浅析竖井井筒装备安装工艺优化

摘要：针对中关铁矿副井装备工程规模大、结构复杂、单体构件重、井筒林水量大等特点。进行修改井筒装备施工工艺，优化施工工序，制定出一个符合中关铁矿特殊状况的施工方法，创造经济效益和社会效益。对于规模越来越大，结构复杂、环境特殊的矿山装备工程，提供借鉴经验。

关键词：井筒装备；新工艺；安全；质量；进度。

一、概述

河北钢铁集团沙河中关铁矿副井井筒深640m，井径7m，井筒总涌水量70m?/h。副井永久装备工程包括主提升和交通罐提升两套独立提升系统，装备主要工程量有：钢罐道及罐道梁共计560t；Φ426mm排水管4趟（总长2040m）；Φ219供水管总长600mm；Φ133排泥管两趟（总长1000m）；150㎡动力电缆14趟，信号电缆4趟。合同总工期要求192天，总造价2524万。主提升罐笼尺寸为5180mm×3000mm。从以上数据可以看出次工程规模大，工程量大，结构复杂，构件类型、数量繁多，且中关铁矿属大水矿山。中关铁矿副井安装过程中出现很多合同外的工程，严重影响工程原计划完成时间，所以要加快装备施工进度，在施工过程中要不断的优化施工顺序，达到施工快、节约成本、质量保证又安全的目的。

二、新工艺技术的分析

（一）新施工工艺产生的背景及内容

1.传统的副井装备主要施工顺序是：主提升和交通罐罐道梁同时安装→井底结构的安装→主提升罐道、交通罐罐道、排水管路、排泥管路同时安装→电缆敷设→主提升和交通罐提升机悬绳挂罐→试运行。此方案是施工单位常采用的方案，对于小型竖井和条件不复杂的竖井采用此方案比较合适，一旦规模大就可能不太实用。

由于副井井筒淋水较大，总涌水量约70m?/h，排水管路（Φ426mm排水管4趟）直径太大，焊接速度与提升机罐道安装速度不匹配，所以传统的井筒装备安装工序不能正常安装施工，安装速度太慢，每天只能安装施工约4-5m进度。总工期严重滞后，且出现部分工人窝工现象。为此，根据现场实际情况和工期要求。组织工程技术人员商讨，在安全第一，质量第一，保证进度的前提下，制定新的方案，有利于施工进度和质量，充分利用现有资源，提高人工利用率，最后确定此优化安装施工工艺。

2.优化后新施工工艺是：主提升和交通罐罐道梁同时安装→井底结构的安装→主提升罐道安装→主提升机悬绳挂罐→主提升机试运行→交通罐罐道、排水管路、排泥管路安装→电缆敷设→交通罐悬绳挂罐、试运行。具体工作内容如下：井底结构安装完成后，先将6趟主提升罐道安装完成，拆除吊盘，然后对主提升机进行悬绳挂罐，最早的让主提升系统实现试运行，然后利用主提升机罐笼作为提升容器和安装平台，安装交通罐侧的罐道及排水管路、排泥管路、电缆等剩余工程，最后全面试运行。

（二）新工艺与传统工艺对比

1.施工安全控制。在传统的安装工序中，所有的钢构件和人员都是利用施工用临时绞车，提升容器空间小，某些位置不利于人员进行安装，造成一定的安全隐患，且提升速度非常慢，上下一趟人员需要10分钟左右。利用永久提升罐笼后，罐笼横断面比临时绞车容器大很多（主提升罐笼平面尺寸为5180mm×3000mm），作业平台环境和安全防护设施有了很大的改善，而且提升机安全系数也比临时绞车大大提高了。永久提升机各种信号联鎖、保护装置等也比临时绞车完善，在安装各水平的摇台及安全门时，可将罐笼停在施工水平，罐笼面积较大，施工作业都比吊盘方便的多，提高了施工安全系数。电缆和排水管路安装更是方便很多，加快焊接速度。

2.施工进度控制。临时绞车提升速度2m/s左右，永久提升机提升速度最大可达6.5m/s左右，且大大增加了提升能力。再加上作业平台空间的增大，可同时施工4趟交通罐罐道、4趟Φ426mm排水管、Φ219供水管及两趟Φ133排泥管，焊接速度明显加快。电缆安装也顺手很多，施工时间也缩短了很多，整体安装作业效率得到了大大提高。

3.施工质量控制。原施工平台采用多层吊盘，现在利用双层罐笼（尺寸5.18m×3m）施工，宽松的作业平台便于安排质量控制工作，尤其是罐道的定位、找正等检查。安装各水平操车时，也可以根据罐笼控制操车安装位置精度。焊接管路时，由于作业空间较大，对焊接质量起到很好的良好的作用。

4.施工成本控制。永久提升机运行后，原临时用施工绞车便可拆除，原悬吊多层吊盘用的两台稳车也可拆除。减少大型设备租赁费，施工效率提高，降低人工成本。

（三）适用条件

该工艺方法在传统的副井装备施工工艺中均可实施，尤其是环境、结构复杂、工程量大的井筒装备工程中应用效果非常显著。目前新建和改造的地下矿山多为规模大、地质情况复杂，可借鉴此方案。

三、实际应用情况

中关铁矿副井装备工程于214年2月17日，主体升机悬绳挂罐完成，进入试运行后，进行了剩余工程量的安装，最终比原计划工期提前了15天完成。罐道、排水管、排泥管、电缆等安装质量没有出现问题，管路打压试验未发生泄漏、渗水现象。为矿山加快建设起到很大作用。电缆敷设没有破损，安全稳固，达到安装要求。

四、结束语

副井装备安装工艺的创新是我矿独立自主完成的新工艺，它与国内同行业、同类型施工工艺而言，具有优化机具材料配置、缩短工期、节省成本、提高安全性等显著综合优势。随着矿山越来越大型化，竖井井筒装备规模越来越大的发展趋势，在类似中关铁矿副井情况下，采用这种方法施工更具有竞争力。

作者简介：

张义坤（1986年-），男，助理工程师，本科学历，毕业于辽宁科技大学，现在河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司机动供应科工作。endprint