CN209163854U - 风硐和井筒的一体成型结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及风硐和井筒的一体成型结构，属于矿井通风技术领域，包括风硐、井筒，风硐包括由风硐顶板、风硐侧壁、风硐底板形成的通道，井筒包括由上层侧壁、中间层侧壁、下层侧壁形成的通道，风硐顶板、风硐侧壁、风硐底板与上层侧壁、中间层侧壁、下层侧壁为一体，的风硐侧壁包括一组混凝土桩、两端植入混凝土桩内的横筋、与横筋配套的侧壁用竖筋及浇筑于混凝土桩之间的侧壁混凝土，该结构有效降低了施工时所占用范围，明挖作业深度小，避免了深基坑边坡失稳，人员长期处于高处作业状态的安全风险，同时缩短施工工期。

Description

风硐和井筒的一体成型结构

技术领域

本实用新型属于矿井通风技术领域，涉及一体风硐结构，具体地说是风硐和井筒的一体成型结构。

背景技术

矿井通风***担负着为井下施工地点、硐室输送新鲜空气，为作业人员创造相对舒适环境和排出有毒有害气体的任务。《煤炭工业矿井设计规范》3.1.6规定“高瓦斯矿井、有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井必须设专用回风井”，《煤矿安全规程》第八十七条规定“新建、扩建矿井的回风井严禁兼作提升井和行人通道”，《煤矿安全规程》第一百四十七条规定“新建高瓦斯矿井、突出矿井、煤层容易自燃矿井及有热害的矿井应当采用分区式通风或者对角式通风；初期采用中央并列式通风的只能布置一个采区生产”。因此，无论是新建矿井，还是生产矿井的采区延伸，都需要单独设计和施工回风井筒,并随着矿井生产过程的进行，适时增设回风井筒。

随着浅部煤炭资源的日益减少，立井开拓是目前矿井开拓应用非常普遍的方式。回风立井井筒内永久设施有梯子间，有时也布置管路；井筒永久锁口段需要设置安全出口、管路通道口，同时设置有风硐工程；风硐是联接井筒和风道的硐室工程，一般埋深12～15m；《煤矿安全规程》规定，风硐内最高允许风速不超过15m/s，风硐的断面一般较大。

风硐的施工通常在立井井筒施工结束后进行，井筒锁口段施工时预留出1～2m的硐口，或不留硐口(后期破除该段井壁)；当井筒凿井施工结束后，采取明挖施工的方式，放坡施工或板桩支护基坑；然后搭设高大脚手架、支架，由下而上浇注混凝土，最后再回填土覆盖风硐顶板；这种方式作业要求场地范围大、深基坑维护工作量大，人员处于高处作业状态的时间长，同时还要做好防止向井筒坠物的工作，安全管控困难，施工工期也比较长；并且当井架基础与风硐在平面位置上产生重叠时，必须在井架拆除完成后才能开始风硐施工，进一步延长了矿井永久通风***投入运行的时间。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种风硐和井筒的一体成型结构，通过风硐和井筒分层一体成型，采用明挖与暗挖相结合，有效降低了施工工期和施工环境的危险性。

本实用新型采用的技术方案是：

风硐和井筒的一体成型结构，包括风硐、井筒，关键在于，所述的风硐包括由风硐顶板、风硐侧壁、风硐底板形成的通道，所述的井筒包括由上层侧壁、中间层侧壁、下层侧壁形成的通道，所述的风硐顶板、风硐侧壁、风硐底板与上层侧壁、中间层侧壁、下层侧壁为一体，所述的风硐侧壁包括一组混凝土桩、两端植入混凝土桩内的横筋、与横筋配套的侧壁用竖筋及浇筑于混凝土桩之间的侧壁混凝土。

所述的风硐侧壁中的横筋、侧壁用竖筋均分层设置，上、下层侧壁用竖筋之间借助钢筋套筒连接。

所述的混凝土桩中设置有端部超出混凝土桩上表面的桩用竖筋，所述的风硐顶板中设置有顶板用竖筋，所述的桩用竖筋与顶板用竖筋之间借助钢筋套筒连接。

所述的上层侧壁上预设有安全出口和瓦斯管路通道口。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用将风硐和井筒设置为一体成型结构，该一体成型结构由上至下分层浇筑，使风硐顶板与井筒的上层侧壁所在位置采用明挖的挖掘方式，将风硐顶板与井筒的上层侧壁浇筑后，采用暗挖的方式对风硐侧壁与井筒的中间层侧壁、风硐底板与井筒的下层侧壁依次进行挖掘，有效降低了施工时所占用范围，明挖作业深度小，避免了深基坑边坡失稳，人员长期处于高处作业状态的安全风险，同时缩短施工工期。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中局部A的放大结构示意图。

附图中，1、风硐，2、井筒，3、风硐顶板，4、风硐侧壁，5、风硐底板，6、上层侧壁，7、中间层侧壁，8、下层侧壁，9、混凝土桩，10、横筋，11、侧壁用竖筋，12、钢筋套筒，13、安全出口，14、瓦斯管路通道口。

具体实施方式

本实用新型涉及风硐和井筒的一体成型结构，包括风硐1、井筒2，关键是，所述的风硐1包括由风硐顶板3、风硐侧壁4、风硐底板5形成的通道，所述的井筒2包括由上层侧壁6、中间层侧壁7、下层侧壁8形成的通道，所述的风硐顶板3、风硐侧壁4、风硐底板5与上层侧壁6、中间层侧壁7、下层侧壁8为一体，所述的风硐侧壁4包括一组混凝土桩9、两端植入混凝土桩9内的横筋10、与横筋10配套的侧壁用竖筋11及浇筑于混凝土桩9之间的侧壁混凝土。

下面结合附图及具体实施例作进一步说明。

具体实施例，如图1-2所示，以山西中煤华晋能源有限公司里必矿井为例，里必矿井为煤与瓦斯突出矿井，采用四井开拓，主斜井、副斜井设置在主工业广场内，进风立井、回风立井布置在马邑沟工业广场内，井筒采用普通法凿井，回风立井永久段-4.0m(相对标高，井口相对标高为±0.0m)以上硐室包括安全出口、瓦斯管路通道口，-13.9m～-5.0m设计有风硐，风硐净宽×净高＝6.4m×6.4m，荒宽×荒高＝9.4m×9.4m，风硐长度为8.792m。风硐的特点为宽度大，高度大，埋深较深；同时由于工业广场面积小，布置凿井井架时，凿井井架基础与风硐顶板平面位置重叠。以该矿井的风硐、井筒的规格为例，将该风硐1、井筒2设为一体成型结构，施工采取明挖与暗挖相结合的方法，施工方法如下：

A、施工风硐顶板3及上层侧壁6：平整开挖区段场地至-1.1m，开挖风硐1及井筒2，以风硐顶板3的下表面为明挖区域底部标高，挖掘完成后，施工人工在风硐侧壁4上挖孔桩，每一风硐侧壁4处设置有3个间隔设置的孔桩，在孔桩内下放钢筋笼浇筑桩混凝土至风硐顶板3的下表面的高度，形成混凝土桩9，然后绑扎风硐顶板3的钢筋，浇筑风硐顶板3及上层侧壁6。上层侧壁6上浇筑时浇筑出安全出口13和瓦斯管路通道口14，无需再在上层侧壁6上打眼，减少施工时间。

B、混凝土凝固7天后施工井架基础，然后组立井架，此阶段稳绞车安装与井架安装同时进行，利用混凝土间歇时间进行安装作业，节省施工时间，随后铺设一层凿井吊盘，作为临时封口盘，井筒内形成一套提升***。

C、挖掘风硐侧壁4、中间层侧壁7：继续下挖井筒2及风硐1中的土体，段高3m，包括混凝土桩9之间的土体，对混凝土桩9间的荒壁采用锚网临时支护，并绑扎外层钢筋；迎面墙采用锚网临时支护；然后继续下掘井筒2、风硐1土体，段高3.4m，随后绑扎钢筋、支设模板，浇筑侧壁混凝土，风硐侧壁4形成。

D、施工风硐底板5、下层侧壁8：继续下挖井筒2及风硐1的风硐底板5，段高3m，对井筒2的中间层侧壁7、下层侧壁8进行浇筑，顺序推进风硐底板5施工，风硐1与井筒2连为一体；最后在风硐端头位置砌筑1000mm砖墙一道。

浇筑混凝土桩9后，混凝土桩9中的桩用竖筋的端部超出混凝土桩9的上表面，桩用竖筋的端部为螺纹杆，绑扎风硐顶板3的钢筋时，风硐顶板3中的顶板用竖筋的下端为螺纹杆，桩用竖筋与顶板用竖筋之间借助钢筋套筒12连接。

步骤C、D中的挖掘为暗挖。

步骤C中进行绑扎钢筋时，风硐侧壁4中绑扎的钢筋包括横筋10和侧壁用竖筋11，横筋10采用植筋技术与混凝土桩9连接，由于是分层对风硐1进行的挖掘，分层绑扎钢筋，因此下层的侧壁用竖筋11与上层的侧壁用竖筋11的端部均设置有螺纹杆，上下对应的两侧壁用竖筋11之间借助其上的螺纹杆和钢筋套筒12连接。

风硐工程施工完成后，凿井提升悬吊***的安装工作也基本完成，届时开始组装凿井吊盘、封口盘，开始井筒的正式挖掘施工。

土方采用机械挖掘，明挖段施工时采用EX-300型挖掘机，暗挖施工采用CX75型挖掘机，遇卵石层挖掘困难时采用风镐破岩；暗挖施工井筒提升(排土、下放钢筋、下放模板等)采用凿井绞车，配备3m³吊桶，座钩式自动翻矸；井筒砌壁采用金属装配式模板，硐室墙采用自制木模板；混凝土采用商品混凝土、砼输送泵入模；人员上下采用自制钢梯；采用声光信号联系，照明采用防爆投光灯，通风采用FBD№6.0/2×15KW局部通风机。

通过明挖与暗挖相结合的方式施工风硐，明挖期间将基坑深度控制在5m以下，以控制开挖范围，并在明挖施工期间施工人工挖孔桩以形成墙体的一部分，实现对风硐顶板的有效支撑，然后分层进行暗挖施工，即明挖与暗挖相结合，风硐墙部施工为混凝土桩与墙体相联合。

本实用新型涉及的风硐和井筒的一体成型结构所能带来以下效益：

1、社会效益

(1)为立井井筒锁口段相关硐室施工提出了新的设计理念和施工方法。

(2)本施工方法占地范围小，有利于回风立井工广范围内其他永久土建设施早日开工，提高工程项目整体建设速度。

(4)本方法工序相对简单，明挖作业深度小、范围小，暗挖施工提升能力大、工作环境相对安全，施工工期明显降低。

2、安全效益

(1)深基坑和高大脚手架均属于危险性较大的分部分项工程，采用明挖与暗挖相结合的施工方法后，在一定程度上避免了深基坑边坡失稳、人员长期处于高处作业状态的安全风险。

(2)进风立井、回风立井两井筒贯通后，为尽早形成矿井二、三期工程全风压通风***创造了条件，并提高了高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井井巷工程开拓的安全保障能力。

3、经济效益

(1)减少了明挖深基坑的土方开挖、密集支架、高大脚手架费用支出。

(2)缩短了工序时间，节约了工期，减少了人工费和机械设备使用费。

(3)减少了基坑围护范围和围护材料费用支出。

(4)及早形成全风压通风***，二期工程初期即具备增开多个工作面的通风能力，缩短建井工期，减少业主方建设期贷款利息。

Claims (4)

1.风硐和井筒的一体成型结构，包括风硐(1)、井筒(2)，其特征在于：所述的风硐(1)包括由风硐顶板(3)、风硐侧壁(4)、风硐底板(5)形成的通道，所述的井筒(2)包括由上层侧壁(6)、中间层侧壁(7)、下层侧壁(8)形成的通道，所述的风硐顶板(3)、风硐侧壁(4)、风硐底板(5)与上层侧壁(6)、中间层侧壁(7)、下层侧壁(8)为一体，所述的风硐侧壁(4)包括一组混凝土桩(9)、两端植入混凝土桩(9)内的横筋(10)、与横筋(10)配套的侧壁用竖筋(11)及浇筑于混凝土桩(9)之间的侧壁混凝土。

2.根据权利要求1所述的风硐和井筒的一体成型结构，其特征在于：所述的风硐侧壁(4)中的横筋(10)、侧壁用竖筋(11)均分层设置，上、下层侧壁用竖筋(11)之间借助钢筋套筒(12)连接。

3.根据权利要求1所述的风硐和井筒的一体成型结构，其特征在于：所述的混凝土桩中设置有端部超出混凝土桩上表面的桩用竖筋，所述的风硐顶板中设置有顶板用竖筋，所述的桩用竖筋与顶板用竖筋之间借助钢筋套筒(12)连接。

4.根据权利要求1所述的风硐和井筒的一体成型结构，其特征在于：所述的上层侧壁(6)上预设有安全出口(13)和瓦斯管路通道口(14)。