深竖井开凿提升悬吊系统设计与工程应用

在深竖井施工过程中,悬吊及其提升系统是制约竖井开凿速度及安全的关键。本溪思山岭铁矿新建副井深度为1503.9 m,断面净直径10 m,属大断面超深竖井。超深竖井开凿对于井筒悬吊提升系统提出更高要求。针对思山岭矿竖井施工,进行悬吊提升设计,解决超深竖井施工提升悬吊中的一些问题。     

新型凿井提升系统在煤矿井筒施工中的应用

为克服大直径深立井井筒施工中已定型的凿井提升设备存在生产能力不足、排矸时间长、制约矿井安全高效施工等缺点,亟需开发新型凿井设备,提高建井速度。基于此,研制出一套新型凿井提升系统,包括:容积为6、7、8 m~3座钩式吊桶;G13、G15、G18、G21、G25型钩头装置;JKZ-5×3.1和2JKZ-5×2.65凿井提升机和直径为3.5、4.0 m提升天轮。新型凿井提升系统在营盘壕煤矿主井井筒施工中得到了成功应用,结果表明:该新型凿井提升系统大幅加快了排矸速度,实现了综合掘进月进尺110 m,加快了矿井建设速度,比计划工期提前了32 d,经济效益明显。     

大断面超深竖井机械化施工装备配套研究

思山岭铁矿副井工程设计净直径10 m,深度1 503.9 m,属大断面超深竖井。为提升该竖井施工机械化程度与施工效率,使施工装备配套更为合理,通过计算确定了提升系统布置方案,并对其他施工设备进行了合理选型,建立了大断面超深竖井井筒机械化施工装备配套体系,极大地提高了施工机械化程度与施工效率,为今后更深竖井的机械化施工装备配套提供借鉴。     

超重超大千米立井吊盘缩短升降时间的工程实践

针对目前超深竖井建设悬吊系统吊盘不平衡、钢丝绳受力不均、部分稳车出现溜车等,致使吊盘升降效率低下、存在安全隐患等问题;通过开发稳车集控系统、吊盘液压涨力自动平衡装置、稳车正反转检测防溜车系统等有效解决超重超大超深井凿井悬吊系统的稳定。在此基础上,建立稳车钢丝绳拉力天轮在线监控系统,同时监控吊盘载荷,实现超大吊盘平稳运转,充分发挥悬吊提运设备的效率,为超深竖井安全高效建设奠定基础。     

超深竖井永久混凝土井塔凿井与冻结平行作业研究

滨海超深竖井改变了传统的施工工艺,利用永久混凝土井塔凿井,实现了施工中冻结、土建、凿井的平行交叉作业,节省了建井工期。工程施工中创新使用了新型吊盘、Ф5m凿井提升机、8m~3大吊桶、新型抓岩机及液压伞钻等装备,实现了竖井基岩段超深孔凿井爆破,大大提升了工效。     

本溪思山岭铁矿1500 m深立井凿井绞车集中控制技术

大直径深立井施工需要采用多台凿井绞车提升,这些凿井绞车运行的同步性,直接影响凿井提升安全。为了使大直径深立井施工过程中,提升吊盘、整体砌壁模板、气水管路等凿井设施设备的凿井绞车能同步起降,保证提升过程快速安全,开发了以PLC为核心的控制系统、从站变频器驱动的凿井绞车集中控制系统。系统运行达到预期目标,较传统技术节省了时间和人力,经济效益明显,具有推广应用价值。     

铜绿山铜铁矿大直径深立井施工技术研究

总结了铜绿山矿Ⅺ号矿体开采工程混合井筒施工机械化设备的选型配置及施工情况,研究了大直径深立井施工发展趋势.利用短段掘砌混合作业法为基础的大提升、双(或多)提升、大吊桶、液压中回回转大抓岩机、液压立井凿岩机、液压小型挖掘机清底等机械化凿井设备及中深孔爆破技术,已成为深立井凿井施工建设发展的基本趋势.     

探讨1500m以上超深立井井筒施工技术

我国已经有部分金属矿山的立井井筒开拓深度超过1 500 m,国外立井开拓深度已经超过2 800 m。随着矿山开拓立井越来越深,立井施工难度越来越大。但是我国现有的施工装备及施工标准已不能适应深度超过1 500 m的立井井筒需要。根据印度RA矿的施工经验,探讨开拓深度超过1 500 m的超深立井施工技术。采用长段掘砌平行作业方式,尽量简化井内布置,利用大型提升悬吊设备实现超深立井井内设施悬吊,井筒砌壁时预埋井筒装备用的螺母盒,实现后期井筒装备快速安装的目的。     

超大超深竖井施工提升和悬吊技术

分析了超大超深竖井施工中提升和悬吊系统存在的一些技术难题,从技术经济角度提出了有针对性的解决措施,为确保超大超深竖井的安全、高效施工提供参考。     

南非深竖井施工关键技术研究

随着井筒深度的增加,深竖井施工遇到了诸多困难和问题,以提升吊挂技术制约井筒向纵深延伸最为显著。基于研究中国传统竖井施工工艺和配套技术,分析制约国内深竖井施工工艺中悬吊设备设施、安全保障、水害防治等关键技术难点,对标研究南非解决深竖井施工技术难点的关键技术。本文研究内容可为升级国内深竖井施工工艺及配套技术提供重要依据,对储备2000m以浅深竖井施工关键技术具有重要借鉴意义。     

大直径竖井灌浆提升系统

安徽琅琊山抽水蓄能电站调压竖井井深70 m,外径20 m,内径18.6 m。利用吊盘、吊笼、卷扬机建立灌浆提升系统,完成井身段固结灌浆。通过优化施工方案、合理组织施工、建立完善的规章制度、加强职工职业培训、严格执行施工安全技术措施,圆满地完成了灌浆施工任务。     

主井绞车提升箕斗更新改造

介绍了主井绞车提升箕斗设备改造的目的和意义、新井主提升系统概况及提升箕斗的更新改造方案,通过对新井主提系统提升箕斗的技术改造,保证了提升设备的安全运转。     

斜井提升自动监测捕车吸能装置的设计

在煤矿的生产系统中,矸石提升、材料及设备运输绝大部分要通过斜井提升来完成。捕车吸能装置对煤矿斜井提升来说是一种较先进、经济实用和可靠性较高的安全装置,介绍斜井提升自动监测捕车吸能装置的设计。     

赵楼矿井深厚表土冻结法凿井监测监控技术研究

赵楼矿井井筒冻结深度527～534m,在井筒冻结段利用信息化施工技术实施安全监测监控,实现了优质、安全、快速施工。总结了冻结法凿井井筒安全施工监测监控技术研究的技术思路和基本成果,对冻结井筒的安全快速施工进行了有益的探讨。     

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。     

深部矿产资源开采矿井建设模式及其关键技术

深部矿产资源开采是我国资源持续供给和保障经济高速发展的重要物质支撑,井巷工程作为进入深部开采的安全通道是进入深部开采的咽喉,因此,深部矿井建设关键技术是实现深部矿产资源开采的重要技术支撑。基于深部矿产开采矿井工程设计与装备制造先行的理念,深部矿井建设模式、优化设计与理论、矿井建设技术与智能装备、智能监控技术体系、矿井建设与生态环境互馈等方面亟待取得突破。系统分析了矿井赋存地质条件探查、数据融合反演与透明化重构技术及其亟待攻克的科学问题;梳理了深部矿井井巷优化设计方法、建设模式、建井提运装备的发展现状和面临的难题;基于深部井巷围岩"应力调控-改性-支护"理念,提出了围岩应力调控技术,地面预注浆加固、抗渗、降-隔-保温技术等围岩改性技术,以及矿井工程支护结构等围岩控制理论与及其关键技术;提出了深井智能掘进装备与智能控制系统研发体系,梳理了机械破岩掘进装备制造与发展趋势,从高效破岩与排渣、装备构成与空间优化、精确智能钻井控制3个方面分析了上排渣竖井掘进机设计与制造亟需攻克的科学问题与技术难题;围绕破岩掘进复杂工序智能监控、围岩与井壁结构稳定智能监控、井筒内运行设备智能监控,提出了深部矿井全生命周期智能监控系统与关键技术体系。基于以上深部矿井开拓模式的优化设计、建井装备及其相应关键技术工艺的深入思考和分析,有望为深部矿井安全高效绿色建设提供解决思路。     

我国矿山竖井凿井技术现状与发展趋势

矿山竖井工程作为矿井建设的重要组成部分,是保障矿山资源安全与高效开发整个产业链的首要和关键工程。目前我国竖井凿井技术解决了穿越东部深厚冲积层、西部富水弱胶结地层以及金属矿千米深硬岩地层的关键技术难题,解决了竖井凿井过程中千米级深井围岩改性及其稳定性控制技术,研发了千米深井快速掘砌关键技术及系列化的大型配套装备,满足了我国东部、中部、西部现有地下矿产资源开发、大规模矿井建设需求,形成了较为完备的成套技术工艺与装备。鉴于我国地下矿产资源开发不断走向深部的趋势,全面综述了我国矿山竖井工程的总体概况,总结了以爆破破岩、排渣、凿井井架、提吊、井壁浇筑和围岩改性等凿井工艺的关键技术与装备的发展历程及新进展,分析了竖井钻机、反井钻机和竖井掘进机等机械破岩钻井装备及其相适应的钻井技术与工艺特点,提出了我国深竖井工程在地质精准探测、岩爆防控、高温防治、深井提升和智能钻井5个主要方面面临的挑战与发展趋势。未来很长一段时间内,我国矿山竖井建设已取得的基础理论、关键技术、系列装备和成熟工艺依然为深地资源开发、复杂地层条件建井、非煤矿山等领域,以及水利、交通、铁路、市政、电力等领域的地下工程建设与开发提供重要的技术支撑,并逐步向无人化、机械化、信息化和智能化矿井建设方向发展,为我国地下空间的开发利用和科技进步作出重要贡献。     

望云煤矿提升设备选型分析

由于矿井产量的提升,需要对矿井的提升设备做出相应的调整.通过对现有的主斜井提升设备进行校验,重新选择斜井皮带输送机的配件,对副斜井提升设备进行了重新选型,可以为斜井提升设备的选型提供一定的参考.     

VSM沉井下沉过程井壁受力规律研究

为了研究VSM沉井井壁受力变化规律,结合施工工艺特点对VSM沉井的下沉过程及受力特性进行了分析。首先,依据VSM沉井下沉特点对其施工过程中所受荷载进行梳理,同时划分了沉井一个下沉循环中的典型运动状态|之后以G.G.Meyerhoff公式和规范为基础,对沉井下沉阻力进行分析计算,提出了考虑井内淹水的刃脚端阻力计算公式,并建立了井壁典型状态施工力学模型|最后,以矿山竖井工程为算例计算得出沉井几何参数、下沉阻力、下沉深度以及悬吊力之间的关系。结果表明：VSM沉井悬吊力大小随着下沉深度的增加并不是一直增大的,而是先增大后减小,存在极大值|井壁厚度直接影响着刃脚端阻力大小和侧壁摩阻力变化规律,进而间接影响沉井的下沉深度|沉井悬吊力大小随着施工条件的变化而变化,对于沉井设备悬吊能力的设计应根据实际情况进行综合考虑|对于内径6m,厚度0.5m的矿山沉井井壁,在f=8kPa条件下,其最大下沉深度为56m|根据下沉深度设计减阻泥浆性能是控制下沉阻力、实现系统优化的重要手段。     

煤矿主井提升及定量装卸载综合自动控制系统

为了提高煤矿主井提升效率,主井提升运行无人值守的自动化控制一直是追求的目标,为此采用全数字控制技术、计算机技术、电力电子技术、核子检测技术等先进技术,在解决提高全数字提升机电控系统的工作可靠性和安全可靠性以及定量装载控制和基于核子技术的卸载监视系统等诸多技术关键基础上,将全数字提升机电控系统和定量装卸载控制有机结合,构成了煤矿主井提升及装卸载综合自动化控制系统.该系统已成功应用于现场,基本实现了煤矿主井提升无人值守的自动化控制.