上青礦主井儲礦倉維修實踐

朱生青　臧云培　李安生

(吉林通鋼礦業有限責任公司)

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上青礦主井儲礦倉維修實踐

朱生青臧云培李安生

(吉林通鋼礦業有限責任公司)

礦山地下開采主井儲礦倉擔負礦石的臨時儲礦任務，礦石通過主井卸載曲軌及卸貨溜槽放貨至主井儲礦倉，主井儲礦倉及斜溜道反復被礦石沖擊、磨損，經常出現儲礦倉及斜溜道損壞嚴重現象，導致儲礦倉及斜溜道無法使用，影響礦山的正常生產。結合上青礦主井儲礦倉及斜溜道維修經驗，通過改變斜溜道溜礦礦石對礦倉井壁的沖擊方式及儲礦倉維修方式，延長了儲礦倉的使用壽命，縮短了儲礦倉維修時間，降低了儲礦倉維修費用，可為類似礦山儲礦倉維修提供參考。

儲礦倉斜溜道維修方式

上青礦主井儲礦倉作為該礦礦石提運的重要通道，是該礦主井礦石提升系統的“咽喉”，擔負該礦135萬t/a鐵礦石的溜礦任務。主井儲礦倉被礦石反復沖擊、磨損，已與放礦機硐室擊穿，斜溜道鑲嵌的12層襯板磨損嚴重大部分已脫落，斜溜道與井筒交叉點附近的三角地帶基巖磨損嚴重，磨損傾角75°～80°，斜溜道對面井壁可見一跨度約15m的空區(沖擊窩)，溜頭上部儲礦倉井壁有一個高6m、寬約1.6m的沖擊溝槽，且溝槽下部已與溜頭上部貫穿，且儲礦倉及斜溜道的其他部位也磨損嚴重，儲礦倉已無法使用，礦山停產。為此，礦山組織了相關專業技術人員對礦倉進行了詳細的技術論證，提出了切實可行、安全可靠的維修方案，并組織專業施工隊伍對礦倉進行了搶修，在短時間內恢復了生產。本研究對該礦主井儲礦倉維修方案及施工工藝進行詳細分析，供類似礦山參考。

1　維修方案

斜溜道與儲礦倉均處于同一井筒內，為降低施工安全風險，斜溜道維修不宜與下部儲礦倉維修同時進行。經反復論證，確定了主井儲礦倉維修方案，即首先維修上部斜溜道，然后維修下部儲礦倉。為確保儲礦倉澆筑混凝土后可立即投入生產，儲礦倉主要采用鋼架結構、同時澆筑混凝土的形式進行維修，斜溜道采用錨桿配鋼筋網同時澆筑混凝土的形式進行維修。若儲礦倉損壞區域按原設計方案恢復，斜溜道溜下的礦石將繼續沖擊礦倉井壁，投入生產3個月后斜溜道對面的井壁仍被礦石砸出一個凹坑，仍需繼續維修。經論證，儲礦倉維修不按原設計方案恢復，僅維修儲礦倉下部井壁，高度為5m，將斜溜道溜礦礦石下落的整體中心下移，確保礦石下落無法沖擊井壁，而是直接落于井壁平臺上，在井壁平臺上形成一個軟墊層，有效避免了礦石下放對井壁的破壞(圖1)。

2　施工工藝

施工流程為施工準備→搭設作業平臺→清掃斜溜道及儲礦倉上部浮石→搭設腳手架平臺→打錨桿注錨桿→綁扎鋼筋→澆筑混凝土→斜溜道襯板安裝→清掃礦倉下部浮石→繼續搭設腳手架平臺→打錨桿注錨→ 型鋼框架安裝焊接→綁扎鋼筋→安裝礦倉井壁錳鋼板→澆筑混凝土→礦倉加固其他工作→進行初步驗收工作→拆除腳手架及其他施工設施→驗收→投入生產[1-2]。

2.1斜溜道施工

首先將儲礦倉內的礦石下放至維修斜溜道的指定位置；然后在斜溜道磨損處搭設工作平臺，平臺用厚50mm的木板搭接而成，作業平臺設置完畢后，將斜溜道上部剩余磨損嚴重的襯板由下至上全部拆除，用風鎬將鋼筋混凝土全部鑿下。

對于斜溜道下側井壁損壞部分，可在下部脫落斜面布置規格為400mm×400mm的倒楔式錨桿(φ32mm圓鋼)，錨桿長2～5m，錨桿嵌入圍巖深度不得小于2m，錨桿安裝角度根據具體情況而定。為防止在澆筑儲礦倉和斜溜道混凝土時發生坍塌，錨桿應全部與斜溜道下側的鋼筋網及錨栓和儲礦倉井壁的鋼筋網焊接，錨桿與錨栓、鋼筋網的焊接長度不小于300mm，焊接標準按國家焊接標準執行。

圖1　斜溜道及儲礦倉維修方案

安裝儲礦倉壁側的43kg/m鋼軌時，鋼軌按設計方案安裝(斜溜道下側的井壁損壞部分按原設計進行恢復)，安裝完畢后按設計焊接預埋鋼板，等同于對鋼軌進行了加固。由于鋼軌由高碳鋼制成，可焊性差，焊后變脆，受到沖擊后易裂縫，可在鋼軌鉆孔用圓鋼和預埋件焊接進行加固。

采用鋼梁支架、焊接鐵板作為胎板的方式加固混凝土胎板。最底層鋼梁，兩端、中間打錨桿眼(2個1組，共3組，八字形平眼)，以防鋼梁向外脫落。最底層鋼梁架設完畢后，按間隔1m往上敷設鋼梁，依次類推，約10層(視現場情況定)。每道鋼梁架設完畢后，在兩端、中間打錨桿眼(平距間隔1.5～2m1組)，對鋼梁進行加固，鋼梁之間用槽鋼支撐于礦倉另一側，鋼梁和鋼軌之間用厚10mm的鋼板作為模板進行固定，鋼板與錨桿、鋼筋網焊接一起并在井壁筑錨桿固定鋼板，防止混凝土坍塌。

鋼梁和鋼板全部加固完畢后，將最底部平鐵板作為底支護胎板，在鋼軌內進行鋼筋編網(網眼規格400mm×400mm)，布設時應滿足混凝土搗固需要，利于人員作業。在編制鋼筋網前在斜溜道每隔200mm用δ6花紋鋼板制作格擋，保證斜溜道坡度及阻止混凝土流動，確保施工安全。

混凝土澆筑前用高壓風及高壓水徹底清洗儲礦倉壁，采用快速硬化混凝土進行施工，可縮短施工工期，提前恢復生產。澆筑混凝土標號不低于C30，1m一層澆筑，要求振動棒振搗密實，直至上部結頂。澆筑混凝土采用溜灰管作業，溜灰管采用鋼絲繩(φ12.5mm)吊掛，在斜溜道礦倉口吊掛應不少于3個點，卸料漏斗設于礦倉口，應牢固固定。

2.2儲礦倉施工

斜溜道維修完畢后，需將儲礦倉內的礦石放空后方可進行礦倉維修，隨著礦石的下放，自上而下對儲礦倉進行檢查，對于巖石松動或大塊礦石脫落的情況應及時撬毛。自上而下逐漸放礦石時，以每次下放2m的原則，放夠2m停止放礦石，開啟通風機將放礦石時產生的粉塵吹散，并用高壓風輔助通風。施工人員從卸載曲軌處將施工機具和材料下放至礦石面，認真檢查巖壁的毛石和浮石，重復上述流程直至放空儲礦倉。

儲礦倉放空后，用方木密集排列，方木間不留空隙。沿方木的垂直方向用3塊50mm厚的木板，搭建腳手架基礎平臺(木板間距1.5m)。將方木用鐵線與鐵釘進行連接，在排礦口留尺寸為1 000mm×1 000mm的排礦口作為人員和材料上下之用。

在沖擊窩下部搭設鋼結構框架，用于增加儲礦倉修復段的強度，框架結構采用22#槽鋼，槽鋼網度800mm×800mm×800mm，框架結構的高度為6m，框架結構采用焊接方式，焊接施工符合施工規范要求，焊縫高度不小于10mm。在安裝鋼結構框架時，框架最底部槽鋼應坐落于基巖上，如此需將礦倉下部掘鑿一個平臺，用于固定槽鋼，同時防止槽鋼整體下滑，每根錨桿應與鋼框架焊接，錨桿與槽鋼的焊接長度不小于300mm，焊接標準按國家焊接標準規定執行。

在沖擊窩下部巖壁上鉆鑿錨桿眼，安裝錨桿，用于固定鋼板、鋼筋網、槽鋼框架。錨桿采用倒楔式錨桿(φ32mm圓鋼)，長2～6m，錨桿嵌入圍巖的深度不得小于2m，錨桿網度400mm×400mm，每根錨桿應焊接于鋼板、鋼筋網、槽鋼框架上。

安裝錳鋼襯板時，鋼板的尺寸及材質按斜溜道鋪設的鋼板形式進行加工和安裝。每根錨栓應與槽鋼進行焊接，錨栓與槽鋼的焊接長度按錨栓的全長進行焊接，焊接標準按國家焊接標準規定執行。為加快施工進度，在澆筑混凝土時鋼板可作為混凝土模板使用。由于錳鋼襯板尺寸為1 050mm×890mm，而沖擊窩寬約1.6m，儲礦倉維修完畢后須保持井壁平整，因此在安裝錳鋼襯板時需將原井壁作一定的摳除處理，達到錳鋼襯板尺寸后方可安裝襯板。

儲礦倉維修段的鋼筋布置形式按原設計恢復，同時儲礦倉的損壞部分采用鋼筋混凝土充填，鋼筋網度200mm×200mm×200mm。混凝土澆筑前，須用水清洗凈巖壁，混凝土強度為C30。δ50鋼板作為模板澆筑混凝土前，對鋼板進行加固。在每層襯板接縫處用22#槽鋼進行間斷焊接，槽鋼兩端用筑于井壁上的錨桿進行固定，分層為1.5m澆筑一次，直至將儲礦倉內上部沖擊窩全部支護完畢為止。

整個加固維修工程施工完畢后，將施工中剩余的施工材料或廢舊邊角料用吊桶提出儲礦倉外，由上至下逐層拆除腳手架和工作平臺，所有的材料從排礦口運出。

3　施工安全措施

(1)所有施工人員須具備井下檢修經驗，熟悉《金屬非金屬礦山安全規程》及礦山各項規章制度中有關工種的操作規程，做到“三不施工”(不安全不施工、沒有安全措施不施工、安全措施不落實不施工)。

(2)每班施工前應對每名施工人員進行施工技術及安全交底，參與施工的人員須進行三級安全教育，考試合格后方可上崗。

(3)總工程師和技術員同時監督安全工作，各班設兼職安全員，及時作好安全教育和安全檢查工作，并作好安全記錄。

(4)井口應設置警示牌，無關人員不得靠近井口，井口設專人看管，嚴禁各種物品墜落井下。

(5)現場作業人員進入主井儲礦倉內時，須戴安全帽、系安全帶、安全繩，并在井口設專人負責檢查監督。

(6)配備8部對講機，其中4部作為地表與井筒內施工作業人員的通訊工具，剩余4部對講機為備用。

(7)井下應有充分的照明，儲礦倉照明和信號系統使用安全電壓。

(8)應認真檢查所有損壞巖壁的活動浮石和礦石，檢撬浮石時，人員須站立于外側，檢撬浮石下方不得站立人員。

4　結　語

對上青礦主井儲礦倉的維修方案及施工工藝進行了詳細分析，并對施工安全措施進行了討論。該維修方案的實施使得斜溜道及儲礦倉的維修工期由計劃的40d縮減至9d，確保礦山在短時間內恢復生產，為礦山創造了較好的經濟效益。經近1a的生產驗證，該維修方案完全能夠滿足該礦山的生產、安全、技術要求。

[1]沈季良，崔云龍，王介峰.建井工程手冊[M].北京：煤炭工業出版社，1986.

[2]劉剛.井巷工程[M].徐州：中國礦業大學出版社，2005.

2016-06-07)

朱生青(1970—)，男，高級工程師，134304 吉林省白山市渾江區錦繡家園。