竖井刚性罐道井筒装备安装工艺

2011-02-17李卫东任建广王康愉

中国科技信息 2011年8期

关键词：梯子井筒耐久性

李卫东任建广王康愉

1，河南鹤壁鹤安东头煤业有限公司 458020；2，河南煤化鹤煤公司八矿458020；3，河南富昌安装工程处 458020

竖井刚性罐道井筒装备安装工艺

李卫东1任建广2王康愉3

1，河南鹤壁鹤安东头煤业有限公司 458020；2，河南煤化鹤煤公司八矿458020；3，河南富昌安装工程处 458020

副井（立井）井筒装备(井筒装备包括罐道梁、托架、罐道、梯子间、管路、电缆、井底套架、防撞梁、挡绳梁以及托管梁、电缆支架等)安装, 多在副井井筒掘砌到底后,利用凿井井架布置天轮平台,施工安装井筒装备后拆除所有临时设施及凿井井架 ,再竖立永久井架 ,并配合绞车调试进行提升设施的安装。本文从施工方案选择、具体施工程序及方法介绍了副井井筒装备安装的具体过程。

煤矿竖井装备安装；施工方案；施工程序；施工方法

1.简述

立井井筒装备按罐道结构不同 ,分为刚性及柔性(钢丝绳罐道)两种。井筒内布置刚性罐道以副井或者综合提升井居多 ,主要由罐道梁、托架、罐道、梯子间、管路、电缆、井底套架、防撞梁、挡绳梁以及托管梁、电缆支架等组成。罐道主要形式为组合槽钢、球扁钢、方钢等,目前钢轨罐道及木罐道已较少使用。罐道梁及梯子梁为水平层格布置,层间距多为4m与6m。除井底套架、防撞、挡绳及托管梁等采用梁窝固定外,绝大部分采用树脂锚杆与井壁固定。立井井筒装备安装作业环境差、安全质量要求高,是一项技术复杂、施工难度大的关键性工程,对建井总工期有着十分重要的影响。

2.施工方案选择

立井井筒装备安装,副井多在井筒掘砌到底后,利用凿井井架布置天轮平台,施工安装井筒装备后拆除所有临时设施及凿井井架,再竖立永久井架,并配合绞车调试进行提升设施的安装。若为两用井架打井,则在拆除建井临时设施后直接利用永久井架进行施工安装井筒装备;主井井筒多在建井后期进行,安装后即可提升出煤。井筒安装使用的凿井绞车和稳车,布置井筒掘砌设备时应预先考虑,以尽量减少改装工作量。吊盘是井筒安装的工作盘,根据井筒装备的布置及作业方式特点设计结构不同的吊盘。当采用先将井底段(防撞梁、挡绳梁、梯子间等)及套架安装完,再由下至上一次安装托架、罐道梁、罐道、梯子间、管路、电缆支架,然后改装吊盘敷设电缆的施工方案时,吊盘一般设计为四至六层。当采用先从上至下一次安装托架、罐道梁、罐道、梯子间、电缆支架,改装吊盘后从下至上再安装管路、敷设电缆、安装井底套架,最后安装井底段的施工方案时,吊盘设计为二至四层(层间距同罐道梁)。经比较,从下至上安装吊盘层数多、结构复杂、悬吊负荷大、多工序交叉作业、安全要求高,在罐道梁层格布置复杂的井筒较难实现,敷设电缆仍要改装吊盘等。从上至下一次安装方案,则吊盘层数少、负荷轻、改装方便、劳动组织简单、适用于任何井筒,是对多层吊盘向上安装以及将罐道梁、梯子间与罐道分次安装工艺的改进。刚性罐道井筒安装井内布置及从上至下安装工艺。

3.施工程序及方法

3.1 构件加工及防腐

构件加工包括:支架及钢梁构件的型钢或钢板调直整平、切割、钻孔、焊接等,罐道的调直、组合成形、焊接、调直整形、铣端头以及管路、套管、法兰、锚杆、紧固件、楔形木罐道等加工制作。应按设计图纸施工要求,确保加工质量。支架、钢梁、罐道、管路等多采用酸洗钝化除锈、涂料保护层防腐方法,紧固件等采用电弧喷涂或镀锌处理,梯子间采用玻璃钢复合材料等防腐工艺。各类构件加工防腐后,检查、编号,然后运输至井口,分类堆放。同时制作井筒安装所需用的设施 ,如吊盘、风水管路、井盖门、大线车、各临时钢梁、铺板、卡子及测量工具等。

3.2 稳、绞车及天轮平台布置

拆除井筒掘砌临时设施后,测量放线,布置绞车和吊盘及风水管、电缆等悬挂、下放特殊构件、夺吊用等凿井稳车,并安装天轮平台梁及天轮,完成稳、绞车配电控制及缠绳。

3.3 吊盘组装

将加工好的吊盘立柱、方盘框等组装成2个方盘骨架(外部尺寸同提升容器 ,宽、窄罐时做成一大一小,双系统制作内侧容器处两吊盘),4根吊盘绳分两组与方盘主梁吊点穿销轴连接,启动稳车提起2个方吊盘松至井筒中,然后组装一、二层吊盘支梁,铺设花纹钢板,组成一个两层圆盘、一层方盘的整体吊盘。其中一组方吊盘的2 根吊盘绳兼作绞车钩头的引力绳(稳绳)。

3.4 封口及井盖门安装

利用吊盘作业,将井口临时封口梁安装好,并安装井盖门及开闭装置,铺设井口铺板。

3.5 大线点及基准梁和井底稳线梁布置

根据井筒钢梁及罐道布置,确定其找正用垂线(又称大线、Φ1.6mm碳素钢丝)根数,在井口测量给出下线点,布置大线车。并准确安装第一道梁作为以下各层罐道梁的基准梁,在下井口布置临时钢梁作稳线梁,将垂线逐根松至井底用一定重量的重锤悬挂,找正各点开档、对角几何尺寸无误后,用卡线板卡好。井壁顶留梁窝的质量(方位、断面、深度),可利用垂线在正式安装前或安装到位时检查与处理。

3.6 罐道梁、罐道、梯子间的安装

主垂线设置在各罐道座板旁边,用以控制其上固定罐道的位置,另外再设1根辅助垂线,以控制主梁的方向,安装时用看线板找正罐道梁位置(梁上作冲子眼标记)。管子梁、梯子间大梁等分别用 2 根辅助垂线及水平间距尺找正。各梁的水平度用铁水平尺操平。罐道梁层间距用层间距尺控制。罐道待罐道梁安装后,用拐尺、直尺找正其正面及侧面距主垂线的距离,以保证其垂直度符合设计及规范要求。同一提升容器两根罐道安装后,用罐道间距尺检查其开档距离,两根罐道的接头应保证错口和间隙符合要求。梯子间安装依次为安装大梁、支梁、平台板、梯子、正面及侧面网门。各梁与井壁牛腿托架间有拴接、焊接两种形式,焊接应在清除焊渣后及时防腐。四层吊盘从上至下安装时,下层圆盘用来好锚杆眼、凿眼、安装锚杆、作锚杆拉拔试验、安装托架、充填树脂胶泥;上层圆盘用来安装各梁、罐道及梯子间。安装罐道时,利用斜靠在井壁上的一活动梯子,固定和找正罐道的上端。方盘主要放置干式变压器、电焊机等。梁、罐道、梯子间设施采用绞车钩头下放,罐道利用稳车钩头及手拉葫芦夺吊就位。锚杆孔定位可采用层间距尺配合定位模具进行。冻结段井壁钻锚杆孔遇到钢筋(非素砼井壁)时,可采用水钻切除钢筋，切除困难的大筋，可以用风镐扩孔，气割掉。吊盘运动时拔除楔木,作业时用卡住井壁和盘边(第一层圆盘 ,4根)。定位垂线每隔100m卡固、校核一次方位和尺寸。

3.7 管路安装

管路安装待井筒安装至非标段结束后,先将两层圆盘拆除,使吊盘成为 2 个独立方盘,然后从下至上利用稳车、钢绳下放安装。吊盘井筒内升降导向,利用已安装好的罐道(每个吊盘用2趟罐道,注意保护防腐层)。

3.8 井底套架安装

井底套架先在地面上预组装。安装时拆除稳线梁和垂线 ,利用 2 层圆盘分别安装上下大梁 (用活动大线找正) 、堵梁窝 ,然后挂立柱、安装横梁、四角罐道等并找正。由于吊盘设计已考虑方盘骨架能通过稳罐道糊，并不能通过数学函数精确地表达出来。第三，这些影响耐久性的因素不仅本身起着影响作用，还会相互作用从而共同产生影响，这就进一步增加了我们对影响程度进行计算的难度。根据使用条件的不同和对建筑物寿命要求的差异，目前对混凝土耐久性的评估中主要使用以下几种准则：碳化寿命准则、锈胀开裂寿命准则、裂缝宽度与钢筋锈蚀量限值寿命准则、承载力寿命准则[8]。

由于混凝土结构耐久性评估具有随机性、灰色性的特点，薛鹏飞、项贻强[9]以灰色关联分析为基础，结合模糊识别理论，利用信息熵和复合权重的概念，综合考虑了专家经验和检测数据固有信息的重要性，这种评估方法使评估结果更加客观、准确。

对于氯离子环境下的耐久性评估方法，吴瑾[10]等将混凝土表面氯离子浓度和保护层厚度作为随机变量，将扩散系数作为随机过程，建立了混凝土保护层中氯离子浓度分布的随机模型，推导出了氯离子浓度的均值，用于计算钢筋开始锈蚀时间。

现在的耐久性评估标准大多采用“优、良、中、差”这样的等级标准划分，但是这样的划分标准在实际工程中的准确性并不高，比如处在两个等级边界的构件该如何评估等级，这说明这样的等级标准划分只是属于模糊划分，为了找到一个更有效的评估方法，史长莹[11]等将基于模糊数学理论的模糊综合评估系统用于结构的耐久性评估，在混凝土结构耐久性模糊综合评估体系的基础上，根据熵的概念，在耐久性等级划分标准已知的前提下，充分挖掘实测数据中的信息，提出了一种确定指标权值的新方法。