井筒式溜破系统与地面井塔同时施工工艺

井筒式溜破系统与地面井塔同时施工工艺

0破碎基肥、矿仓条件隧道工程是会宝岭矿山生产前必须形成的系统之一，对矿工的建设尤为重要。溜破系统分-430m、-480m和-535m3个水平,破碎硐室设在-480m水平,内装两台电机功率160kW的C125鄂式破碎机,包括三个卸载站,一条废石溜井,两条矿石溜井,以及一个废石仓,两个原矿仓。主井井塔工程结构形式为框架剪力墙结构,平面轴线尺寸为15.5×18m,建筑总高度为91.8m,共11层,建筑面积3328m2,建筑体积27942m3,设有钢梯和提升电梯各一部。1主井井塔施工严重滞后于主井井塔施工溜破系统的形成对-410m水平矿房出矿起到至关重要的作用,需尽快通过主井井筒施工溜破系统工程,但考虑到溜破系统工程量大(总掘进量为20866m3)、岩石硬度大,施工难度大、工期长,如果待主井井下溜破系统施工完毕后再施工主井井塔,将会导致主井井塔完工时间滞后。为了会宝岭铁矿的早期实现矿井投产,只有尽快完成主井井塔的施工。经过会宝岭铁矿领导、相关工程技术人员和施工单位共同研究,决定采取将主井凿井期间使用的天轮改为地轮的方案,井上出矸系统改为井下+44m水平卸矸,再经+44m水平主井通斜坡道联络巷运输矸石至地表,井口用钢材封死并采取了保护措施。2主井下底板的挤出系统和地面井塔的同时施工技术2.1石运输巷道为了实现主井溜破系统与井塔同时施工的工艺,需要对部分井巷工程统筹考虑,重新进行布置,在主井井筒内增加+44m马头门,将斜坡道布置靠近主井井筒,通过斜坡道施工+44水平主井与斜坡道联络巷道78米,通过汽车运输矸石至地表。2.2吊桶提升空间主井施工结束后,对主井井筒进行改绞,采用原有提升绞车,原有的凿井天轮改为地轮,吊桶提升井下矸石、人员及材料,并在-430m、-480m、-535m三个水平设有翻矸平台和接矸平台,3个水平要进行封闭并留出吊桶提升空间,确保3个水平同时施工的安全,加快施工进度。卸矸水平为+44m,利用+44m水平主井通斜坡道措施巷汽车排矸至地表。2.3井下石冲击保护方式在+44m水平安设翻矸平台、翻矸溜槽和封口盘,并用槽钢加固翻矸溜槽,防止卸矸平台溜下的矸石冲击导致溜槽松动,确保施工安全。井下矸石经吊桶提升至+44m翻矸水平,由该水平卸载到自卸汽车内经斜坡道外运。各水平掘进时运输选用22Kg/m轨道和Y型道岔,600mm轨距侧卸式1吨矿车,矿车内的矸石侧卸到溜矸槽内溜进吊桶里提升到+44米水平后排矸。2.4基坑上部为土压力井口封闭和保护好后,开始进行井塔基槽的开挖工作。根据工程的实际情况,基坑上部只有1~2m深为土,因此上部采用机械开挖,下部采用爆破方式直接爆破至基底,且在爆破时将施工操作面一起爆破完成。故基槽开挖主要需要控制的技术是爆破技术。2.4.1结构、地质条件主井井塔基坑岩石表面中等风化,内部为石英岩,节理裂纹较发育,结构致密,硬度较大,普式系数f约为8~12,其周边环境比较复杂,主井井塔基槽内部有一直径为5.3m的主井,东侧150m有临时配电所,南侧距离厂房50m,西侧距离厂房100m。2.4.2台阶高度控制根据爆破石料矿体的物理力学性质,以及节理裂隙发育情况,确定爆破单位耗药量为0.45Kg/m3,孔径为1.0m,排距为1.0m。台阶高度一般控制在0.8。每孔装药量为0.36Kg。(装药量=单位炸药消耗量×孔距×排距×台阶高度=0.45×1.0×1.0×0.8=0.36Kg)。2.4.3爆破震动的分析方法1)一般爆破飞石安全距离计算飞石距离=20n2WK式中:n-爆破作用指数;W-最小抵抗线,m;K-安全系数针对本工程,式中:n=1,W=1.2m,K=1;经计算:飞石距离=24m。2)爆破震动速度计算式中:ν-介质质点震动速度;Q-装药量(齐发爆破时的总药量;毫秒微差爆破或秒差爆破时取最大一段装药量);R-爆源至被保护物的距离;K-与介质性质、爆破方式等因素有关的系数;a-与传播途径和地质地形等因素有关的指数。本工程式中:Q=8Kg,K=135,a=1.6爆破震动对临近建筑物的影响:厂房与爆源的距离为50m,安全震动速度为2.0~2.5cm/s,计算的震动速度为0.22cm/s,故安全。空气冲击波计算:对于本工程,每次最大装药量Q不超过8Kg,按照8Kg计算,Kn=1.5,经计算,R=4.24m。3)爆破时对主井井口的保护措施:为保护井口免受爆破震动的影响,采用打缓冲孔的方法,将爆破区域与井口分开,形成隔离带。隔离带中炮孔深度比政策炮孔深度深300mm,间距为600mm,孔径为40mm。隔离带孔眼不装药,减少冲击波对井壁冲击。为了防止缓冲孔无法全部抵消爆炸冲击波对井壁的冲击,在井壁四周采用光爆爆破的方法加强对井筒的保护,在距井壁500mm处,打40mm孔径、向外倾斜2-3度的孔洞进行爆破。3井站、井塔施工一体化高效施工技术采用井下溜破系统与地面井塔同时施工工艺的研究与应用,加快了会宝岭铁矿的项目建设速度,并实现了工程的安全高效施工。使主井溜破系统工程得以在2009年开工,充分利用了井塔施工一年时间,大大的缩