1施工方案研究
1.1工程概况孔庄煤矿的混合井井筒净直径为8.1m，井深约1100m，提升容器为一对罐笼和一对16t箕斗。井筒标准段设置8趟方钢罐道，固定于罐道梁或托架上，罐道梁标准层间距4m，共计251层；井筒内另设置玻璃钢梯子间1趟，电缆支架2趟，管路5趟，其中1趟φ219mm压风管路，2趟φ325mm排水管路，1趟φ325mm降温管路，1趟φ219消防洒水管路。井筒装备平面布置如图1所示。1.2工程难点分析该井筒装备工程主要特点是，井筒直径大、深度大，井筒装备有一对箕斗和一对罐笼双提升，井筒中央有罐道梁，井筒内托架多。根据工程特点分析，该工程施工时主要面临的问题有以下几个方面：（1）双提升复杂结构装备井筒内钢梁多，且井筒中间存在钢梁。钢梁的存在使得传统的安装吊盘不能满足施工要求；（2）由于井筒直径大、深度大，必须根据悬吊物重合理选用、设计临时提升悬吊设施，以保证施工安全；（3）井筒内托架多，在井壁上标托架锚杆眼难度大，采用传统的手持模具标眼方法慢，且容易出错造成返工。针对以上施工难点，重点从施工吊盘的方案设计和施工工艺两个方面进行探讨研究。1.3施工吊盘方案设计井筒装备快速施工技术，必须依托相应的施工装备，研制适合双提升复杂结构井筒装备特点的安装吊盘至关重要。根据双提升复杂结构装备井筒被中央的钢梁分割为两个部分、而两个部分的安装又需要协同安装的特点，设计采用能组合成整体及拆分的分体式施工吊盘从下到上施工。吊盘设计为两个可在井筒内独立运行的6层分盘，并可根据施工需要将两个分盘连接为整体。井筒装备从下到上施工时，两个分盘的最上一层吊盘连接为一体作为保护盘，其余各层吊盘作为操作平台，保持分离状态，以确保井筒中间罐道梁安装完成后吊盘仍可在井筒内向上运行。井筒装备安装完成后，可将一层吊盘连接处分离，利用两个分盘对井筒装备进行整体验收以保证质量。吊盘平面布置及立面布置形式如图2、3所示。1.4施工工艺设计根据双提升复杂结构井筒装备施工特点，通过合理配置施工临时设施，优化施工工艺，达到提高施工速度，降低施工成本，安全、高效完成深立井大直径双提升复杂结构井筒装备安装工程施工任务的目的。施工顺序：在施工准备工作完成后，首先利用整体吊盘自上而下安装不影响整体吊盘上下运行的电缆、梯子间、部分罐道梁、管路以及支架等。然后将吊盘拆分，利用可拆分的分体式组合吊盘从下到上安装中间罐道梁、罐道等。井筒装备施工临时设施配置，主要包括根据井筒结构特点设计分体式施工吊盘，合理选用吊盘悬吊稳车、钢丝绳，四台吊盘悬吊稳车采用变频控制技术等。优化施工工艺，主要包括在井筒装备施工前利用吊盘敷设电缆，井筒下部装备采用主吊盘及辅助盘相结合的方式安装，采用模具盘进行井筒装备托架的号线定位，以提高井筒装备标准段施工速度等。
2工程施工
2.1吊盘结构设计、制作根据孔庄煤矿混合井井筒直径及井筒装备结构特点，加工制作分体式吊盘，并采用从上到下施工的方案。结合施工吊盘结构特点，设计一个直径为7600mm的圆形模具盘进行井筒装备托架的号线定位。同时，根据井筒装备结构特点，做好施工设备选型、钢丝绳选择，并制定合理的施工工序。根据井筒直径及井筒装备结构特点加工制作分体式吊盘。主吊盘5层，层间距4m，第6层为钢丝绳悬挂的作业盘用于井筒下部装备施工，下部装备施工完成后改装成6层吊盘，用于井筒装备标准段安装。1#、2#分吊盘尺寸分别为4.242m×2.28m、5.25m×1.917m。在1#分盘上设置小吊桶上下的提升孔，在2#分盘设置人员上下的爬梯。每套吊盘层间采用4根立柱相连，一、二、三层方盘周围安装折页以方便施工。两个分盘在第一层用槽钢连接固定在一起，2~6层吊盘两个分盘之间采用翻转式折页连接，在电缆下放完成后4、5层吊盘折页拆除，安装栏杆及挡板，以便于施工，保证施工安全。2.2标眼模具盘设计、制作设计一个直径7600mm的圆形模具盘（根据实际使用情况，调整模具盘上妨碍井筒装备构件安装的部位），其组成包括模具盘主体、顶丝、模具头、模具盘主体悬挂装置。模具盘主体为槽钢组合而成，槽钢型号根据井筒直径确定，以满足强度要求，槽钢之间通过螺栓连接，模具盘主体上有模具头滑动的滑道、悬挂用的吊耳以及调整模具盘位置的顶丝。模具头由厚4mm钢板与钢管焊接组合而成，钢板上有根据托架钻出的锚杆眼及定位基准。悬挂装置为手拉葫芦及卸扣。使用时，模具盘利用悬挂装置悬挂于第一层施工吊盘下方。井筒装备托架标眼时，利用悬挂装置的手拉葫芦将模具降至适当位置，根据安装基准线利用顶丝调整模具盘在井筒中的位置，定位完成后将模具头推向井壁，直接在井壁上画出托锚杆眼，标眼完成后利用手拉葫芦将模具盘升起至第1层施工吊盘下方。2.3施工工艺流程矿建井筒工程结束后，在永久井架的43.65m及50.15m平台分层布置临时天轮平台，利用凿井期间的提升绞车2JKZ-3.6/12.97作为井筒装备施工的主提设备，采用自制研发的小吊桶作为人员及小件物料上下的提升容器。在地面布置12台稳车，其中4台稳车用于吊盘悬吊，1台兼作风管的悬吊；2台用于吊桶滑道；5台用于井下罐道、电缆及管子吊装。4台吊盘凿井绞车采用中煤第五建设有限公司研发的变频调速控制系统，以保证4台凿井绞车同步运行。同时，对主提钢丝绳及吊盘悬吊稳车钢丝绳安全系数进行了验算，以保证施工安全。井筒内布置6根基准线作为安装尺寸控制线，设置7层卡线梁，层间距约为180m。临时施工设施布置完成后，下放吊盘卡设安装基准线，从上到下安装井筒内永久电缆支架，修凿井筒内梁窝，下放井底设备，敷设井筒内电缆。井筒内电缆敷设完成后，利用分体式主吊盘从下到上安装井筒下部装备，将不妨碍主吊盘上下运行的下部装备构件安装完成后，在主吊盘下安装4根钢丝绳悬吊的作业盘，从上到下安装井筒下部装备剩余构件。井筒下部装备安装完成后，将主吊盘底部钢丝绳悬挂的作业盘改为立柱连接，利用分体式6层主吊盘从下到上一次安装成型井筒装备标准段。井筒装备标准段安装以模具盘应用为核心，合理调整施工工序，以加快施工速度。2.4实施效果采用该施工技术后，孔庄煤矿混合井井筒装备安装工程平均每天（24h）可施工5层井筒装备标准段，速度最快时可达到6层，总施工工期190d，比计划提前30d完成。节省施工投入费用约76万元。该工程受到了业主、设计、监理等单位的好评，提升了企业形象。
3结论
大直径深立井双提升复杂结构井筒装备安装施工技术首次在孔庄煤矿混合井井筒装备安装工程实践中获得了成功应用，通过科学配置施工设备，采用合理施工工序，攻克了难点，缩短了施工工期，降低了施工成本，证明了该技术的科学合理性，为大直径深立井双提升复杂结构井筒装备安装工程提供了施工经验。
作者：吕红娟 孙富刚 陈亮 单位：中煤第五建设有限公司
