機(jī)具及影響調(diào)模。

（8）人工穩(wěn)定擺幅處于最小狀態(tài)時(shí)，使用7.5m鋼卷尺校模，讀數(shù)時(shí)確保鋼卷尺水平、無翻折、碰撞人和設(shè)備、器具，讀數(shù)準(zhǔn)確，按規(guī)定調(diào)整模板。整個(gè)校模工作過程中用一個(gè)風(fēng)機(jī)供風(fēng)或減小供風(fēng)量，如遇特殊情況下可在規(guī)定時(shí)間內(nèi)關(guān)閉風(fēng)機(jī)，降低中線擺幅，將誤差減至最小。

（9）要定期或不定期的保養(yǎng)小絞車、鋼絲、導(dǎo)向輪及下線點(diǎn)，保證鋼絲表面光滑、無銹，沒有彎曲、破折和打結(jié)的地方并能順利下落，損壞后及時(shí)更換。保證導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)自如，無損壞或轉(zhuǎn)動(dòng)磕絆，保證導(dǎo)向輪周圍干凈、整潔、無雜物，保證小絞車轉(zhuǎn)動(dòng)正常、制動(dòng)正常。

（10）井筒中心線在起落時(shí)嚴(yán)禁與絞車同行，中線提升或下放時(shí)要?jiǎng)蛩倬徛?。做到：絞車提升時(shí)不起落中線，起落中線時(shí)不提升絞車，防止中線來回?cái)[動(dòng)，纏繞吊桶，發(fā)生意外事故。

5 措施評(píng)價(jià)

經(jīng)過實(shí)施一系列嚴(yán)格規(guī)范措施，并在施工過程中精心施工，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，在竣工驗(yàn)收中，該風(fēng)井井筒的井筒垂直度達(dá)到了《煤礦井巷工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的要求，甚至在某些部位更加的精準(zhǔn)垂直。