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摘要：进入21世纪以来，社会经济迅猛发展，资源紧张的问题已非常明显。煤矿是生产行业使用最多的资源之一，也是中国资源保有量较高的资源。但由于人均数量的不足及施工技术的限制，再加上企业之间竞争激烈的局面，中国的煤矿生产还存在很严重的问题。作为煤矿生产的关键一环，煤矿立井井筒承担着重要的生产职责，负责材料、煤炭、设备和人员井上、井下提升运输的任务，井筒的设计与安装也关系着施工的质量和安全运行。如何合理的确定排水管路的材质、壁厚和连接方式成为重要课题之一。
关键词：立井井筒;管路连接接头;改进
以往很多企业在施工中都忽视了立井井筒的维修与保护工作，很容易造成生产问题，甚至降低生产寿命。对此，在新的社会背景下，煤矿企业必须提高对立井井筒的重视度，做好设计与施工工作，为行业发展奠定坚实基础。
一、煤矿立井井筒的概述
作为煤矿企业生产的关键设备，立井井筒的设计对整个企业具有重要影响，它的高度一般都在100 m～800 m之间，挖掘面直径大于5 m，这就对技术具有严格的要求，在地下施工中也会遇到水质、水文、地质构造等问题的影响，施工难度大，技术复杂，且工期时间长，占到矿井建设整体施工时长的1/3。与一般工程不同，煤矿立井井筒技术难度高，挖掘深度大，基本会冲破第四纪冲积地层，穿过表层土面与基岩部分。但在实际操作过程中，会出现两种情况，当表土稳定时利用最常用的方法施工，而遇到表土松软的土层，则要采用特殊手段，实施凿井方式或沉井作业。
二、在立井井筒中管路连接接头的一点改进
1.排水管路材质确定。目前，国内绝大部分立井井筒排水管路均采用输送流体用无缝钢管，由于无缝钢管相对于焊接钢管而言，管材的许用应力大，承压能力大，故本排水管路亦选用输送流体用无缝钢管。依据国家标准《输送流体用无缝钢管》（GB/T8163），无缝钢管由10、20、Q295、Q345、Q390、Q420、Q460牌号的钢制造，国内市场上10、20、Q345B牌号的无缝钢管货源充足，而Q390以上牌号的无缝钢管比较少，需要厂家排产，生产周期长，且只有达到一定的批量厂家才肯制造，因此价格较高。对于本矿而言，管路材质在20#钢和Q345B钢之间选择最为合理。
2.温度应力。由于立井井筒排水管路安装时需要固定在两盘支撑梁之间，管路不能自由伸缩，因温度变化而引起管路发生热胀冷缩产生的温度应力会使支撑梁承受附加的作用力。管路的壁厚不仅与管路直径有关，更与排水高度有关，管路的壁厚从上至下是逐渐增加的，排水高度越大，管路壁厚的差别越大。由于本矿井排水高度达1304m，若管路从上至下选择同一种壁厚，工程造价太高，造成极大的浪费;若分段太多，虽然工程造价低，但不便于采购和安装，影响工程进度，从上至下选择同一种壁厚24mm时，整趟管路的重量为272t，分段选择管路壁厚时，整趟管路的重量仅为179t。
3.管路连接方式确定。目前，较深的立井井筒排水管路的连接方式主要有：法兰连接、对焊连接和套管插焊连接。法兰连接：法兰连接附件多，不仅工程造价高，也影响工程进度，且后期维护量大。尤其是连接螺栓的预紧力难以达到设计要求，法兰之间易发生漏水现象。对焊连接：不需要管路连接件，工程造价低，后期维护量小，但施工难度大，由于管路外径存在偏差，管路对中困难，焊接间隙难以保证，影响焊接质量和施工进度。套管插焊连接：较对焊连接施工容易，施工进度快，焊接质量和管路的垂直度容易保证，后期维护量小。综合以上三种连接方式，管路采用套管插焊连接是既经济又合理的一种连接方式。井帮是立井井筒最关键的部位，起到支撑和保护的重要作用，也是提高井筒安全系数的关键环节。现如今，中国在施工中对井帮的维护基本上都是井圈背板法或冻结策略。在地质结构稳定的岩层中一般用的是井圈背板，是施工中要插入支护设施，按照规范程序安装配套设备。冻结策略在地质构造松软的结构上施工，为了保证质量，一般都会事先做好打孔，安装冻结器。这样才能在地面冷凍时吸收更多的热量，形成冻结圆筒。
三、注意事项
1.构建机械化作业生产线。快速施工的基础基于井筒的机械化施工，这不仅提升了劳动效率，也极大地减轻了工人劳动强度、缩短了工程循环周期，这在伞钻与整体模板等方面体现得尤为淋漓尽致，对于施工速度的提升有着极大帮助。
施工过程中高新材料的引入和使用对于快速施工有着重要的影响，例如，早强混凝土、电磁雷管的投入使用对于工程进度的安全系数与可靠性都有着极大的促进作用，前者能够大大增强早期混凝土的脱模强度，这对于脱模工序的加快非常有利，后者则能够在很大程度上避免瞎炮、误爆等事故出现，也能够减少运算量，压缩循环的平均周期。
2.杜绝井壁涌水现象。井壁涌水现象对于立井井筒快速施工的质量与进度都有着致命的打击，所以工作人员和施工方管理者们都应预先制定并深入把握防治水预案，根据工程所在区域内的土壤地质状况对其进行防治，若事故出现在基岩区，则疏导、堵截、封闭等措施都能够较好地对其进行控制。在施工深度达到100m之后，还需要执行壁后注浆，同时通过配置排水体系，确保井壁具有过硬的封水能力。由于在采用了光底爆破技术之后，实底在爆炸之后已经成为了锅底状，这对于清理来说提高了难度。只有通过及时的注浆操作确保井筒漏水量不大于10m3，才能够创造出快速施工的相应条件。同时，还应该在模块的上方出口处设置导向图，从而利于脱模、立模等操作。
3.实现劳动组织的合理化。在管理井巷队时，应限量、定时，严格依照交接班的滚班制和设计图纸的要求来对作业时间进行控制，由此将预期的常规轮转变为可能。同时，机电工人应实行大班、小班、包机班等模式的分工作业，大班负责处理日常工作，小班则负责解决本班井的机电故障，而包机班则主要针对伞钻、模板、搅拌机、绞车等设备，配合井巷队对空闲设备进行检修维护，从而避免其占据正常的立井井筒快速施工时间。
只有及时提炼和总结工作经验，并坚持对方案与工艺进行比较和选择，充分组织劳动力、安排工期和场地，才能够实现工序安排的优化，最终提升工程整体水平，压缩整体循环周期。
关键词：立井井筒;管路连接接头;改进
以往很多企业在施工中都忽视了立井井筒的维修与保护工作，很容易造成生产问题，甚至降低生产寿命。对此，在新的社会背景下，煤矿企业必须提高对立井井筒的重视度，做好设计与施工工作，为行业发展奠定坚实基础。
一、煤矿立井井筒的概述
作为煤矿企业生产的关键设备，立井井筒的设计对整个企业具有重要影响，它的高度一般都在100 m～800 m之间，挖掘面直径大于5 m，这就对技术具有严格的要求，在地下施工中也会遇到水质、水文、地质构造等问题的影响，施工难度大，技术复杂，且工期时间长，占到矿井建设整体施工时长的1/3。与一般工程不同，煤矿立井井筒技术难度高，挖掘深度大，基本会冲破第四纪冲积地层，穿过表层土面与基岩部分。但在实际操作过程中，会出现两种情况，当表土稳定时利用最常用的方法施工，而遇到表土松软的土层，则要采用特殊手段，实施凿井方式或沉井作业。
二、在立井井筒中管路连接接头的一点改进
1.排水管路材质确定。目前，国内绝大部分立井井筒排水管路均采用输送流体用无缝钢管，由于无缝钢管相对于焊接钢管而言，管材的许用应力大，承压能力大，故本排水管路亦选用输送流体用无缝钢管。依据国家标准《输送流体用无缝钢管》（GB/T8163），无缝钢管由10、20、Q295、Q345、Q390、Q420、Q460牌号的钢制造，国内市场上10、20、Q345B牌号的无缝钢管货源充足，而Q390以上牌号的无缝钢管比较少，需要厂家排产，生产周期长，且只有达到一定的批量厂家才肯制造，因此价格较高。对于本矿而言，管路材质在20#钢和Q345B钢之间选择最为合理。
2.温度应力。由于立井井筒排水管路安装时需要固定在两盘支撑梁之间，管路不能自由伸缩，因温度变化而引起管路发生热胀冷缩产生的温度应力会使支撑梁承受附加的作用力。管路的壁厚不仅与管路直径有关，更与排水高度有关，管路的壁厚从上至下是逐渐增加的，排水高度越大，管路壁厚的差别越大。由于本矿井排水高度达1304m，若管路从上至下选择同一种壁厚，工程造价太高，造成极大的浪费;若分段太多，虽然工程造价低，但不便于采购和安装，影响工程进度，从上至下选择同一种壁厚24mm时，整趟管路的重量为272t，分段选择管路壁厚时，整趟管路的重量仅为179t。
3.管路连接方式确定。目前，较深的立井井筒排水管路的连接方式主要有：法兰连接、对焊连接和套管插焊连接。法兰连接：法兰连接附件多，不仅工程造价高，也影响工程进度，且后期维护量大。尤其是连接螺栓的预紧力难以达到设计要求，法兰之间易发生漏水现象。对焊连接：不需要管路连接件，工程造价低，后期维护量小，但施工难度大，由于管路外径存在偏差，管路对中困难，焊接间隙难以保证，影响焊接质量和施工进度。套管插焊连接：较对焊连接施工容易，施工进度快，焊接质量和管路的垂直度容易保证，后期维护量小。综合以上三种连接方式，管路采用套管插焊连接是既经济又合理的一种连接方式。井帮是立井井筒最关键的部位，起到支撑和保护的重要作用，也是提高井筒安全系数的关键环节。现如今，中国在施工中对井帮的维护基本上都是井圈背板法或冻结策略。在地质结构稳定的岩层中一般用的是井圈背板，是施工中要插入支护设施，按照规范程序安装配套设备。冻结策略在地质构造松软的结构上施工，为了保证质量，一般都会事先做好打孔，安装冻结器。这样才能在地面冷凍时吸收更多的热量，形成冻结圆筒。
三、注意事项
1.构建机械化作业生产线。快速施工的基础基于井筒的机械化施工，这不仅提升了劳动效率，也极大地减轻了工人劳动强度、缩短了工程循环周期，这在伞钻与整体模板等方面体现得尤为淋漓尽致，对于施工速度的提升有着极大帮助。
施工过程中高新材料的引入和使用对于快速施工有着重要的影响，例如，早强混凝土、电磁雷管的投入使用对于工程进度的安全系数与可靠性都有着极大的促进作用，前者能够大大增强早期混凝土的脱模强度，这对于脱模工序的加快非常有利，后者则能够在很大程度上避免瞎炮、误爆等事故出现，也能够减少运算量，压缩循环的平均周期。
2.杜绝井壁涌水现象。井壁涌水现象对于立井井筒快速施工的质量与进度都有着致命的打击，所以工作人员和施工方管理者们都应预先制定并深入把握防治水预案，根据工程所在区域内的土壤地质状况对其进行防治，若事故出现在基岩区，则疏导、堵截、封闭等措施都能够较好地对其进行控制。在施工深度达到100m之后，还需要执行壁后注浆，同时通过配置排水体系，确保井壁具有过硬的封水能力。由于在采用了光底爆破技术之后，实底在爆炸之后已经成为了锅底状，这对于清理来说提高了难度。只有通过及时的注浆操作确保井筒漏水量不大于10m3，才能够创造出快速施工的相应条件。同时，还应该在模块的上方出口处设置导向图，从而利于脱模、立模等操作。
3.实现劳动组织的合理化。在管理井巷队时，应限量、定时，严格依照交接班的滚班制和设计图纸的要求来对作业时间进行控制，由此将预期的常规轮转变为可能。同时，机电工人应实行大班、小班、包机班等模式的分工作业，大班负责处理日常工作，小班则负责解决本班井的机电故障，而包机班则主要针对伞钻、模板、搅拌机、绞车等设备，配合井巷队对空闲设备进行检修维护，从而避免其占据正常的立井井筒快速施工时间。
只有及时提炼和总结工作经验，并坚持对方案与工艺进行比较和选择，充分组织劳动力、安排工期和场地，才能够实现工序安排的优化，最终提升工程整体水平，压缩整体循环周期。