超深立井安全高效施工信息化监测监控.docx

超深立井安全高效施工信息化监测监控沈慰安1 ，梁恒昌2 ，赵光思2( 1． 中煤第五建设有限公司，江苏徐州 221000;2． 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州 221008)［摘要］ 随着立井建设深度的增加，井壁不安全性及施工难度逐渐增加，为确保立井井壁安全、吊桶运行安全及施工过程安全，需要实时掌握井壁的受力状态及监测施工过程，信息化监测是保证工程施工安全的重要 措施和基本前提。基于本溪大台沟铁矿直径 6． 5 m、井深 1 640 m 的超深立井井筒施工背景，在阐述目前超深 立井建设过程存在的井壁安全、吊盘安全、施工实时安全等问题的基础上，提出了凿井施工过程视频监控系 统、吊盘关键点荷载监控系统、提升吊桶运行监控系统的信息化集成方案，以达到实时掌握井壁安全及施工 安全的目的，监测方案的实施可为深立井安全高效施工提供技术依据。［关键词］ 超深立井; 安全; 信息化施工; 监测监控［中图分类号］［文献标识码］［文章编号］1009 － 1742( 2012) 02 － 0045 － 04TD82A井的建设处于起步阶段，还存在很多需要研究的地方，施工中经常会受到一些不确定因素的制约，往往 存在潜在的危险，这时信息化施工就非常必要。同 时信息化施工的数据为煤矿立井建设提供详实的数 据经验，从而为施工技术的进一步发展提供了依据 和保障［7，8］。文章从深立井建设的实际情况出发，基于本溪 大台沟铁矿直径 6． 5 m、井深 1 640 m 的超深立井井筒施工背景，分析对井筒施工和安全的重要影响因素，提出相应的监测、监控信息化集成措施，保证井 筒施工安全［9 ～ 12］。前言1经过几十年的发展，我国深部资源开采问题日益突出，特别是 20 世纪 90 年代中期以来，深井建设 的平均深度有加速增长的趋势，进入 21 世纪，开始 了千米井的兴建。立井井筒工程是矿井建设的关键 工程，施工安全问题随着井筒的加深变得更为重要， 同时立井的井壁安全是保证施工及长期运营安全的 基础［1 ～ 4］。目前井深超过 700 m 的井筒已占 1 /3 以 上，但深部矿产资源开发利用难度大、风险高，由此 引发一系列关键问题急待解决。对于众多技术难题 的反馈信息，都要通过监测监控等信息化技术实现， 因此掌握深立井建设的信息化施工成为解决技术难 题并反馈信息的首要条件，国内外众多立井施工的 实践经验表明: 对施工过程中的井壁安全、吊桶运行 信息、施工实时信息等问题的及时掌握，是保证安全 高效施工的基础［5，6］。信息化施工是将施工中各种数据进行定时检 测，特别是与施工安全有关的测试数据，凡是测试数 据接近或超过规范要求的应及时报警，提醒施工人 员采取有效技术措施来预防重大事故发生。超深立矿井信息化施工概况2信息化施工在其他领域中虽然取得了一些成绩，但是在矿井建设中却应用很少，主要是因为:之前的矿井建设中，冲积层较浅，而且地质构造a．并不复杂，粘土含量不多，可预计因素较多，凭借几十年建井经验完全可以应付; b． 安全意识不够，安 全问题应该是一个建筑企业的首要问题，如果没有 了安全，则不管施工速度有多快，效益有多好，都将 失去信誉和市场，尤其是对立井井筒这样特殊部位［收稿日期］ 2011 － 08 － 25［作者简介］ 沈慰安( 1959—) ，男，江苏泰兴市人，教授级高级工程师，研究方向为地下工程; E － mail: shenweian@ cc5c． com的建设，它是建井工程的“咽喉”，应该特别注意;2) 视频控制设备，主要由光接收器、视频矩阵控制切换主机、云台控制器等组成，完成视频图像的 接收与处理，遥控云台的转动，调节镜头焦距的变化 以及各种输出信息的控制。3) 光纤传输设备，用于远距离传输图像信号。 考虑到矿山工业场所分布距离远，井下环境恶劣，采 用光纤传输。光纤具有不受电磁干扰，抗化学腐蚀， 传输距离长，通讯容量大，信号损耗低等突出优点， 符合矿山视频监控信号传输特点和要求。4) 视频输出设备，主要包括监视器、电视墙、网 络硬盘录像机等。用于显示监控图像和保存图像 记录。视频控制设备和输出设备安装在生产调度中 心，该系统还支持网络分控。将网络硬盘录像机接 入矿山局域网后，登陆系统的用户可通过浏览器远 程控制监控系统。该系统建成后，通过监控重要设备运行情况和 主要场所的工作情况，管理层能全面、快速掌握生产 情况，及时发现各种违章违纪，减少事故的发生; 减 轻保卫人员工作量; 通过回放硬盘录像机的录像，能 为分析事故原因和明确责任提供证据。技术力量不够，没有专门的研究队伍提供技术上c．的支持。信息化施工在深冻结井中的应用可以起到如下 的一些作用:1) 信息化施工可为加强设计单位、掘砌施工单 位和冻结施工单位间的配合提供定量依据。