冻结井新型钢板井壁结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种冻结井新型钢板井壁结构，包括：塑料板，设于井壁内侧；钢筋网，设于所述塑料板内侧；钢板筒，和井筒轴线平行设置，并位于井筒中心位置；混凝土，浇筑于所述塑料板、钢板筒之间。本实用新型专利技术可以广泛应用于各类矿井建设中，复合井壁不仅能构承受较大水土压力，而且能够减少井壁厚度、井筒掘进断面和冻结工程量等，从而降低矿井建设总造价。

New steel plate wall structure of freezing well

The utility model discloses a freezing well new plate wall structure, including: plastic plate, is arranged on the medial wall; steel mesh, which is arranged on the plastic plate inside the steel cylinder, and the shaft axis; arranged in parallel, and is located in the center of the wellbore; concrete pouring to the plastic plate, steel tube. The utility model can be widely used in various types of mine construction, composite wall can not only structure under high water pressure, but also can reduce the wall thickness, shaft section and freezing engineering quantity, thereby reducing the total cost of mine construction.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及矿井支护结构领域，更具体地说，本技术涉及一种用于地压大的冻结法凿井井筒井壁支护结构(冻结井新型钢板井壁结构)。
技术介绍
井筒是矿井的咽喉部位，因其位置的特殊性，具有服务年限长等特点，为矿井工程的施工难点。据统计，冻结法施工的井壁破坏例子屡见不鲜，井筒在施工和生产过程中相继发生冻结段井壁支护结构破坏，甚至个别井筒造成淹井等重大事故。具体表现为冻结段井壁结构均不同程度发生开裂、断裂、破损等现象，反复维修多次，给矿井造成巨大的经济损失，并严重威胁着矿井的安全生产。随着开采深度的增加，井筒越来越深，地压越来越大，井壁结构如果采用传统的支护结构形式，根据规范要求井壁按承受1.0静水压计算，井壁厚度太厚，大直径的深井井壁厚度甚至超过3m，不仅增大冻结、掘砌难度，同时也增加投资费用。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种冻结井新型钢板井壁结构，以解决目前存在的深井井壁厚度较大导致的各项问题。为了实现上述目的，本技术提供以下技术方案：一种冻结井新型钢板井壁结构，其包括：塑料板，设于井壁内侧；钢筋网，设于所述塑料板内侧；钢板筒，和井筒轴线平行设置，并位于井筒中心位置；混凝土，浇筑于所述塑料板、钢板筒之间。优选地，在上述冻结井新型钢板井壁结构中，所述钢板筒厚度为10mm、16mm、20mm、25mm或35mm。优选地，在上述冻结井新型钢板井壁结构中，所述钢板筒由各圆弧形钢板焊接而成，所述圆弧形钢板外侧焊接有锚卡，所述锚卡由规格为宽80×长800mm×厚度20mm的扁钢弯曲加工而成。优选地，在上述冻结井新型钢板井壁结构中，所述塑料板为双层的聚乙烯塑料板。优选地，在上述冻结井新型钢板井壁结构构中，所述钢筋网包括环向设置的环筋和纵向设置的纵筋。优选地，在上述冻结井新型钢板井壁结构中，所述环筋直径为22～32mm，所述纵筋直径为20～28mm，相邻的所述环筋间距和相邻的所述纵筋间距均为200～300mm。优选地，在上述冻结井新型钢板井壁结构中，所述混凝土强度等级采用C80～C90。优选地，在上述冻结井新型钢板井壁结构中，所述钢板筒上设有多重防腐涂层。优选地，在上述冻结井新型钢板井壁结构中，所述多重防腐涂层包括：所述钢板筒表面采用喷砂处理达到Sa2.5级；底层涂料采用环氧富锌底漆；中间层涂料采用环氧云铁中间漆；面层涂料采用环氧面漆。优选地，在上述冻结井新型钢板井壁结构中，在所述多重防腐涂层中，底层涂料涂层厚度为60μm；中间层涂料涂层厚度为60μm；面层涂料涂层厚度为80μm。分析可知，本技术提供一种钢板筒与混凝土复合井壁结构，在井壁满足规范对水压计算要求的同时，还能大幅度减薄井壁的厚度，减少施工难度，提高施工速度，节省大量投资，因此，钢板筒与钢筋混凝土(钢筋钢纤维混凝土)构成的复合井壁对巨厚表土层及高地压冻结井壁结构设计与应用方面具有推广价值。附图说明图1为本技术提供的支护结构实施例的横截面结构示意图；图2为图1中沿线A-A的剖视结构示意图；图3为图1中沿线B-B的剖视结构示意图；图4为平面钢板焊接锚卡之后的结构示意图；图5为锚卡的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步详细说明。为了解决目前井筒井壁的支护难题，如图1、图2所示，在井壁1的内侧对井筒采用复合支护形式，其中井壁1为原井壁，其包括混凝土11、位于混凝土11外侧的钢板12，简而言之：在井壁1的内侧，采用圆弧形钢板2，圆弧形钢板2外侧焊接锚卡3，并现浇混钢筋混凝土或钢筋钢纤维混凝土(统称混凝土6)的复合支护形式。为了清楚而又不产生赘述之感，下面将结合图1-图3所示的支护结构，对本技术提供的冻结法凿井井筒井壁支护结构与施工方法同时进行描述，而不独立的描述支护结构或施工方法。如图1-图3所示，本技术提供的施工方法包括以下步骤：首先，在地面将平面钢板制作成圆弧形钢板2，并在圆弧形钢板2上预留泄水孔20；再将加工好的如图5所示的锚卡3焊接在圆弧形钢板2外侧(井壁1一侧)，如图1-图4所示。上述平面钢板或者说圆弧形钢板2的厚度根据需要有多种选择，例如10mm、16mm、20mm、25mm、35mm。每块圆弧形钢板2的高度可选择为500～2000mm、长度为3～5m(折弯为圆弧形钢板之前)。优选地，本技术还在圆弧形钢板2加工之前或运入井下之前，对其作防腐处理。例如，对钢板表面采用喷砂处理达到Sa2.5级，然后喷漆，其中，底层涂料采用环氧富锌底漆，涂层厚度为60μm；中间层涂料采用环氧云铁中间漆，涂层厚度为60μm；面层涂料采用环氧面漆，涂层厚度80μm。更优选地，圆弧形钢板2与锚卡3之间的焊缝以及在井下各圆弧形钢板2之间的焊缝也采用该多重防腐涂层体系。如图5所示，锚卡3由规格为宽80mm×长800mm×厚度20mm的扁钢弯曲加工而成，俯视观之，锚卡3呈U形。当然，锚卡3的规格并不局限于此，实际上，锚卡3的作用在于：使混凝土6和由圆弧形钢板2焊接成的钢板筒之间形成有效的整体，可见，锚卡3的形状、规格并无限定，满足岩土工程中“锚杆或锚索”的类似作用即可。接着，在井壁1内侧，优选的是，紧贴井壁1内侧，铺设至少一层塑料板5，并在塑料板5内侧绑扎钢筋网。优选地，塑料板5为层叠的双层，且塑料板5为聚乙烯塑料板。塑料板5内侧的钢筋网包括环筋41、纵筋42，其中，环筋41采用直径22～32mm的钢筋，纵筋42采用直径20～28mm的钢筋，相邻的环筋41或相邻的纵筋42之间间距为200～300mm，相交的环筋41、纵筋42则绑扎为一体。接着，将焊接好锚卡3的圆弧形钢板2运送到井下，在井下拼装、找正，然后焊接为钢板筒。优选地，各圆弧形钢板2的竖向和环向的拼接缝隙均采用焊缝连接，焊缝采用机械自动焊接，进一步地，竖向焊缝质量为二级。为提高焊接速度，可采用气电立焊与二氧化碳气体保护电弧焊工艺。能够实现立焊与横焊间的平行作业，大大加快钢板的焊接速度。各圆弧形钢板2焊接为钢板筒之后，由于钢板筒的作用，在应用过程中，其可以改变混凝土6的受力状态，提高井壁整体的强度。钢板筒焊接完后，在圆弧形钢板2外侧和井壁1内侧之间，分段整体浇筑高强度高性能混凝土6。也就是说，上述焊接钢板筒也是分段进行的，并非在井壁1内侧的钢板筒全部焊接完成后，在浇筑混凝土6，而是钢板筒完成一段，混凝土6浇筑一段，分段施工。优选地，每个段高为500mm～1240mm，混凝土6强度等级采用C80～C90，部分段高浇筑钢筋钢纤维混凝土。其中，钢筋钢纤维混凝土为在钢筋混凝土中添加适量的钢纤维，能有效提高混凝土6抗拉性能，整体提高支护结构的安全性。施工过程中，由于对混凝土6的强度等级要求较高，需要专人配制，在浇筑前做物理性能实验，然后再循环下一个段高。如图2所示，圆弧形钢板2与混凝土6内预留4根等高的、环向均布的注浆管7，沿着井筒的纵向，注浆管7间距不大于30m。注浆管7的作用在于井壁1套砌结束后的适当时间内进行壁间注浆。因此，圆弧形钢板2在设置注浆管7位置处预留一个通孔，注浆管7敷设时与圆弧形钢板2焊接。优选地，注浆完成后，为了防止漏浆，在注浆管7外端端头设置一个管堵71。进一步地，注浆管7材质选用Φ60X7无缝钢管(YB231-70)，管堵71的螺纹长100m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冻结井新型钢板井壁结构，其特征在于，包括：塑料板，设于井壁内侧；钢筋网，设于所述塑料板内侧；钢板筒，和井筒轴线平行设置，并位于井筒中心位置；混凝土，浇筑于所述塑料板、钢板筒之间。

【技术特征摘要】
1.一种冻结井新型钢板井壁结构，其特征在于，包括：塑料板，设于井壁内侧；钢筋网，设于所述塑料板内侧；钢板筒，和井筒轴线平行设置，并位于井筒中心位置；混凝土，浇筑于所述塑料板、钢板筒之间。2.根据权利要求1所述的冻结井新型钢板井壁结构，其特征在于，所述钢板筒厚度为10mm、16mm、20mm、25mm或35mm。3.根据权利要求1所述的冻结井新型钢板井壁结构，其特征在于，所述钢板筒由各圆弧形钢板焊接而成，所述圆弧形钢板外侧焊接有锚卡，所述锚卡由规格为宽80×长800mm×厚度20mm的扁钢弯曲加工而成。4.根据权利要求1所述的冻结井新型钢板井壁结构，其特征在于，所述塑料板为双层的聚乙烯塑料板。5.根据权利要求1所述的冻结井新型钢板井壁结构，其特征在于，所述钢筋网包括环向设置的环筋和纵向设置的纵筋。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦勇，程桦，闫红新，王勇，汪春芹，姚直书，石昌盛，王国庆，
申请(专利权)人：煤炭工业合肥设计研究院，安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34