主井井筒套壁方案优化与创新实践.pdf

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1、睇总第200期doi：10．3969／j．issn．1005～2798．2016．04．017主井井筒套壁方案优化与创新实践侯锐(国投新集能源股份有限公司板集煤矿，安徽亳州236744)摘要：板集煤矿主井井筒套壁过程中，通过不断优化技术方案，跨行业引进新设备、采用新工艺，不仅大大加快了施工进度，提高了套壁质量，而且相对缩短了工程工期，取得了显著的经济效益。关键词：优化方案；套壁；主井井筒中图分类号：TD262文献标识码：B文章编号：1005—2798(2016)04．0049—02板集煤矿主井井简设计深度795．5m，表土段接试验，立焊缝坡口按设计要求打

2、磨，焊接100mm(段高660m)采用钻井法施工，地面预制井壁，漂浮焊缝用时67min。按照设计每模套壁高度0．5m，5下沉法成井。基岩段(段高135．5m)采用普通凿井块钢板组模，计算每模钢板环向焊缝长度为法施工。受副井突水影响，主井井筒钻井段井壁受15．7m，立焊缝长度为0．5m×5=2．5m，每模钢板到一定程度破坏。专家组根据主井井筒实际受损情裂缝焊接时间为：2500×67／100=1675min况，经多次专题会议论证，决定采用全井深套砌内壁(27h55min)，即每模钢板仅立焊缝焊接时间就需的方案修复井筒。主井井筒修复设计方案中，累深要近28h。

3、400—669m(段高269m)，采用钢板钢筋混凝土套钢板焊接作业量大。主井钢板钢筋混凝土段高壁，设计每模套壁高度0．5m，5块钢板组成一模，钢269rn，5条竖向焊缝合计1345m，537条环形水平板厚度35mm，钢板之间焊接缝合。设计套壁厚度焊缝合计8431m，其焊缝总长度近万米，钢板焊接为600mm，套壁后净直径为5m。钢板钢筋高强混工作量大。凝土段套壁施工顺序为：立模(钢板)一找中线一稳模一焊接一浇筑一立模，以此循环作业。钢板钢筋混凝土套壁断面见图1，钢板组装见图2。双层土井壁图2钢板组装平面连接不意图(mm)钢板焊缝焊接难度大、速度慢。一是焊缝

4、质量要求高，竖向焊缝设计为Ⅱ级；竖向焊缝坡口宽度图1钢板钢筋混凝土井壁套砌不恿图37mm，坡口深度为钢板厚度的35mm，设计要求透焊、满焊，人工传统焊接工艺速度慢，且不能保证焊1研究的现状及意义缝质量。目前，国内外煤炭行业尚无同类型井筒修复及井筒内烧焊作业受空间和通风条件制约，经现类似钢板钢筋高强混凝土套壁施工经验。场试验，井筒内允许最多同时使用2把焊枪。因此，地面立焊焊接试验情况：1名熟练焊工采用传焊接工序是困扰井筒套壁速度的主要因素。统焊接工艺，在地面车问做35mm厚钢板立焊缝焊研究如何减少钢板焊缝工作量(减少钢板焊缝收稿日期：2016-03-07作

5、者简介：侯锐(1985一)，男，安徽阜阳人，助理工程师，从事矿井采掘安全技术管理工作。492016年4月侯锐：主井井筒套壁方案优化与创新实践第25卷第4期长度)，如何提高钢板焊接速度，对板集煤矿加快井作业，大大加快了钢板的焊接速度。本凳饕夏3主要技术创新点，实现技术经济一体化具有非常重要的现实意义。⋯、一～⋯’1)大胆对钢板组模数量及组模高度进行改2方案优化思路进和优化，大幅减少焊接量，简化了施工工序，提高钢板焊接工作量大和焊接速度慢是制约垂高了井壁力学性能。269m钢板钢筋混凝土段井筒套壁的两个主要因2)跨行业引进气电立焊与二氧化碳气体保素，减少钢板焊

6、缝总长度和采用新的焊接工艺加快护电弧焊新工艺，极大提高了焊接速度，加快了施工钢板焊接速度，即可加快井筒套壁进度。进度，在全国煤炭行业中尚属首次。2．1优化套壁方案，大幅减少钢板焊接工作量通过调查研究，反复论证，我们对原设计方案进行了优化，具体优化方案与原方案对比见表1。表1原方案与优化方案对比图3地面气电立焊焊接试验4工艺比较从表1中可以得出结论：以35mm厚钢板焊接为例，采用新设备、新工1)通过调整套壁钢板组模高度，0．5m提高艺焊接，每模焊接时间仅需3．5h，而人工传统焊接至1．24m，减少了主井钢板段套壁水平焊缝方式每模(模高1．24m)至少需要6

7、3h，按井下同时5039．7m，减少水平焊接工程量59．8％；使用2把焊枪(受井筒通风量制约，允许最多同时2)组模高度增大后，大幅减少了钢板吊装、使用2把焊枪)计算，需要31．5h，可见新焊接工艺立模、找正次数，钢板立模效率提高50％以上；焊接速度是人工传统焊接速度的18倍(63／3．5：3)将组模钢板数量由5块减为4块，立焊缝18)，大大加快了钢板钢筋混凝土的套壁速度。减少269m，焊接工作量减少了20％。为保证钢板吊装施工安全，我们对工作盘层问距进行调整，以满5工程应用情况及实施效果足钢板吊运、转移空间要求；通过对吊盘结构进行加地面模拟试验成功后，我

8、们尝试将优化方案与固，并对吊盘结构和井筒悬吊设施复核验算，确认井新焊接工艺应用于