文档内容
6.2.8 立井施工防治水方法及应用
条目掌握，注意细节
考点一、注浆堵水
两种方法：预注浆和壁后注浆。
一种是为了打干井而在井筒掘进前向围岩含水层注浆堵水，这种注浆方法称为预注浆；
另一种是为了封住井壁渗水而在井筒掘砌完后向含水层段的井壁注浆，这种注浆方法称为壁后注浆。
考点二、井筒排水
可分为吊桶排水和吊泵或卧泵排水。
1）吊桶排水：井筒工作面涌水量不超过10m3/h时，采用吊桶排水较为合适。
2）吊泵排水：利用吊泵排水，井筒工作面涌水量以不超过40m3/h为宜，与风动潜水泵进行配套排水，
3）卧泵排水：在吊盘上设置水箱和卧泵，优点是不占用井筒空间，卧泵故障率低，易于维护，可靠性好，流量
大扬程大，适应性更广。
考点三、截水和泄水
将工作面上方的井帮淋水截住并导入中间泵房或水箱内。截住井帮淋水的方法可在含水层下面设置截水槽，将
淋水截住导入水箱内再由卧泵排到地面。
若井筒开挖前，已有巷道预先通往井筒底部，而且井底水平已构成排水系统，这时可采用钻孔泄水，可为井筒
的顺利施工创造条件。
习题演练
模拟题：当立井井筒工作面涌水量超过 50m3/h 时，宜采用的排水方式是（ ）。
A.吊桶排水
B.吊泵排水
C.潜水泵配合卧泵排水
D.风动潜水泵排水
答案：C
解析：利用吊泵排水，井筒工作面涌水量以不超过40m³/h为宜，卧泵排水流量大扬程大，适应性更广。
6.2.9 立井施工设备和设施的选用与布置
3项内容：主要设备、主要设施和设备设施布置原则
考点一 立井施工主要设备及选用
包括钻眼设备、装岩设备、提升与悬吊设备、支护设备和相关辅助设备等。1）钻眼设备
一般采用手持式凿岩机或伞形钻架配导轨钻机。
手持式凿岩机只适于断面较小、岩石强度不高的浅眼施工，
伞形钻架配导轨钻机钻眼工序的总时间较短，对深孔爆破尤为适用，是目前普遍采用的凿岩方式。
通常井筒内选用1台伞形钻架即可满足要求，但对于大断面立井井筒，需要选用2台组成双联伞钻方能满足施工
要求。
伞钻在工作面使用期间，必须设置保险绳。
2）装岩设备：主要是抓岩机。
常用的抓岩机械有长绳悬吊式抓岩机、中心回转式抓岩机、环行轨道式抓岩机和靠壁式抓岩机等。中心回转式
抓岩机通常布置1～2台，大断面井筒可布置3台。
中心回转式抓岩机安设在下层吊盘，安装使用都很方便，但需要设置悬吊保险钢丝绳
还选用小型挖掘机进行配套作业，小型挖掘机进行辅助装岩，一方面可以实现吊桶不摘钩快速装岩，另一方面
可加快清底速度，小型挖掘机的挖斗容积通常为0.3m3左右，一般布置1台，大断面井筒可布置2台
井下钻眼爆破作业时，小型挖掘机一般提升到地面
3）提升与悬吊设备
提升设备主要是提升容器和提升机及其辅助设备，包括钩头、滑架、缓冲器、钢丝绳、提升天轮等。
悬吊设备主要是凿井绞车、钢丝绳和悬吊天轮。
（1）提升容器
包含矸石吊桶和底卸式混凝土下料吊桶等
钢丝绳包括提升钢丝绳和悬吊钢丝绳。
提升用钢丝绳宜选用多层异形股或多层股不旋转钢丝绳
（2）提升机和凿井绞车
单钩提升一般选用单滚筒提升机，双钩提升或者后期需要改绞应选用双滚筒提升机。单绳悬吊一般选用单滚筒凿井绞车，双绳悬吊可选用双滚筒凿井绞车或两台单滚筒凿井绞车，悬吊高度应当满
足凿井绞车的最大容绳量要求，并且略有富余。
（3）提升天轮和悬吊天轮
提升天轮的直径应当大于60倍的钢丝绳直径、900倍的钢丝直径。
悬吊天轮的直径应当大于20倍的钢丝绳直径、300倍的钢丝直径。
4）支护设备
井壁主要采用钢模板，包括组合钢模板、整体钢模板和整体滑升钢模板。
（1）组合钢模板：金属拆卸式模板，在岩石堆上或吊盘上架设，自下而上逐圈浇筑混凝土
（2）金属伸缩式活动模板：属于整体钢模板，目前一般液压脱模，模板刚度较大，高度可采用短段掘砌的段
高。一般采用钢丝绳悬吊，悬吊点不得少于3个，直径大于7.5m的模板悬吊点以4个为宜
（3）整体滑升钢模板：主要用于井筒连续浇筑混凝土工作，一般用于立井表土段冻结法凿井的内壁砌筑或长段
作业连续浇筑混凝土工作。
5）相关辅助设备
（1）通风设备：主要是风机和风筒。风机一般选用轴流式通风机，抽出式通风，只能选用刚性风筒。
（2）压风设备：主要是压风机。压风的输送采用无缝钢管或高压聚乙烯管。
（3）排水设备：主要是卧泵和吊泵以及工作面的潜水泵。
吊泵排水的扬程受到制约，目前主要采用卧泵排水
井内排水管路宜选用无缝钢管。
考点二 立井施工主要设施及选用
1）凿井井架及相关设施
凿井井架是凿井提升及悬吊掘进设备、井下设施的专用设备。常用的亭式井架采用装配式结构。
常根据井筒直径、深度和施工设备情况进行选用井架。
卸矸台是用来翻卸矸石的工作平台，通常布置在井架主体架的下部第一层水平连杆上，翻矸台下设溜矸槽或矸
石仓，用于临时贮存矸石
2）封口盘、固定盘
封口盘：井盖，作为升降人员、设备、物料和装拆管路的工作平台。
固定盘：临近井口的第二个工作平台，一般位于封口盘以下4～8m处。主要保护井下施工安全，还用测量和接长
管路的工作平台。
3）吊盘与稳绳盘
吊盘：主要工作平台，用钢丝绳悬吊，它主要作用是保护井下安全施工、拉紧稳绳、安装中心回转抓岩机、浇
筑井壁的工作平台，采用卧泵排水时还在吊盘上安装卧泵和水箱。
为了避免翻盘，一般都采用双层吊盘或三层吊盘，两层盘之间的距离应能满足永久井壁施工要求，通常为 4-6m
左右
稳绳盘用来拉紧稳绳、安设抓岩机等设备和保护掘进工作面作业人员的安全4）其他施工设施
主要是管路和电缆，通常根据使用的要求进行选择。
考点三 立井主要施工设备和设施的布置原则
1）井内施工设备的布置原则
井内主要施工设备包括：吊桶、抓岩机、钻架、安全梯、水泵等。
全方位、立体通盘考虑。首先满足井下工作面的工艺需求；其次考虑吊盘等的空间；最后考虑地面悬吊稳车的
布置空间
（1）吊桶的布置：
要偏离井筒中心线，并靠近提升机一侧布置。双滚筒提升机作单滚筒用时应布置在固定滚筒上
（2）抓岩机的布置：
与吊桶位置配合，工作面不出现抓岩死角；
中心回转抓岩机偏离井筒中心布置；
抓岩机停用时，抓斗张开时的最突出尺寸与吊桶之间的距离不应小于200mm安全间隙。
（3）伞钻的布置：
不工作时一般停放在井口，井口下部应留有足够的吊运空间。在井下工作面使用期间，必须设置保险绳。
（4）水泵布置：
一般靠近井帮，与井壁之间的安全距离应保证300mm。主要选用卧泵进行排水。
通常是在吊盘的上层盘布置水箱，中层盘布置卧泵，由卧泵排到地面。
（5）管线的布置：
管路、电缆及钢丝绳布置应以不妨碍提升、卸矸和井口运输为原则。
（6）安全梯的布置：
安全梯应靠近井壁悬吊，与井壁之间的最大间距不超过500mm，同时要避开吊盘圈梁和抓岩机轨道，并且安全梯
应能下到工作面。
2）天轮平台的布置原则
天轮平台中间主梁轴线必须与凿井提升中心线互相垂直
平台采用“日”结构，中梁轴线应离开与之平行的井筒中心线一段距离，并向拟改绞提升机反向一侧错动。
平台采用“目”结构，中梁轴线应与井筒中心线重合保证井架的受力平衡。
天轮梁中心线与天轮轴承中心线垂直，与天轮平台中心线平行布置
3）井内各施工盘、台的布置
井内各盘的布置包括盘的梁格和孔口布置及盘面上施工设施的布置等。布置时可参考下列要求进行：
吊盘圈梁一般为闭合圆弧梁，主梁必须为一根完整的钢梁
吊盘绳的悬吊点一般对称布置，应尽量避开井内罐道和罐梁的位置，严禁钢丝绳在各盘、台受荷载的梁上穿孔
通过。
封口盘、吊盘各孔口、活动门在不用时可靠封闭，以免坠物伤人。4）提升机及凿井绞车的布置
提升机的布置应适应凿井和开巷两个施工阶段的需要，且不影响永久提升机房及地面永久生产系统的施工
凿井绞车滚筒上钢丝绳出绳的最大偏角不应大于2°，悬吊安全梯用的凿井绞车应有两回路供电或者双动力模
式，双回路供电时，其中的一回路应直接由变电所馈出。
模拟题：（ ）是为了进一步保护井下人员安全而设置的，其上通常安设有井筒测量装置，有时也作为接长风
筒、压风管、供水管和排水管的工作台。
A.固定盘 B.封口盘
C.吊盘 D.井口盘
答案：A
解析：固定盘是为了进一步保护井下人员安全而设置的，它位于封口盘下4～8m处。固定盘上通常安设有井筒测
量装置，有时也作为接长风筒、压风管、供水管和排水管的工作台。
6.2 立井井筒基岩施工小结
1.立井井筒基岩施工主要以钻眼爆破法施工为主。
主要内容包括工作面钻眼爆破工作、装岩与提升工作、井筒支护工作，以及通风、排水、测量等辅助工作。
手持钻机钻眼深度以1.5～2.0m为宜，伞钻钻眼深度一般为3～5m。
2.立井施工其他辅助工作：还有井下供电、照明、通信与信号的设置、测量以及布置安全梯等。
3.井筒基岩段施工，采用锚喷支护作为临时支护的段高：
是否需要临时支护根据井筒周围岩层的稳定性确定。
（1）对Ⅰ类岩层，不支护段的高度可由施工单位自定；
（2）对Ⅱ、Ⅲ类岩层，不宜超过4m，当高度超过2m并有危岩时，应采取安设锚杆或锚网等防片帮措施；
（3）对Ⅳ Ⅴ类岩层，不宜超过2m。
井筒穿过煤层或构造破碎带时，用井圈背板等临时支护
4.立井井筒反井施工方法：
先从下向上施工小断面反井，然后自上而下刷大井筒断面，并浇筑混凝土井壁，利用反井向下进行排矸、通
风、排水，井底进行出渣运输、排水工作，完成立井井筒的施工。
前提条件：必须要有通达井筒井底水平的通道，方能组织反井施工和安排井筒刷大掘砌的排矸和排水工作。
5.短段掘、砌单行作业：在2～5m（应与模板高度一致）较小的段高内，掘进后，即进行永久支护，不用临时支
护。
优点是不需要临时支护，降低成本和工期，缺点是混凝土接茬缝比较多。
6.确定每月用于掘进的天数。采用平行作业或短段单行作业时，每月掘进天数为30d；采用长段单行作业时，掘
进一般占掘、砌总工时的60%-70%，当采用现浇混凝土作永久支护时，可取70%，即月掘进天数为21日。7.整体浇筑式井壁：有混凝土和钢筋混凝土井壁两种
混凝土井壁使用年限长，抗压强度高，封水性好，成本比料石井壁低，且便于机械化施工，已成为井壁的主要
形式
钢筋混凝土井壁，强度高，能承受不均匀地压，但施工复杂、效率较低，通常只在特殊地质条件下，如穿过不
稳定表土层、断层破碎带等，以及承担井塔荷载的井颈部分使用
8.输送混凝土可使用底卸式吊桶，也可使用溜灰管。使用溜灰管输送混凝土时，混凝土坍落度不应小于150mm，
石子粒径不得大于40mm，溜灰管内径不宜小于150mm，末端应安设缓冲装置采用分灰器入模。
9.提升系统：有单钩和双钩提升两种。井筒净直径不大于5m时，布置一套单钩提升，超过5m可布置2套单钩，大
于6m可一套单钩和一套双钩，大于9m可以布置3套单钩。
凿井期间，提升容器以矸石吊桶为主。当转入车场和巷道施工时，提升容器则由吊桶改为双钩罐笼提升
10.排水系统：
排水能力宜根据井筒预计涌水量确定，一般水泵排水能力不应小于预计涌水量的 1.5 倍，并应配备同等能力的
备用泵。
当井筒涌水量不大于10m³/h时，宜选用风动水泵或隔膜泵配合吊桶排水。
大于10m³/h 时，选用一段或多段排水方案，卧泵或吊泵排水
11.井筒排水
可分为吊桶排水和吊泵或卧泵排水。
1）吊桶排水：井筒工作面涌水量不超过10m3/h时，采用吊桶排水较为合适。
2）吊泵排水：利用吊泵排水，井筒工作面涌水量以不超过40m3/h为宜，与风动潜水泵进行配套排水，
3）卧泵排水：在吊盘上设置水箱和卧泵，优点是不占用井筒空间，卧泵故障率低，易于维护，可靠性好，流量
大扬程大，适应性更广。
12.立井井筒掘进机施工方法
（1）始发工作井施工
采用分体始发掘进作业。设备最小的始发井深度应保证撑靴可以入井，待主机始发掘进一定深度后，组装地面
提升悬吊系统，钢丝绳与吊盘后配套连接，形成完整系统。
为便于设备始发，井口需提前进行锁口施工，始发井深度应超过设备撑靴高度，始发井内径应大于井筒设计净
直径200mm以上，满足主机组装的需要。
（2）井筒掘进施工：掘进出渣、井壁支护、换步作业、管线延伸、姿态调整等。
（3）下排渣立井掘进机施工方法
针对地质条件较好、岩石稳定或经地层改性后稳定的地层，且具有下部巷道的矿山井筒工程，通过先开凿导井
作为溜矸孔
立井掘进机系统能够实现掘进破岩、排渣、井壁支护同时作业，互不干扰。
