竖井改绞前的多中段巷道施工方法

竖井改绞前的多中段巷道施工方法 1 引言金属矿山受矿床赋存条件的限制，矿床的地下开拓方式多为多中段开拓。当矿床采用竖井开拓时，由于工程施工受多方因素的影响，竖井施工结束后，很难实现马上转入竖井的永久装备施工。若进行临时改绞，利用凿井用单筒绞车提升临时罐笼，既增加临时改绞费用投入，又增加改绞工期。同时，在电耗相等的情况下，提升能力又相对较小，施工成本相对较高。因此，寻求合理的施工方法，是矿建技术工作者所追求的目标。望儿山金矿为加快工程施工进度，降低工程施工成本，研究并实施了利用凿井设备设施，进行多中段巷道施工的方法，在主竖井施工期间完成一310m中段巷道掘进近90m，竖井施工结束后，完成各类开拓工程量近2万m ，取得了较好的社会效益和经济效益。2 工程概况金仓矿业有限公司望儿山金矿深部扩建工程，是一座设计矿石生产能力为165万ta的新建矿井，采用北翼主竖井与南翼回风井的两侧翼开拓方式。北翼主竖井共开拓四个生产运输中段、一个装矿水平和一个粉矿回收斜井，四个生产运输中段分别是一310、一350、一390m 和一430m 中段，一个装矿水平是一455m皮带道。矿山正常生产过程中，各中段生产的矿石和废石分别汇集到1、2号主矿石仓和3、4号主废石仓，分别通过安装在矿仓下口的振动放矿机和安装在一455m(装载水平)皮带道中的皮带运输机，经计量斗给入箕斗，提升到地表。-310m 生产水平是北翼主竖井与南翼风井贯通的主要水平，也是矿井在投入生产后的回风水平。按矿井建设方案，一310m水平的施工是待风井井筒施工结束后，利用风井进行施工任务，与主井侧施工的车场段贯通，完成整个水平的施工任务。但由于风井区域水文地质条件较为复杂，在井筒施工结束并施工58m 巷道后，因井筒及平巷的涌水量过大、施工进度十分缓慢、施工成本和工程基建投资猛增等原因，放弃了南风井侧对一310m水平的施工。总长度为1 300m 的贯通巷道施工任务改由主竖井承担，加大了主井侧的工程施工任务和施工压力，如若施工组织不善，将会造成工程的严重拖期，给企业造成较大的经济损失。-350m水平除主车场和主运输大巷外，还有主溜井卸载车场及卸载站、采区溜井及装载站、坑内炸药库等工程，累计开拓工程量近3万m 。-390m水平设计没有给出基建工程量，但考虑到一旦井筒装备结束后进行施工，掘进爆破可能会给井筒装备造成破坏，或是进行施工防护，给掘进施工造成影响，因而，在基建施工中仅安排了40m 的施工任务。粉矿回收斜井上与430m 中段巷道相连，底部在一490m标高与主竖井贯通；中央泵房变电站及水仓布置在一430m中段车场周围，包括一430m 中段各车场在内，总开拓量达16 000m 。为确保主溜井系统、粉矿回收系统、中央泵房变电站及水仓等工程在永久提升系统安装前形成，加快一310m水平与南翼风井的贯通速度，以最大限度加快工程施工速度，缩短工程建设周期，在工程施工实践中，利用凿井设备设施进行多中段平行施工的工艺，取得了良好的工程建设速度，有效地缩短了建井总工期。3 施工方法31 凿井设备设施望儿山金矿主竖井设计净直径为45m，井深565m。施工时采用标准型亭式井架，提升机采用XKT1252B一20型提升机，配备电机功率500kW，3m (或2m2)矸石吊桶单钩提升。另外，还有多台凿井绞车及其它相应施工设备。32 施工工艺321 中段施工方法中段马头门施工结束后，随井筒的下掘，在马头门底板上掘出溜矸槽(如图1所示)。溜矸槽的大小可根据工程实际需要确定，能够储存平巷掘进时一个循环作业所产生的废石量即可。在工程施工中，溜矸槽大小确定为上口宽25m，长42m，下口宽08m，最大深度为5m，总体积约173m3，溜矸槽与井筒以井壁混凝土相隔。为保证井壁在溜矸槽使用过程中不致损坏，该处井壁被加厚到800mm，与井筒其它部位混凝土一同浇筑。浇筑时，在溜矸槽底部预留出一个800mm600mm(宽高)的溜矸口，并预埋钢板，以备后期安装放矸溜嘴。溜矸口轴线方向与溜矸槽底面平行，均与水平面成45度夹角。竖井开始下掘后，要及时在溜矸槽上口铺设临时格筛及轨道，并下放2台侧卸式矿车，以备使用。 l一主竖井；2-马头门；3一溜矸槽；4一溜矸口随竖井的继续下掘，吊盘也在不断下放。当吊盘下放到图1所示AA位置以下2m 时，即可在AA位置设井筒密封盘及带有闸门的溜矸嘴。图1中的尺寸可根据吊桶的高度、提升中心线至溜矸嘴边缘的距离及溜矸嘴底面的角度进行综合确定。井筒密封盘的安装应满足吊桶通过位置要留有通过口，通过口装有与封盘钢梁绞结的活动盖门。活动盖门的尺寸应能够满足吊桶及滑架安全通过的要求，其强度应满足在其关闭时，能够承受吊桶自重及其所装载的矸石重量。根据井筒中提吊设施的布置，密封盘留有各种管缆及悬吊钢丝绳的通过口。当吊盘及悬吊设施不移动时，这些通过口与管缆及钢丝绳之间的空隙全部用木块堵塞严实；当吊盘或悬吊设施移动时。将木块拿开后，再移动吊盘或悬吊设施。非预留通过口位置全部用 =5mm 的花纹钢板封闭严实。溜矸嘴及其闸门的安装应满足闸门关门时能够完全阻挡废石流出，并不影响吊桶的上下运行；闸门打开时，废石能全部装入吊桶。当竖进掘进到下一中段并展开该中段马头门掘砌及小断面巷道施工时，即可安排上、下中段平行施工：在下中段凿岩期间，上中段出矸并提升；下中段出矸并提升期间，上中段进行凿岩，依次交叉作业。但应以优先保证下中段工程施工，及早转入井筒施工为前提进行施工组织。当竖井施工结束后，在井筒永久装备前，可采用此法在利用竖井提升时间的基础上，全面展开各中段巷道(包括主溜井系统)的施工，掘井所产生的废石全部采用侧卸式矿车运输，通过溜矸槽转载到吊桶中后，提升到地表。322 溜井系统施工方法主溜井及矿仓是矿、废石运输和暂时存放的重要工程，矿仓下口与皮带道相连，溜井上口与溜井卸矿站及卸载车场相接。在矿井建设施工过程中，通常情况下皮带道前端与主竖井相连，上部与主溜井系统相连，其施工速度的快慢，施工工期的长短，对主溜井系统能否及早形成，起着至关重要的作用，也直接影响着整个矿井的建设工期。设计皮带道及主溜井系统如图2所示。其具体施工工艺：第一步，在井筒施工期，先完成图2所示的联络道12、计量硐室11及2m 皮带道工程，联络道马头门及计量硐室的支护与井筒井壁浇灌同时进行。第二步，在井筒施工结束后，由于吊盘上的其它设备设施已经拆除，可将其按密封盘的方式进行改造(其固定仍用原悬吊钢丝绳)，然后再用钢材将计量硐室靠井筒一侧封闭，按中段巷道施工时的方式和要求，在计量硐室底部安装放矸溜嘴，将计量硐室改造为临时矸石仓，并在计量硐室上口、皮带道底板水平安装临时格筛，格筛上及皮带道敷设临时轨道。1一主竖井；2一中段车场；3一皮带道；4一卸载车场；51号主溜井；6 1号矿仓；73号主溜井；83号矿仓；92号短溜井(矿仓)；104号短溜井(矿仓)；11一箕斗计量硐室；12、13、14一联络道；15一配电硐室；16一人行、通风天井；17一车场联络巷；18一溜井检查平巷 第三步，按设计方位及规格施工皮带道3、配电硐室15、联络道13、联络道14及人行、通风天井16。第四步，小断面反井法施工1、3号矿仓及主溜井，反井法施工结束后，及时在矿仓下口安装临时放矸漏斗。临时放矸漏斗安装结束后，对1、3号矿仓及主溜井进行刷大。溜井及矿仓刷大时产生的废石通过放漏斗的方式，装入侧翻式矿车，运送到临时矸石仓格筛上卸入临时矸石仓，最后通过放矸溜嘴装入吊桶，由吊桶提到地表翻矸台卸载。第五步，在对1、3号矿仓及主溜井进行刷大同时，采用同样的施工方法进行2、4号矿仓的反井法施工和刷大。第六步，对皮带道及四个矿仓进行混凝土支护。支护时，皮带道及矿仓下口同时进行，矿仓的支护随着矿仓下口支护的结束顺序展开。其它支护工程待皮带道支护结束后进行。4 存在的问题及对策 。矿井建设过程中采用竖井改绞前的多中段巷道施工方法时，能够缩短建井总工期，同时也对工程投资的大小及矿井投产后企业经济效益有很大的影响，若使用不当，不但收效甚微，甚至会造成工程投资的增加，或造成工程工期的拖延。因此，在采用该方法时，需注意以下几方面的问题。(1)工程施工前，要根据工程设计情况编制施工组织设计。编制施工组织设计时，可利用网络计划技术，认真进行工程排队，找出网络图中的关键线路并对其进行分析，寻找其中能够安排平行作业的工程子项，对工程施工的各个阶段的施工内容及其工期安排进行分析，选择恰当的施工方案，合理配置施工力量，以使各项工程进度均衡发展。(2)由于工程施工中存在的不确定因素，如施工环境和条件的变化、施工方案的不同、材料供应的影响、施工人员的素质状况、劳动生产率的高低等，对于不同阶段、不同子项工程的施工进度和工程工期，产生着很大的影响。因此，工程施工过程中，工程建设的相关管理人员一方面要根据各子项工程的施工进度，结合其计划工期安排，定期对施工网络图进行分析、调整和修改，以使其对工程建设有较强的指导性和适用性；另一方面，要对工程进度相对滞后，可能会对工程总工期产生影响的子项工程加强管理，必要时调整施工力量，以促进工程进度加快。(3)利用凿井设施进行多中段平行施工，礅罐、坠物、坠落和炮烟中毒等事故的危害较大，因此，在施工过程中必须把安全工作放到首位。施工前要根据各作业场所的具体情况和工作特点，制定出周密详细的安全措施，并设立专职和兼职安全员，检查和落实安全措施的落实和执行情况，教育工人增强安全防范意识，防止事故发生。(4)利用凿井设施进行多中段平行施工，各中段的施工均要凿岩、放炮、通用、装运、提升等相同的作业工序，相互之间影响较大，特别是提升工作，由于各施工点为了保证自己施工任务的完成，争夺提升时间现象经常发生。因此在施工中，需设专人进行施工调度，或是成立专门的提运工区，专门负责各中段废石的提升和地表卸载运输工作，由提运工区根据各中段的施工任务、施工速度和当班待提矸石量等情况，合量安排提升时间，确保各施工点的施工不受影响。5 结语(1)矿井建设总工期的长短，不仅对工程投资有较大的影响，而且会对矿井投产后的企业经营效益产生较大的影响。竖井改绞前的多中段巷道施工方法。是缩短矿建总工期的有效途径之一。(2)212程建设过程中若采用该方法时，一是要对控制工程施工工期的网络图中的关键线路进行分析，查找关键线路中可能存在影响矿建总工期的工序和环节，尽可能的安排和组织平行作业。必要时可投入一定量的措施工程，为组织和安排平行作业创造作业条件；二是在建井准备期进行提绞设备设施选型、布置时，就要充分考虑到一旦采用该方法施工时，对提升能力的要求；三是在竖井井筒及马头门施工时需完成相应的措施工程，一旦井筒施工结束，即可进行接矸平台及放矸溜嘴的安装。(3)工程施工中投入必要的措施工程，是加快工程