淺談如何保證千米井筒垂直度

趙世杰

摘 要：冀中能源峰峰集團磁西一號礦井風井井筒總深度為1308.4m，是亞洲第一深井。施工環境復雜、技術工藝要求高，為保證井筒設備的順利安裝，施工中必須要保證井筒的垂直度。

關鍵詞：立井；千米井筒；垂直度；十字線基點

1 井筒概況

磁西一號礦井位于河北邯鄲市峰峰礦區東部，行政區劃隸屬磁縣和峰峰礦區管轄，該礦井由中煤邯鄲設計工程有限責任公司設計，初期建設主、副、風三個井筒，建設規模180 Mt/a，立井開拓。根據施工圖紙，三個井筒的表土段及風化基巖段均采用凍結法施工，基巖段采用地面預注漿施工。

風井井筒設計凈Ф7.0m，井筒設計深度為1310.4m，其中凍結段深度239m，基巖段深度1069.4m。

2 十字線基點的建立、保護

（1）根據《煤礦測量規程》的規定：立井井筒十字線基點在井筒每側均不得少于三個。點間距離一般應不小于20m，離井口邊緣最近的十字中線點距井筒以不小于15m為宜，用沉井、凍結法施工時應不小于30m。部分十字中線點可設在墻上或其它建筑物上。當主中心線在井口與絞車房之間不能設置三個點時，可以少設，但須在絞車房后面再設三個，其中至少應有一個能瞄視井架天輪平臺。

（2）在施工前，利用井筒周圍的永久點完成井中的標定和井筒十字線基點的建立工作。所有的基點均都用混凝土打樁，埋設要牢固，并在旁邊建立明顯標識，防止基點被惡意破壞。所有基點的原始資料整理存檔，并復測，檢測結果符合《煤礦測量規程》要求后，即可作為井筒施工的依據。

（3）十字線基點建立后應在井筒中心附近建立一個近井點，近井點的選擇同樣遵守《煤礦測量規程》的規定：盡可能埋設在便于觀測、保存和不受開采影響的地點，保證觀測時不受機械震動的影響和不影響地面施工及過往車輛的通行，同時保證觀測在點的周圍宜設置保護樁和柵欄或刺網。

（4）井筒中心線采用Φ1.4mm的碳素鋼絲依次通過在井筒中心布置的導向輪和凹槽缺口為三角形的下線穩定鋼板，最后經過井口封口盤、吊盤下線口達到工作面。中線利用手搖絞車在試挖段期間固定在二平臺上，試挖后手搖絞車焊接在封口盤鋼板上，具體位置應不影響井口施工和方便上下線為宜。手搖絞車應焊接牢固穩定。

（5）通過十字線基點可校驗井筒中心線是否發生偏移，具體方法是利用三點成一線原理和直角三角形兩銳角之和是90°進行校驗。

（6）井筒凍結表土段施工期間，須每15天檢查一次中線；基巖段施工時，須每10天檢查一次；工序倒換（套壁、變徑等）前檢查一次；當位置偏差超過5mm時，應立即更正。

3 施工中的技術要求

（1）根據《煤礦施工驗收規范》（GB50213—2010版）的要求：

1）裸體井巷的掘進斷面規格允許偏差（mm）應符合如下的規定：

立井有提升：0～150

立井無提升：﹣50～﹢150

2）立井采用組合鋼模板時，在井下組裝規格的允許偏差（mm）應符合如下的規定：

有提升：10～40

無提升：﹣30～﹢50

3）井巷混凝土、鋼筋混凝土支護工程的斷面規格的允許偏差應符合如下的規定：

立井井筒凈半徑有提升：0～50

立井井筒凈半徑無提升：±50

（2）井筒中線懸掛砝碼，應視碳素鋼絲的抗拉強度和承載重量而定，《煤礦測量規程》規定掛在中線上的砝碼重量值如下：

1）垂線長為10～50m時，不小于10kg；

2）垂線長為50～200m時，不小于20kg；

3）垂線長為200m以上時，不小于30kg；

4）垂線長為500m以上時，不小于100kg。

掛砝碼的鋼絲，必須有兩倍的安全系數，不得有硬彎、打結及其它影響鉛垂的缺陷。鋼絲上懸掛重鉈的重量應是鋼絲極限抗拉強度的60～70%。

4 施工措施

（1）檢查中線應選擇在天氣晴朗和無風的上午9點以前和下午17點以后，成像清晰，氣象條件穩定，應避開陰雨、雪、大氣透明度差及大風天氣，提高測量精度。

（2）纏繞鋼絲應選用直徑300mm左右的小絞車，鋼絲纏緊適度，鋼絲直徑選用1.4～1.8mm均可。

（3）使用測量儀器前檢驗儀器是否損壞，測量過程中和測量結束后應保護好測量儀器。晴天作業時，應給儀器遮陽，嚴禁將照準頭對向太陽。

（4）在基點加設明顯標識和保護措施，保持基點清晰。

（5）為減小井筒內氣流及滴水等外界因素影響，在井筒垂深超過600m后，每次校模時將中線托盤及重砣浸在一半截油桶中以減小中線的擺幅，并視井深及淋水等情況適當加重重砣重量。在校模前，必須檢查重鉈與桶壁、桶底之間無接觸點。當確認無接觸點后，方可進行校模。

（6）井筒中線下線時中線終端處掛一盛600ml自來水且未加蓋的塑料礦泉水瓶，一人手搖小絞車，一人監督中線下落，勻速通過井口導向輪、下線板、吊盤及至工作面。利用中線找正模板前應檢查上、下吊盤、抓巖機、吊桶、電纜、鋼絲繩等設備或器具是否接觸、撞線、纏繞，發現后立即處理。使用完畢后，然后將其勻速提至吊盤盤面上并綁扎在吊盤上。中線在使用當中嚴禁任何人觸動或做對中線穩定有影響的事情。

（7）安放垂線重砣時，一人穩定托盤，一人雙手放重砣，并輕拿輕放，身體部位側對中線，無關人員和施工機具不得在重砣下方和靠近中線，以免鋼絲突然折斷后傷人或損壞施工機具及影響調模。

（8）人工穩定擺幅處于最小狀態時，使用7.5m鋼卷尺校模，讀數時確保鋼卷尺水平、無翻折、碰撞人和設備、器具，讀數準確，按規定調整模板。整個校模工作過程中用一個風機供風或減小供風量，如遇特殊情況下可在規定時間內關閉風機，降低中線擺幅，將誤差減至最小。

（9）要定期或不定期的保養小絞車、鋼絲、導向輪及下線點，保證鋼絲表面光滑、無銹，沒有彎曲、破折和打結的地方并能順利下落，損壞后及時更換。保證導向輪轉動自如，無損壞或轉動磕絆，保證導向輪周圍干凈、整潔、無雜物，保證小絞車轉動正常、制動正常。

（10）井筒中心線在起落時嚴禁與絞車同行，中線提升或下放時要勻速緩慢。做到：絞車提升時不起落中線，起落中線時不提升絞車，防止中線來回擺動，纏繞吊桶，發生意外事故。

5 措施評價

經過實施一系列嚴格規范措施，并在施工過程中精心施工，嚴把質量關，在竣工驗收中，該風井井筒的井筒垂直度達到了《煤礦井巷工程質量驗收規范》的要求，甚至在某些部位更加的精準垂直。