苏海船

摘 要：本文结合巴彦高勒煤矿实际情况，对可压缩性井壁装置安全技术进行系统的分析，通过阐述巴彦高勒煤矿井筒可压缩性井壁的安装工程，论述施工的具体方案，以科学的规划设计保证安装技术的完善，实现煤矿安全生产的要求。

关键词：煤矿；立井；可压缩装置；安装技术

巴彦高勒煤矿位于东胜煤田呼吉尔特矿区，井田面积65.3km2，资源储量10.4亿t。2011年内蒙古黄陶勒盖煤炭公司巴彦高勒矿井主井井架正式合拢，标志着巴彦高勒矿井建设进入了新的阶段。但是由于经过多年的应用与发展，巴彦高勒煤矿的井筒如果仍然沿用传统的井壁结构形式，就可能会对井壁周围的结构造成灾害，尤其是该矿位于西部地区，气温比较低因此其常常会受到冻害的影响而出现井壁破裂的现象，因此为了提高煤矿生产的安全，优化立井井壁的结构，需要在立井井筒内安装可压缩井壁装置，以此实现内层井壁竖向整体的可缩性，避免内部出现破裂的现象。因此结合本人工作经验，选择科学的可压缩装置安全技术是整个巴彦高勒煤矿立井井壁结构优化的关键。

1 工程概述

巴彦高勒煤矿主立井井筒井筒净径φ8.2m，全深621.7m；井筒表土段及风化基岩段采用冻结法施工，冻结深度为594.4m，基岩段采用钻爆法施工。根据巴彦高勒矿主立井井筒施工的要求，在井筒施工至设计井底以及相关硐室开口施工结束后，吊盘升至+761m标高位置进行内壁套砌作业。内壁采用双层钢筋混凝土井壁结构；内外井壁之间铺设1层2.0mm厚度聚氯乙烯塑料薄膜；当内壁套砌至1-1和2-2断面时，分别安装一套可压缩性井壁装置，两套装置分别设置在相对标高-112m和-92m处，现内壁套砌已临近安装位置，为确保安全顺利施工，需要相关施工人员严格按照相应的施工方案进行，并且要规范施工安装技术。

2 可压缩井壁装置

结合本煤矿的实际情况，决定安装2套规格相应的钢结构焊接装置，具体的可压缩装置的技术参数为：每套整圈分为5节，每节由8块钢板焊接而成；其内径为8250mm，外径为9250mm，净高为219mm。基于可压缩装置的材料参数，结合实际工程需要，设计的可压缩装置的结构示意图见图1。

图1 可压缩性井壁装置结构示意图

3 煤矿立井井筒可压缩性装置安全的施工

3.1 安装的准备工作 在进行安装时一定要做好相应的准备工作，只有这样才能保证在具体的施工安装中得到效益的最大发挥，首先，要准备相应的施工安装设备，比如结合本煤矿的实际情况需要准备4-6台电焊机（4台电焊机、2台备用电焊机）、氧气瓶、乙炔瓶、完好的灭火器数个等，将其下放至中层吊盘上，按工作需要和规定进行摆放；其次，下放可压缩井壁接头采用φ24mm×8m钢丝绳套配5T卸扣的准备，下放法兰用φ16mm×6m钢丝绳套的准备；最后，按照相同的图纸检查相关的施工安装材料，并进行地面预组装，查验是否与图纸设计相符，然后按照内壁竖筋间排距、钢筋保护层厚度设计要求在可压缩井壁装置上平面的凹槽中焊接钢筋连接套，完成后采用自制吊点作为稳平可压缩井壁接头起吊点。

3.2 具体安装技术的施工步骤 ①下部法兰盘的安装。在安装下部法兰盘的时候一定要严格按照施工规划要求进行，首先，在内壁套砌至可压缩装置设计安装位置（-112m和-92m）下方200mm的位置时，不得小于200mm，应停止混凝土浇筑。并且要以井筒中心为基点，以半径4670mm画圆检查外壁同心圆度，小于设计半径的井壁处，要刷井壁，保证安装有足够尺寸空间；其次，将内外层的每根竖筋采用水平管找平后割切平整，钢筋上表面要比安装设计位置低20mm，整个内外层竖筋每根上表面焊接一圈φ20×50×150mm的“L”型钢筋，“L”型钢筋短端平放且全部指向井中，另一端焊接在竖筋上，“L”型钢筋必须操平且焊接要牢固，完成后将法兰按照编号依次吊装排列；再次，操平、找正，然后再焊接成圆；复次，将法兰下平面与每根“L”型钢筋进行焊接，法兰焊接接缝不得出现错台和凸凹面。法兰安装整体水平误差不得超过10mm。下放法兰，利用就近的提升钩头和在井壁打固定起吊点对物件进行起吊安装；最后，对法兰盘进行焊接。其主要采取普通电焊机和焊条进行焊接，焊缝质量要仔细检查，发现有影响焊接质量的缺陷立即整改。在焊接完成并且接受检查之后要立即进行混凝土的浇筑，在浇筑完成之后要立即清理干净法兰盘表面混凝土，混凝土高度不得超过法兰盘上表面，待混凝土凝固8小时后将法兰预留孔钢板封上焊接，然后进行可压缩井壁的安装焊接。②可压缩装置下放组装。将事先准备好的两根10m长绳套通过3t“U”型环分别与可压缩装置每段构件的上下两端预留起吊点相连，形成两个5m绳环，然后用主提升钩头提吊上端绳套环下放。当构件通过吊盘喇叭口下放到滑模操作盘上工作人员当腰位置后，用模板绳将构件上、下吊点挂好吊平。经检查确认吊平后，拆除主钩头，将构件摆放成与井筒一致的圆弧状。③施焊。结合本矿的实际安装规范要求，在进行焊接的时候一定要达到以下要求：从上面板窗口伸入内部焊下面板短块连接缝，要求连焊，焊缝密实不渗水；再通过上面板窗口焊接外立板内接缝，接着焊外立板外接缝，要求焊缝密实不渗水；从上面板窗口焊接钢管连接缝，要求焊缝焊透；从内立板窗口焊接钢管对接缝，要求焊缝焊透；焊接上盘面、内立板所有外接缝，要求焊缝焊透，无焊瘤、砂眼等缺陷；将下盘面钢板与下部法兰盘内环连接处焊接，按图纸要求满焊，要求不渗水；接缝全部焊完后，按图纸全面检查验收装置的焊接、组装结果，合格后通知甲方、监理验收依照图纸设计，焊接均采用二氧化碳气体保护焊，焊丝采用ER50-6型。焊缝不得有裂纹、夹渣、气孔，管板间的焊缝应在2MPa水压下不漏水。④可压缩装置就位。首先将内壁混凝土基准面上的所有杂物清理干净，并将可压缩装置略微上提，拆除临时支撑杆；然后在干净的混凝土基准面上用素混凝土做1个100mm厚的垫层，垫层宽度应与基准面一致。垫层做好后，将可压缩装置对称平稳地下放到垫层上就位，使其下部防水筒内充填满混凝土。

参考文献：

[1]国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2004.

[2]张超.立井井筒装备布置现状和探讨[J].建井技术，2010（12）.