超大直径深立井建井关键技术与成套装备2016-3-16发言稿讲述.ppt

超大直径深立井建井关键技术及成套装备 中国中煤能源集团有限公司 北京中煤矿山工程有限公司 中国矿业大学 中煤第五建设有限公司 中煤建设集团有限公司 中煤第一建设有限公司 中国矿业大学（北京） 完成单位： 一、立项背景及总体思路 二、主要技术创新及相关技术内容 三、技术先进性对比及成果水平 四、应用推广及经济社会效益 一、立项背景及总体思路 汇报提纲 深部千万吨级矿井规模化开采需求： 高瓦斯、高地温治理需要大流量通风 大型装备整体提放、高产能煤炭提升 井筒深度增加 1000~1500m 深立井 10.0~15.0m 超大直径 井筒荒径增大 煤矿开采100-200m/10年向深部延伸 砌壁 提升 凿岩 抓岩 悬吊 建设荒径10~15m、深1000~1500m的超大直径深立井井筒，必须突破四大技术难题。 出矸过程 井筒内施工设备成倍增加，工序转换频繁，安全管理与高效组织复杂。 难题四 空间 立体 作业 5.0m大段高15.0m荒径井壁安全经济支护 钻爆装岩设备能力小，无法快速掘进大断面井筒 超大直径井筒井壁设计理论与井壁施工 井架吊盘结构功能不满足超大直径井筒施工 15.0m超大直径重载高稳定性悬吊设施 大跨、复杂荷载井架吊盘结构与关键部件 井壁设计理论滞后；模板不适应快速支护要求 5.0m大段高凿岩与排矸，工效大于2.0m3 全断面大段高钻爆、装岩清底设备与技术 井内设备成倍增加，工序转换频繁，组织管理复杂 高效安全建成荒径15.0m井深1200m井筒 效率-安全定量评价，装备、技术与管理集成 攻克上述难题，国内外均没有成熟的经验可以借鉴，必须依靠自主创新。项目研究总体思路： 工程难题 关键技术 预期目标 2008年获国家立项，7家产学研单位历时6年协同攻关； 发明了5项核心装备，开发出3项关键技术，创立了2项新理论； 突破了超大直径建井技术瓶颈，高效安全建成最大荒径15.5m、最大井深1346.1m井筒。 汇报提纲 一、立项背景及总体思路 二、主要技术创新及相关技术内容 三、技术先进性对比及成果水平 四、应用推广及经济社会效益 二、主要技术创新及相关技术内容 （1）新型凿井井架 VII型井架结构模型 攻克了断绳荷载作用下井架结构强度和稳定性技术难题； 发明了“双层”平台井架整体结构体系；“目”形平台梁系结构和“M”形支撑结构。 研制成功新型凿井井架。 设备布置数量增加50%；断绳荷载达11412 kN，提高109%。 （发明专利ZL200910263810.5等5项；实用新型专利9项；论文10篇） （2）新型大直径变径吊盘 攻克了多台大型抓岩机动载作用下吊盘稳定及多绳同步升降技术难题； 发明了多圈梁梁系结构、吊盘自动限位稳固装置、16台悬吊稳车集群控制技术； 研制成功新型变径吊盘。承载能力达600kN，提高100%；直径可调范围4.0m。 新型吊盘结构模型 （1） 创立了基于围岩-井壁共同承载的井壁设计方法 （发明专利ZL201210114897.1等4项；实用新型专利14项；论文25篇） （1） 创立了基于围岩-井壁共同承载的井壁设计方法 （发明专利ZL201210114897.1等4项；实用新型专利14项；论文25篇） （1） 创立了基于围岩-井壁共同承载的井壁设计方法 井壁设计： 设计的井壁厚度仅为传统方法计算结果的一半左右。为安全经济施工井壁奠定了基础。 （发明专利ZL201210114897.1等4项；实用新型专利14项；论文25篇） （2）研制出大直径大段高整体模板 攻克了大直径单缝模板脱模荷载作用下大变形和失稳技术难题； 开发了模板自调平、可变径及液压脱模等关键技术； 研制出世界上最大直径(12.0m)、5.0m段高的高强整体金属模板。井壁整体稳定性大大提高，为超大直径井筒井壁快速施工创造了条件。 大直径大段高模板 （发明专利ZL200910143270.7等5项；实用新型专利11项；国家级工法1部、部级工法1部；论文18篇） （1）研制出新型液压伞钻和抓岩机 双联大行程伞钻 攻克了小伞钻在大直径井筒全断面高效凿岩的技术难题； 发明了双伞钻互撑平衡连轴装置和大容积抓斗。 研制出双联伞钻和大型抓岩机。首次实现15.5m全断面、5.5m深孔凿岩及大斗容抓岩，效率提高2倍；动力完全液压化，能耗噪音显著降低。 （2）研发出大段高高效钻爆技术 攻克了全断面深孔掏槽和减震爆破等技术难题； 开发出了二阶二分段直眼掏槽、聚能药卷周边定向断裂控制爆破技术；发明了专用钻具。 实现了5.5m 深孔全断面爆破；炮眼利用率大于90%；优化了爆破块径，提高装岩效率。 二阶二分段直眼掏槽 （3）开发出大断面高效装岩清底技术 攻克了小空间多设备高效协同作业技术难题；