井架非对称“万”字型组装起立技术的应用

井架非对称“万”字型组装起立技术的应用

张传亮

张传亮

（河南工程咨询监理有限公司）

【摘要】潘三煤矿深部进风井井架制作安装工程，该井架为四斜柱式钢井架，井架总重约800吨，高61米，属特大型箱型钢结构井架，且需要在井筒凿井期间完成井架组立吊装施工。后经参建各方创新、协商，多次研究和模拟，提出改异面为平面的设计方案，吊装采用全新方式即井架非对称“万”字型组对、超90°大翻转法起吊，经各方努力最终顺利完成该井架安装施工；改变了以往井架起吊施工以主腿带副腿的吊装工艺，保证了施工工期，为今后类似工程施工积累了经验。

【关键词】煤矿；特大型；井架；非对称组装；起吊

一、引言

潘三煤矿深部进风井井架为四斜柱式箱型钢井架，采用多绳落地式摩擦轮提升、双向提升布置，主要构件采用箱形截面,设计起重平台标高+61.00m,箕斗上天轮中心标高为+53.00m,下天轮中心标高为+47.00m.罐笼上天轮中心标高+40.50m、下天轮中心标高+32.00m。井架柱脚设计为铰接。井架总重量为：835t，属特大型箱型钢结构井架。

二、工程概况

潘三煤矿深部进风井井架设计为罐笼、箕斗双向提升布置，为四斜柱式钢井架，斜柱编号为GZ1、GZ2、GZ3、GZ4；其中GZ1、GZ4结构对称为主斜撑，GZ2、GZ3结构对称为副斜撑；2个绞车房分别布置在井筒北侧和西侧,根据井架设计结构和以往井架组装、起吊经验，井架最佳组立方向为东、西方向，即首先组装起吊箕斗布置侧的两主斜撑GZ1、GZ4，然后组装起吊GZ2、GZ3，主、副斜撑合拢后再起吊罐笼天轮平台和连接梁及附件；但由于井筒掘砌单位已在东西方向布置凿井设施，受场地限制井架拼装无法按习惯性施工方法施工。施工现场平面布置如图1。

三、井架组装起吊技术

3.1施工方案选择

按照以往施工方法，等到井筒凿井施工结束并完成井筒装备,拆除临时绞车房后再行安装永久井架,将影响整个建井工期；为保证工期，监理部提出将一主腿和一副腿进行非对称“万”字型组装，然后采用超90°大翻转法起立。后经设计、施工、监理、建设单位共同协商达成以下井架施工初步意见:

（1）井架总体结构形式保持不变。

（2）井架斜撑拼装方式为南、北侧斜撑分片地面组装，然后起吊进行空中对接，完成井架合拢。

（3）为解决南北片立体异面结构难于拼装的问题,由设计院修改设计,将井架转折点以下结构设计为平面结构。

（4）通过对井架基础的倾覆性验算，对基础采取相应的加固措施。

（5）通过对井架起吊受力分析，选择合适的起吊点，制作安装相应的起吊吊耳。

3.2具体施工方案

（1）按新的施工方法和施工组织设计的布置图在井口的南北两侧分别进行井架组对，将GZ3、GZ4及其与之连接的各层平台梁设为主斜撑，将GZ1、GZ2及其与之连接的各层平台梁设为副斜撑的形式，首先将井口北侧井架转折点以下部分在地面组装好。

（2）通过受力分析，选择合适的起吊点，焊接起吊吊耳，并对焊接质量进行超声波探伤检查，确保焊接质量，保证安全。

（3）在完成地面组装具备起吊条件前完成2座B=1600*1600mm抱杆的组立，然后利用抱杆和起重滑轮组将组装好的井架北侧转折点以下部分吊起14米左右停止，用支架支好。

（4）将北侧井架转折点以上部分在地面组装好，校核尺寸，然后整体吊装到安装位置的预制平台上与转折点以前部分进行组装，并由测量人员进行组装尺寸、对角线长度复核，确保组装质量符合设计及验收规范要求。

（5）通过建设、监理单位验收后，开动稳车起吊北侧井架，同时将井架北侧的缆风绳捋顺好跟着松，在井架起到80°左右时停止起吊，张紧井架北侧缆风绳；然后随着放松缆风绳的同时张紧起吊绳，相互配合使井架慢慢翻转直至超过90°到达安全角度为止（约10°）。

（6）拆除2座抱杆并运出施工现场。

（7）组装南侧井架，校核组对尺寸。

（8）利用北侧井架起吊南侧井架，当井架接近90°时用背后缆风绳拉住，然后起吊绳与背后缆风绳相互配合，将井架起吊到安装位置，进行南北两扇合拢，由测量人员配合进行井架整体找正，检查井架中心线是否符合设计要求，达到设计要求后实施对接焊缝焊接。

（9）进行井架各层平台连接梁及附属设施吊装、焊接，完成井架安装收尾施工。

3.3施工的主要注意事项

（1）为了保证井架地面非对称“万”字型组装的质量，由设计院修改设计图纸,将井架转折点以下设计为平面结构,以解决立体异面结构难于拼装的问题。

（2）在施工前编制单位工程施工组织总设计，组立施工专项安全技术措施，并对井架基础、稳车锚桩、钢丝绳进行受力分析，以确保井架起吊的安全。

（3）井架组装面不规矩，尺寸和技术参数不易控制，井架地面组装成一体后几何尺寸不规矩，重心不对称，起吊设施受力不均匀，受力状态不稳定。施工工艺属于首创，技术不成熟，不可预见的情况较多，需建立模型进行受力分析。

（4）抱杆的组立、拆除空间受限，且影响到矿建凿井提升的正常运行，成立井架安装工程协调小组，统筹协调，以保证施工能安全顺利的进行实施。

（5）本工程施工环节较多，如存在稳车群及配电设施布置、锚桩布置、井架组对、防腐等；合理安排各工序的衔接与转换，做好各方协调工作，保证各项工作顺利实施。

四、新方案效果分析

该工程的顺利完成，证明了在井筒凿井期间起立井架的可行性，成功克服了作业场地狭窄、组装面不规则等困难，如期完成了井架吊装，确保了该井架安装施工质量。采用“万”字式吊装工艺安装久井架的施工方案，为全国首例，缩短了建井工期，实现了整个施工过程安全、快速，同时减少了对井口周边构筑物的损坏，节省了大量劳动力及投资成本，比按传统的方法施工可提前矿井建设工期6个月，这对于为建设单位缩短建井工期提前投产来说，将产生可观的经济和社会效益。

五、结束语

井架安装工作是矿井建设的关键环节，它处于矿井建设的关键线路上，井架组立所占井口时间的长短直接关系着整个矿井建设工期的长短。潘三矿深部进风井井架制作安装工程与井筒掘砌同时施工，且井筒掘砌单位的凿井设施与永久井架主、副斜撑的布置方向同向，此方案的提出与实施为建设单位缩短了建设工期，开创了特大型井架非对称组装起立先例，同时也展示了我监理单位的技术实力和创新意识，提高了监理服务水平，为类似工程实施积累了经验，具有很强的应用性和较高的推广价值。

参考文献：

[1]许祥辉-千吨级箱形钢结构井架安装竖立技术《煤矿现代化》2013年第3期

[2]大型钢结构井架超90°桅杆板转法吊装与凿井平行作业技术《煤炭工程》2007年第3期

[3]陈大峰吴双白徐书林吴向东-大型多绳提升钢结构井架的桅杆法安装工艺《建井技术》2002年第6期