营盘壕煤矿主井临时提升系统的研究与应用

营盘壕煤矿主井临时提升系统的研究与应用

赵志征马新亮

内蒙古自治区鄂尔多斯市嘎鲁图镇鄂尔多斯市营盘煤炭有限公司

内蒙古自治区鄂尔多斯市017000

摘要：通过实施营盘壕煤矿主井临时提升系统项目，进一步优化了矿井建设中各单位工程间的工序安排，提高了平行施工程度，加快了矿建工程整体进度；优化了工程建设期间必须的措施工程施工工艺，提高了施工安全性、工程质量和施工速度；克服了地域和气候对工程建设的制约，有效节省了时间成本；促成了各单位工程兼容互利地平行施工。

关键词临时提升；临时排水；注浆；优化工程建设

一、研发项目背景

兖州煤业鄂尔多斯能化有限公司营盘壕煤矿，井田位于内蒙古自治区鄂尔多斯市西南方向的乌审旗境内。工广内设计有主、副、回风立井，采用立井开拓方式，建设规模1000万吨/年。随着矿井建设工程施工进展，主、副、回风立井井筒分别于2014年12月底、11月底、8月底掘砌到底，2014年12月底实现主、风井筒贯通，并利用回风立井施工部分矿建二期工程，2015年3月～5月进行回风立井箕斗罐笼混合临时改绞。

在统筹分析矿井建设工程后续施工安排时发现：

1、主井井筒施工到底后，即时拆除主井井筒施工系统，交付土建施工单位先行施工主井井塔桩基，待春季气候转暖后再施工井塔，因井筒尚未解冻，后期根据井筒解冻情况择机穿插进行井壁注浆；

2、回风立井进行箕斗罐笼混合临时改绞时，主井井筒施工系统已经拆除，人员无法下井，必须采取措施保障井下临时排水和通风安全；

3、二期工程范围内主要巷道拟采用综掘工艺掘进，皮带机排煤排矸，施工运输辅助系统安装工程量大，必须充分利用回风立井进行箕斗罐笼混合临时改绞的时机，采取措施实现升降人员、设备及物料上下井，同步进行二期工程施工运输辅助系统安装；

4、兖州煤业鄂尔多斯能化有限公司及营盘壕煤矿与中煤第七十一工程处有限责任公司会审箕斗罐笼混合临时改绞方案，一致认为在主井与回风立井贯通后再实施改绞，利于合理安排施工工艺，确保施工安全，加快施工速度，这就要求在改绞期间必须采取措施让人员能够即时上下井。

二、研发项目实施过程

1、项目研究设计方案

1）方案目标

项目研发旨在设计一种临时提升系统，在主井井筒施工系统已经拆除，回风立井正在进行改绞期间，仍可以通过主井升降人员、设备及物料上下井，实现以下目标：a）系统在主井井口不占土建施工单位所需施工场地，不影响土建工程施工；b）系统可以保留到主井井壁注浆结束，可以用于主井井壁注浆施工；c）主井可以下放单重小、数量多的设备构件、材料，可以上下人员，进行井下安装工作；d）主井可以上下人员到井下值班，负责井下临时排水和通风等工作；e）人员可以通过主井上下，进行回风立井改绞及矿建施工准备工作。

2）系统方案研究设计

a）主井井筒施工系统拆除后，将主井临时凿井井架的天轮平台框梁整体座落于永久锁口之上，重新布置一套临时提升悬吊天轮平台系统。b）根据土建工程施工范围，在其施工范围之外保留一台凿井绞车，调整需要使用的稳车位置，重新布置稳车，实现井筒内提升吊桶、悬吊工作盘和管线。c）在井口水平以下-17.5m水平位置布置一层临时封口盘兼作井口工作、把钩信号平台。d）将井筒施工吊盘下放到井下尾绳更换硐室水平，将所有悬吊绳在天轮平台生根固定，余绳收起放在天轮平台上，既实现了临时提升运输功能，又空出了井口场地。e）按预定方案利用主井、回风立井布置临时通风系统，确保通风安全，满足通风需求。在井下布置临时排水系统，将回风立井排水管路固定在井壁上口选位置，实现井下临时排水，确保井巷安全。

2、方案实施应用

1）方案实施步骤

a）主井井筒井下工程施工完成后，向上升起吊盘，井筒内的所有管路线缆同时升起，在井口回收。b）吊盘升到封口盘下以后，拆除封口盘，按设计及本方案布置的变更要求施工永久锁口，同时放置预埋件。c）锁口施工完成后，将吊盘下放到-17.5m位置平台下方，安装该水平平台，然后将吊盘采用多根绳鼻生根悬挂在-17.5m平台下方。d）将所有提升悬吊钢丝绳回收到稳绞设备的滚筒上，将井口临时遮蔽保护，原井筒施工系统拆除，稳车按设计直接移动重新安装到位。e）将VI型井架天轮平台吊起，按设计方位座落在锁口上，根据方案设计重新布置天轮平台。f）将一根提升钢丝绳、四根稳绳、一根安全梯绳和两根压风供水管悬吊绳引上天轮。吊盘悬吊绳与盘体原吊点连接，夺钩起吊吊盘，绳鼻拆除。g）下放吊盘到尾绳更换硐室水平，下层盘与硐室底板对应。留用的压风管、供水管及通讯信号电缆在-17.5m位置平台同时下放。h）在地面将提升绳之外的其它悬吊绳全部夺钩生根固定，将天轮平台采用花纹钢板封闭，提升悬吊天轮位置设护栏、裙板及盖板密闭，需进一步填充密封的采取措施密封。i）以后再次利用本提升系统进行后续井壁注浆时以及拆除本系统时，将所有悬吊绳再次夺钩过渡到稳车上，向上升起吊盘，同时进行注浆，井口同步回收管线，最后将系统拆除。

3、方案设计应用中的创新

1）在项目研发中，针对营盘壕矿井建设进度、矿井矿建一期、二期及井口土建工程安排，充分利用主井井筒工程施工完成，井筒施工系统拆除让出井口的有利时机，与主井地面土建工程施工工艺工序兼容并行施工，有效利用了施工场地。

2）项目研发设计了一套主井临时提升系统，该系统利用凿井井架天轮平台框梁座落在主井井口作为临时悬吊天轮平台，在井筒-17.5m水平安装临时封口盘作为人员上下井和物料下放平台，利用原施工吊盘下放到井下贯通处作为落底转运平台，本系统在国内矿山建设领域为首创，并且为首次应用。

3）主井临时提升系统的设计应用，解决了主井施工系统拆除后、风井临时改绞施工期间人员上下井的问题，彻底消除了井下临时排水和通风的困难。临时提升系统也为主井后期择机注浆提供了平台。

4）应用本方案时，根据本方案所独有的特点，针对提升运输、把钩信号、通风排水操作、防坠（地面、-17.5m平台及井下平台）及各单位平行施工管理等方面，专门制定一系列管理规定和操作规程，确保系统应用安全。

三、经济效益和社会效益

（一）经济效益

（1）主井临时系统改造费用约115万元，4个月设备租赁及运行费用约514万元，共计629万元。

（2）主井原矿建提升系统5个月租赁及运行费用约650万元

主井临时提升系统改造及运行，与原矿建提升系统租赁及运行相比，减少投资21万元。

（二）社会效益

通过实施《营盘壕煤矿主井临时提升系统的研究与应用》项目，进一步优化了矿井建设中各单位工程间的工序安排，提高了平行施工程度，加快了矿建工程整体进度；优化了工程建设期间必须的措施工程施工工艺，提高了施工安全性、工程质量和施工速度；克服了地域和气候对工程建设的制约，有效节省了时间成本；促成了各单位工程兼容互利地平行施工，使建设方和多个承包方之间较好的达成合作默契；本项目研发配套系统方案为国内首创，树立了一个同类工程施工的标杆和典范。本项目的成功实施，具有很高推广价值，有着很高的社会效益。