溜破系统施工技术

溜破系统施工技术

隧道系统是地下采矿基础设施建设的一项重要工程，直接关系到整个采矿生产系统的形成，尤其是矿山隧道系统的建立。基于矿开采和开发模式的越来越多的系统建设尤为重要。目前国内地下矿溜破系统因矿山设计规模以及各个设计单位的设计理念而多种多样,但其总体模式相对固定,每部分组成功能相同。地下矿山溜破系统结构复杂,上下联系密切,相互牵制,且各自掘砌工程量大,施工空间狭小,溜破系统如何快速施工成为每个矿山基建期首要任务,与此同时也是承建单位的技术攻关目标,随着目前矿山机械化设备的广泛应用,为地下矿山溜破系统快速施工提供良好基础。1解决了解决工艺与施工技术的交叉施工问题溜破系统立体化施工通过利用溜破系统各结构间的空间布置情况,细化溜破系统各水平封闭防护和提绞设施布置,高峰期安排单点出碴、混凝土集中搅拌,从而实现人员上下、材料提升与上下立体式作业平台紧密结合的施工技术,以及新奥法在硐室、矿仓开挖中的应用,均很好地解决了溜破系统立体化平行交叉施工问题。2施工过程溜破系统施工工艺流程见图1。3施工过程3.1斜拉索排井系统溜破系统各水平平巷主要有大件道、皮带道、粉矿回收巷以及上面运输水平的卸载线,巷道长度长短不一,关系各处反井贯通,但对整个溜破系统均为重要,均需竖井转换后同时施工。平巷施工前期,工作面距离井筒较近时,封闭防护后采用人工装碴入矿车,工作面距离井筒30m以上时,各水平下放电动铲运机,用其装碴入矿车,此前需在井口附近布置转载硐室。3.2矿仓反掘小井的规格平巷施工至矿仓后,即开始矿仓小井反掘,原矿仓、成品矿仓段高一般在25～50m,直径一般在5.0m以上,因此矿仓反掘小井的规格取2.0m×2.0m。从各平巷施工进度及矿仓所在位置考虑,矿仓小井施工采用普通法和吊罐法反掘联合施工,普通法反掘小井20m左右时,要求上部吊罐孔施工到位,随后20m以上部分采用吊罐法反掘。3.3矿阶段破碎东北部溜破系统与各水平联系密切的大硐室主要有破碎硐室、板式给矿机硐室、振动放矿机硐室以及运输水平的卸载站硐室,其中破碎硐室规格最大,其与原矿仓、板式给矿机硐室、除尘硐室联系密切,统一考虑施工,而振动放矿硐室与成品矿仓施工较为密切,为此本阶段只考虑破碎硐室、卸矿硐室2个大硐室。3.3.1破碎东北部下刷锚杆或锚网喷支护工作破碎硐室规格较大,采用导硐法施工,底部设2个导硐,顶部设1个导硐,溜井和通风井的数量可根据破碎硐室的长度确定。因破碎硐室与原矿仓、板式给矿机硐室、除尘硐室相连,因而原矿仓在下刷到破碎硐室拱部时,应与破碎硐室及各功能硐室统一分层下刷。在下刷过程中及时完成破碎硐室、除尘硐室的锚喷或锚网喷支护工作,各种吊装锚杆及结构锚杆应一并施工。破碎硐室施工工艺见图2。3.3.2卸矿浚室压顶施工卸矿硐室高度一般在9.0m以下,采用分层法开挖,即全宽开挖硐室底部后,从硐室一端压顶落碴,随后蹬碴支护硐室顶部,出碴后再支护硐室墙部。下层高度选取根据硐室规格满足后续落碴与支护空间要求,一般取4.0～5.5m;底部刷扩前,卸矿硐室两端应具备行人、出碴条件,这样压顶过程中,电动铲运机在出碴侧出碴,灵活控制碴堆高度,起刷端人员进出安全有保障,压顶层支护完毕,及时进行行车立柱及承轨梁安装起吊及结构锚杆施工。卸矿硐室施工工艺见图3。卸矿硐室掘支完毕,立即进行卸矿坑下向掘支工作,卸矿坑出车方向坡度较缓,其下向开挖从出车方向开始下挖,前期使用电动铲运机出碴,后期使用耙斗装岩机装碴入矿车,挖至卸矿坑底以下2.0m处,开始进行卸矿坑支护工作。卸矿坑支护分2个阶段施工,卸矿坑在原矿仓支护完成前,仅支护曲轨基础下面部分,剩余部分则在原矿仓支护完成后施工,第二阶段施工则为自下而上支护,支护至曲轨基础高度结束。3.3.3矿仓下刷、粗喷支护卸矿坑曲轨基础以下部分支护完毕,及时在卸矿坑已支护部分上面布置一座封口盘,在封口盘上布置措施井架及其他提绞设施,形成原矿仓提升系统。原矿仓提升系统形成后,即开始原矿仓下刷、粗喷施工,由于矿仓反井此时已与卸矿坑贯通,刷扩炮孔围绕反井布置。考虑矿仓后续施工安全,在下刷过程中,应用新奥法进行临时支护,两掘一支,主要采用锚喷或素喷形式临时支护。爆破后的碴石辅以人工清理,均通过反井溜至底部破碎水平,再经0.6m3电耙耙入成品仓小井,最终由皮带水平的0.75m3电动铲运机装入矿车,推至主井罐笼,由其提升至地表排矸。原矿仓施工工艺见图4。3.3.4成品矿仓提升系统破碎硐室掘支完毕,则开始成品矿仓锁口工作,即破碎基础、成品矿仓上部渐变段以及给矿机基础掘支工作。成品矿仓锁口完成后,封闭两条形破碎基础间,在其上布置措施井架及其他提绞设施,形成成品矿仓提升系统,满足成品矿仓掘支施工需要。成品矿仓提升系统形成后,即开始成品矿仓下刷、粗喷施工,成品矿仓刷扩炮孔围绕小井布置。考虑矿仓后续施工安全,在下刷过程中,应用新奥法进行临时支护,两掘一支,主要采用锚喷或素喷形式临时支护。爆破后的碴石辅以人工清理,均通过反井溜至底部皮带水平,再经皮带水平的0.75m3电动铲运机装入矿车,推至主井罐笼,由其提升至地表排矸。成品矿仓施工工艺见图5。3.3.5矿仓高度计算成品矿仓锁口施工过程中,应完成给矿硐室支护工作,给矿硐室支护自下而上分段施工,绑扎钢筋后,搭设脚手架,支模浇筑混凝土施工,混凝土搅拌站设在上部运输水平卸载站卸矿坑一端,搅拌站安装搅拌机一台,井下小型装载机装料,配料机自动计量,混凝土搅拌好后经溜灰槽进入6寸高分子聚乙烯溜灰管溜至浇筑工作面,溜灰管钢丝绳悬吊固定,其直径视矿仓高度计算确定。成品矿仓及放矿硐室刷扩完毕后,立即进行放矿硐室支护,放矿硐室支护自下而上分层进行,绑扎钢筋后,搭设脚手架,支模浇筑混凝土施工,混凝土搅拌站同样设在上部运输水平卸载站卸矿坑一端,混凝土通过6寸高分子聚乙烯溜灰管溜至浇筑工作面,溜灰管钢丝绳悬吊固定,其直径视2个矿仓高度计算确定。3.3.6矿仓衬护钢结构固定操作平台给矿硐室及原矿仓下溜口、放矿硐室及成品仓下溜口支护完成后,可开始原矿仓、成品仓平行支护施工,原矿仓、成品仓支护量大,特别是矿仓衬护结构多为钢结构,支护中利用矿仓衬护钢结构固定操作平台,支护操作平台主梁采用4寸加厚无缝钢管,主梁间距0.9m,其两端焊接于矿仓衬护结构上,其上铺设50mm厚的木板,支护操作平台层高与矿仓支护段高相同,滞后于矿仓一层钢结构,即操作平台始终在衬护结构下一层上部,满足人员操作要求。矿仓支护钢材均通过其上布置措施提绞设施下放,人员站在操作平台上接料、绑扎、就位固定,然后加固焊接。混凝土搅拌站同样设在上部运输水平卸载站卸矿坑一端,混凝土通过6寸高分子聚乙烯溜灰管溜至浇筑工作面,溜灰管钢丝绳悬吊固定。3.3.7基础支护工作拆除矿仓内所有设施后,拆除其措施井架及提绞设施,保留卸矿坑处封口盘,在其上进行曲轨基础支护工作。考虑曲轨基础预埋螺栓数目较多,多成排布置,较为规整,卸矿站螺栓预埋采用螺栓群快速施工工艺,即按照每排螺栓布置数据提前在10#槽钢腹板上割出螺栓孔,预埋螺栓时将槽钢沿排线就位固定后,直接将螺栓从槽钢下面穿入螺栓孔,调平、调整焊接固定后即可。4安全技术措施材料溜破系统施工使用材料与设备均按照设计院和业主提供的设计集体采购,其安全技术措施所需材料均为矿山常规材料。溜破系统立体化快速施工所需设备、机具见表1。5支护施工技术方面(1)溜破系统立体化快速施工通过利用溜破系统各结构间的空间布置情况,细化各部分封闭防护和提绞设施布置,从而实现人员上下、材料提升与作业平台紧密结合,很好地解决了溜破系统立体化平行交叉施工安全问题。(2)溜破系统掘进高峰期单点出碴,后期支护混凝土集中搅拌,效率高,便于管理。(3)大力推广应用新奥法,在硐室和巷道开挖过程中,特别是破碎硐室、除尘硐室、配电室等大硐室,根据各地段围岩情况分别采取喷混凝土、