浅谈如何保证千米井筒垂直度

赵世杰

摘 要：冀中能源峰峰集团磁西一号矿井风井井筒总深度为1308.4m，是亚洲第一深井。施工环境复杂、技术工艺要求高，为保证井筒设备的顺利安装，施工中必须要保证井筒的垂直度。

关键词：立井；千米井筒；垂直度；十字线基点

1 井筒概况

磁西一号矿井位于河北邯郸市峰峰矿区东部，行政区划隶属磁县和峰峰矿区管辖，该矿井由中煤邯郸设计工程有限责任公司设计，初期建设主、副、风三个井筒，建设规模180 Mt/a，立井开拓。根据施工图纸，三个井筒的表土段及风化基岩段均采用冻结法施工，基岩段采用地面预注浆施工。

风井井筒设计净Ф7.0m，井筒设计深度为1310.4m，其中冻结段深度239m，基岩段深度1069.4m。

2 十字线基点的建立、保护

（1）根据《煤矿测量规程》的规定：立井井筒十字线基点在井筒每侧均不得少于三个。点间距离一般应不小于20m，离井口边缘最近的十字中线点距井筒以不小于15m为宜，用沉井、冻结法施工时应不小于30m。部分十字中线点可设在墙上或其它建筑物上。当主中心线在井口与绞车房之间不能设置三个点时，可以少设，但须在绞车房后面再设三个，其中至少应有一个能瞄视井架天轮平台。

（2）在施工前，利用井筒周围的永久点完成井中的标定和井筒十字线基点的建立工作。所有的基点均都用混凝土打桩，埋设要牢固，并在旁边建立明显标识，防止基点被恶意破坏。所有基点的原始资料整理存档，并复测，检测结果符合《煤矿测量规程》要求后，即可作为井筒施工的依据。

（3）十字线基点建立后应在井筒中心附近建立一个近井点，近井点的选择同样遵守《煤矿测量规程》的规定：尽可能埋设在便于观测、保存和不受开采影响的地点，保证观测时不受机械震动的影响和不影响地面施工及過往车辆的通行，同时保证观测在点的周围宜设置保护桩和栅栏或刺网。

（4）井筒中心线采用Φ1.4mm的碳素钢丝依次通过在井筒中心布置的导向轮和凹槽缺口为三角形的下线稳定钢板，最后经过井口封口盘、吊盘下线口达到工作面。中线利用手摇绞车在试挖段期间固定在二平台上，试挖后手摇绞车焊接在封口盘钢板上，具体位置应不影响井口施工和方便上下线为宜。手摇绞车应焊接牢固稳定。

（5）通过十字线基点可校验井筒中心线是否发生偏移，具体方法是利用三点成一线原理和直角三角形两锐角之和是90°进行校验。

（6）井筒冻结表土段施工期间，须每15天检查一次中线；基岩段施工时，须每10天检查一次；工序倒换（套壁、变径等）前检查一次；当位置偏差超过5mm时，应立即更正。

3 施工中的技术要求

（1）根据《煤矿施工验收规范》（GB50213—2010版）的要求：

1）裸体井巷的掘进断面规格允许偏差（mm）应符合如下的规定：

立井有提升：0～150

立井无提升：﹣50～﹢150

2）立井采用组合钢模板时，在井下组装规格的允许偏差（mm）应符合如下的规定：

有提升：10～40

无提升：﹣30～﹢50

3）井巷混凝土、钢筋混凝土支护工程的断面规格的允许偏差应符合如下的规定：

立井井筒净半径有提升：0～50

立井井筒净半径无提升：±50

（2）井筒中线悬挂砝码，应视碳素钢丝的抗拉强度和承载重量而定，《煤矿测量规程》规定挂在中线上的砝码重量值如下：

1）垂线长为10～50m时，不小于10kg；

2）垂线长为50～200m时，不小于20kg；

3）垂线长为200m以上时，不小于30kg；

4）垂线长为500m以上时，不小于100kg。

挂砝码的钢丝，必须有两倍的安全系数，不得有硬弯、打结及其它影响铅垂的缺陷。钢丝上悬挂重铊的重量应是钢丝极限抗拉强度的60～70%。

4 施工措施

（1）检查中线应选择在天气晴朗和无风的上午9点以前和下午17点以后，成像清晰，气象条件稳定，应避开阴雨、雪、大气透明度差及大风天气，提高测量精度。

（2）缠绕钢丝应选用直径300mm左右的小绞车，钢丝缠紧适度，钢丝直径选用1.4～1.8mm均可。

（3）使用测量仪器前检验仪器是否损坏，测量过程中和测量结束后应保护好测量仪器。晴天作业时，应给仪器遮阳，严禁将照准头对向太阳。

（4）在基点加设明显标识和保护措施，保持基点清晰。

（5）为减小井筒内气流及滴水等外界因素影响，在井筒垂深超过600m后，每次校模时将中线托盘及重砣浸在一半截油桶中以减小中线的摆幅，并视井深及淋水等情况适当加重重砣重量。在校模前，必须检查重铊与桶壁、桶底之间无接触点。当确认无接触点后，方可进行校模。

（6）井筒中线下线时中线终端处挂一盛600ml自来水且未加盖的塑料矿泉水瓶，一人手摇小绞车，一人监督中线下落，匀速通过井口导向轮、下线板、吊盘及至工作面。利用中线找正模板前应检查上、下吊盘、抓岩机、吊桶、电缆、钢丝绳等设备或器具是否接触、撞线、缠绕，发现后立即处理。使用完毕后，然后将其匀速提至吊盘盘面上并绑扎在吊盘上。中线在使用当中严禁任何人触动或做对中线稳定有影响的事情。

（7）安放垂线重砣时，一人稳定托盘，一人双手放重砣，并轻拿轻放，身体部位侧对中线，无关人员和施工机具不得在重砣下方和靠近中线，以免钢丝突然折断后伤人或损坏施工机具及影响调模。

（8）人工稳定摆幅处于最小状态时，使用7.5m钢卷尺校模，读数时确保钢卷尺水平、无翻折、碰撞人和设备、器具，读数准确，按规定调整模板。整个校模工作过程中用一个风机供风或减小供风量，如遇特殊情况下可在规定时间内关闭风机，降低中线摆幅，将误差减至最小。

（9）要定期或不定期的保养小绞车、钢丝、导向轮及下线点，保证钢丝表面光滑、无锈，没有弯曲、破折和打结的地方并能顺利下落，损坏后及时更换。保证导向轮转动自如，无损坏或转动磕绊，保证导向轮周围干净、整洁、无杂物，保证小绞车转动正常、制动正常。

（10）井筒中心线在起落时严禁与绞车同行，中线提升或下放时要匀速缓慢。做到：绞车提升时不起落中线，起落中线时不提升绞车，防止中线来回摆动，缠绕吊桶，发生意外事故。

5 措施评价

经过实施一系列严格规范措施，并在施工过程中精心施工，严把质量关，在竣工验收中，该风井井筒的井筒垂直度达到了《煤矿井巷工程质量验收规范》的要求，甚至在某些部位更加的精准垂直。