卷?yè)P(yáng)機(jī)硐室與斜井協(xié)同施工技術(shù)研究

張志雄，葉雪云

(湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司， 湖南郴州市 423037)

卷?yè)P(yáng)機(jī)硐室與斜井協(xié)同施工技術(shù)研究

張志雄，葉雪云

(湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司， 湖南郴州市 423037)

柴山多金屬礦區(qū)新建3號(hào)斜井，在卷?yè)P(yáng)機(jī)硐室東側(cè)面增加措施巷，實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)硐室與斜井協(xié)同施工。根據(jù)礦山現(xiàn)有設(shè)備潛力，以低成本、快速、合理地組織施工，提前裝備斜井卷?yè)P(yáng)機(jī)，承擔(dān)各中段探礦任務(wù)，縮短了整個(gè)探礦工程的工期。介紹了主要的施工方法及采用的措施，為同類礦山工程提供相關(guān)借鑒經(jīng)驗(yàn)。

斜井；卷?yè)P(yáng)機(jī)硐室；措施巷

1 概 述

近年來(lái)柴山礦區(qū)鉛鋅資源枯竭，企業(yè)決定轉(zhuǎn)產(chǎn)鎢、鉬、鉍多金屬，設(shè)計(jì)斜井進(jìn)一步探明該區(qū)多金屬礦體。礦體產(chǎn)在外接觸帶上，呈大的扁豆?fàn)睿呦蜷L(zhǎng)數(shù)百米，厚十余米至百余米，礦體產(chǎn)狀與接觸帶產(chǎn)狀基本一致。

柴山多金屬礦區(qū)3號(hào)斜井，設(shè)計(jì)斜長(zhǎng)為301 m，傾角為28°，三心拱斷面，設(shè)計(jì)凈寬3800 mm，凈高250 mm，凈斷面積為9.08 m2。斜井穿過(guò)厚層狀含泥質(zhì)灰?guī)r、矽卡巖、矽卡巖化大理巖。井田地下為潛水含水層，受老礦區(qū)影響較大，施工條件較好。

2 施工技術(shù)研究

2.1 設(shè)計(jì)方案優(yōu)化

2.1.1 斜井位置確定

該礦體系厚大礦體，礦石類型系矽卡巖、矽卡巖化大理巖，礦石與圍巖強(qiáng)度較高，節(jié)理發(fā)育一般，巖體整體性較好。考慮覆蓋層崩落高度和圍巖移動(dòng)范圍，參照相鄰礦山取崩落角67°進(jìn)行計(jì)算，劃定圍巖移動(dòng)的邊界線，確定斜井從礦體東側(cè)下掘。

斜井方位角為188°，傾角為28°，斜長(zhǎng)為301 m，與運(yùn)輸平巷夾角為106°，每50 m水平高度設(shè)置一個(gè)中段，分別為500，450，400，350 m四個(gè)中段，各中段采用吊橋連接。

2.1.2 井筒斷面優(yōu)化

斜井采用窄軌運(yùn)輸，礦車組提升，斷面設(shè)計(jì)成三心拱，規(guī)格為3800 mm×2500 mm。考慮到提升最大設(shè)備的尺寸(礦車尺寸)、安全距離、水溝、行人道、風(fēng)水管、電纜等，具體布置見(jiàn)圖1。

圖1 斜井巷道斷面布置(單位:mm)

2.1.3 卷?yè)P(yáng)機(jī)硐室優(yōu)化

為了盡快裝備斜井提升卷?yè)P(yáng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)硐室與斜井協(xié)同施工，縮短工期，在原設(shè)計(jì)上進(jìn)行了優(yōu)化，取消原有配電硐室，在卷?yè)P(yáng)機(jī)硐室東側(cè)增加一條13.8 m措施巷，在施工與安裝過(guò)程即可作為硐室的措施巷，完工后又可用作配電室，并在兩端設(shè)置活動(dòng)?xùn)艡陂T(mén)，進(jìn)行安全隔離，具體布置見(jiàn)圖2。

圖2 卷?xiàng)顧C(jī)硐室平面布置

2.2 機(jī)械設(shè)備配套

斜井施工機(jī)械設(shè)備配套，分為開(kāi)挖設(shè)備、裝巖設(shè)備、提升設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備等，設(shè)備之間相互聯(lián)系和制約，應(yīng)充分考慮能力匹配，詳細(xì)機(jī)械設(shè)備配置見(jiàn)表1。

3 施工組織與管理

3.1 作業(yè)組織

施工過(guò)程以斜井卷?yè)P(yáng)機(jī)投入使用作為劃分點(diǎn)，分兩個(gè)施工階段，第一階段是卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝前，第二階段是卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝后。

第一階段:采取硐室與斜井協(xié)同施工，2條平行路徑:變壓器硐室-機(jī)房措施巷-卷?yè)P(yáng)機(jī)硐室-硐室支護(hù)-卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝；斜井措施巷-小絞車安裝-繩道挑頂-500～450斜井井筒。采取大班組管理，鑿巖、裝巖均分為兩組，兩條線路獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)，平巷運(yùn)輸統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理。

第二階段:卷?yè)P(yáng)機(jī)投入使用后，提升功能相對(duì)富余，中段吊橋投入使用，可以實(shí)行中段探礦與斜井延伸同時(shí)施工。

測(cè)量方面采用激光指向儀，技術(shù)人員定期校檢制導(dǎo)的精度，極大的減少了測(cè)量過(guò)程對(duì)施工的影響，較好的提高施工質(zhì)量。

3.2 鉆眼爆破

斜井與硐室施工采用普通YT-28型氣腿鑿巖機(jī)，選用B22×2500 mm、B22×4500 mm中空六角釬桿，Φ38 mm一字型鉆頭。采用2號(hào)巖石炸藥與乳膠炸藥，分段毫米延期導(dǎo)爆管雷管、針式起爆器。

斜井掘進(jìn)采用一次成型，直眼菱形掏槽，掏槽眼2.2 m，輔助眼深2.0 m，周邊眼距0.4 m，抵抗線0.6 m，密集系數(shù)0.5，采用反向連續(xù)裝藥，全斷面布置38個(gè)炮眼。

硐室開(kāi)挖，先采用小斷面2700 mm×2500 mm，然后長(zhǎng)釬桿擴(kuò)幫與壓頂，需墊碴控制邊界，局部卷?yè)P(yáng)基礎(chǔ)預(yù)留基巖，周邊及頂板邊界采用光面爆破，控制好硐室造型。

3.3 裝巖與排矸

斜井采用P30B耙斗裝巖機(jī)出碴，第一階段采用臨時(shí)小絞車提升。為了提升斜井施工安全，斜井每30 m設(shè)置躲避硐室，并配備信號(hào)與電話通訊，提升時(shí)人員必須撤入躲避硐室。

3.4 斜井施工材料的運(yùn)輸

在設(shè)計(jì)上，斜井開(kāi)挖過(guò)程，需承擔(dān)各中段探礦材料運(yùn)輸，包括礦車、電機(jī)車、風(fēng)水管、鐵軌等，為此加工一個(gè)6 m長(zhǎng)平板軌道車，專門(mén)運(yùn)輸材料。

3.5 頂板支護(hù)

礦區(qū)圍巖整體較好，施工過(guò)程根據(jù)巖石破碎情況，選擇了多種支護(hù)方式。卷?yè)P(yáng)機(jī)硐室?guī)r石穩(wěn)定性很好，頂板造型美觀，僅在一處采取錨網(wǎng)支護(hù)。斜井井筒在距離井口180 m處采用錨噴支護(hù)，在350中段石門(mén)及調(diào)車場(chǎng)采用砌碹支護(hù)，3種方式支護(hù)方式合理使用，取得較好的效果，確保了施工安全、順暢。

3.6 防排水措施

斜井施工過(guò)程，防排水很關(guān)鍵，直接影響施工的質(zhì)量、安全和進(jìn)度。在施工過(guò)程，距離作業(yè)面30 m左右設(shè)置一個(gè)可移動(dòng)式水箱，作業(yè)面集水通過(guò)水泵抽至水箱，再排到大巷水池，經(jīng)沉淀處理后排出地表。

盡管該區(qū)域地下水不是很發(fā)育，但是存在老采區(qū)穿水的可能性，因此，施工過(guò)程堅(jiān)持超前探水措施，常備應(yīng)急排水物資。

3.7 通風(fēng)防塵措施

定義3 設(shè)有模糊矩陣R=(rij)n×m,若對(duì)任意k,有rij=rik-rjk+0.5,則稱矩陣R是模糊一致性矩陣。

礦區(qū)主運(yùn)輸大巷通地表，通風(fēng)效果很好，并與斜井相通，距離較近，因此，采取在大巷設(shè)置一臺(tái)FD-NO6.3對(duì)旋軸流式局部通風(fēng)機(jī)來(lái)滿足斜井與硐室施工通風(fēng)。

井內(nèi)粉塵主要為爆破與裝巖時(shí)產(chǎn)生的，故在爆破后和裝巖時(shí)，通過(guò)灑水洗墻來(lái)降塵，減少對(duì)施工人員和設(shè)備的危害。

3.8 安全措施

為了提高施工安全，采取了相應(yīng)措施:嚴(yán)格按照斜井施工要求設(shè)置防滑、防溜、防爬設(shè)施；在斜井安裝阻車器、撈車器；設(shè)置有線電話、信號(hào)裝置、視頻監(jiān)控等裝置，卷?yè)P(yáng)機(jī)操作人員通過(guò)顯示屏可以隨時(shí)掌握礦車及洞內(nèi)的施工情況，并能夠及時(shí)與作業(yè)面人員取得聯(lián)系；同時(shí)，系統(tǒng)安裝了其他保險(xiǎn)裝置，如防止過(guò)卷、過(guò)速、深度指示器失效保護(hù)裝置、過(guò)負(fù)荷和欠電壓保護(hù)、閘間隙保護(hù)、減速功能等保護(hù)裝置。

管理方面，建立嚴(yán)格的檢查、維修、保養(yǎng)制度，24 h巡檢、并填寫(xiě)繩檢記錄；把鉤人員之間設(shè)置礦車插銷互檢環(huán)節(jié)；技術(shù)人員定期檢查機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)狀況及記錄；實(shí)行行車不行人，行人不行車的制度；每班進(jìn)行通風(fēng)檢查，檢測(cè)空氣質(zhì)量，并做好記錄。

4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

(1)設(shè)計(jì)過(guò)程斜井位置的選擇非常重要，采用了三維計(jì)算，準(zhǔn)確劃定圍巖移動(dòng)邊界，綜合考慮功能、安全、經(jīng)濟(jì)等方面。

(2)卷?yè)P(yáng)機(jī)硐室設(shè)計(jì)布置時(shí)，結(jié)合施工因素，布置一條措施巷，實(shí)現(xiàn)一巷多用，同時(shí)解決硐室與斜井協(xié)同施工、卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝、后期維護(hù)等問(wèn)題。

(3)合理劃分施工階段，通過(guò)安裝臨時(shí)小絞車，解決斜井施工與卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝之間矛盾。

(4)卷?yè)P(yáng)機(jī)硐室開(kāi)挖，較好的控制了造型，局部使用錨網(wǎng)支護(hù)，大大減少支護(hù)工程量，取得較好的安全和經(jīng)濟(jì)效益。

(5)施工過(guò)程遇到多處破碎帶，結(jié)合礦區(qū)巖石特性，采取錨網(wǎng)、錨噴、砌碹支護(hù)方式，取得較好的效果，為后續(xù)采礦與施工積累經(jīng)驗(yàn)。

(6)抓好作業(yè)循環(huán)，協(xié)調(diào)鉆爆、裝運(yùn)、提升排矸、支護(hù)等工序的配合，減少設(shè)備安裝、運(yùn)輸、通風(fēng)等環(huán)節(jié)的影響，確保施工安全、經(jīng)濟(jì)、高效進(jìn)行。

[1]羅紹裘.采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)2(下)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1988:875-890.

[2]解世俊.采礦手冊(cè)(第四卷)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1990:17-29.

[3]王 青，史維祥.采礦學(xué)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2007: 174-190.

[4]中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).金屬非金屬礦山安全規(guī)范[M].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006:46-95.

[5]昝紅建，陳星明.礦山雙斜井施工設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].采礦技術(shù)，2015，15(05):29-30.

[6]高曉林.紅柳林礦井建設(shè)方案優(yōu)化[J].煤炭工程，2007(8): 34-36.

[7]李志民，王 杰.某金礦斜井提升系統(tǒng)能力核定[J].采礦技術(shù)，2013，13(02):68-69.

[8]姚澤春.礦山斜井施工方法與組織管理[J].采礦技術(shù)，2013，13(06):150-151.

2016-03-15)

張志雄(1980-)，男，湖南衡陽(yáng)人，工程師，主要從事礦山開(kāi)采過(guò)程礦山建設(shè)、采礦工藝及安全生產(chǎn)管理方面工作，Email:zzxqq1314@163.com。