破碎巖層條件下超大硐室內無井帽施工礦倉工藝研究

何 前，楊有林，趙興福，穆玉生

(金川集團礦山工程公司, 甘肅 金昌 737100)

破碎巖層條件下超大硐室內無井帽施工礦倉工藝研究

何 前，楊有林，趙興福，穆玉生

(金川集團礦山工程公司, 甘肅 金昌 737100)

井下礦倉因使用功能要求，一般避免布置在斷層及圍巖破碎地帶，但對于改擴建工程，由于受到其它工程位置的制約，有時不得不布置在圍巖條件較差的地段。龍首礦西部貧礦開采新1#井溜破系統改造工程就是在原新1#井的上部增加兩個礦倉，將上部的礦石集中到新1#井，通過箕斗將礦石提升至地表，其位置無法調整，該礦倉的上部處在圍巖地質條件較差的破碎地帶。如何在破碎巖層條件下超大硐室內施工礦倉，是本文研究的課題。

破碎巖層； 超大硐室； 礦倉施工； 工藝研究

1 工程概況

龍首礦西部貧礦開采新1#井溜破系統改造工程，承擔著龍首礦西一采區1 340m水平以上礦石破碎、貧富分出管理，是龍首礦西部貧礦開采的重點工程之一。該工程是在新建的1 340m中段卸礦車場內布置兩條礦倉，將1 340m水平以上的礦石匯集到已建成的新1#井，再通過新1#井箕斗提升至地表。該工程的兩個礦倉其上部卸礦坑布置在1 340m水平卸礦硐室內，硐室毛斷面為13.25m×7.2m(凈斷面為11.25m×6.2m)，下部放礦漏斗布置在1 220m水平，其平面布置及結構如圖1和圖2所示。在施工1 340m車場2- 2斷面時，曾發生多次片冒，從揭露出的圍巖特性來看，該礦倉位置正處在破碎巖層下。鑒于此，設計對大斷面卸礦硐室進行了設計變更，由原來600mm厚的雙筋混凝土變更為800mm厚的四筋混凝土，分兩次成型，并在一次雙筋混凝土支護后增加長錨索支護。這意味著卸礦硐室在施工時嚴禁出現片冒的發生，維護硐室的穩定至關重要，施工時要采取一切措施，保證礦倉施工期間的安全和工程投入運營后的長期穩定。

2 施工礦倉的總體思路及提絞設備配置

在破碎巖層條件下大硐室內施工礦倉，工程現場采用2m3鏟車出毛，經臨時倒毛硐室后裝入6m3梭車運至斜坡道翻毛硐室，再經汽車運至地表。結合現有鑿井設備，在布置鑿井設備設施時需考慮以下問題：①礦倉處的圍巖地質情況；②礦倉的卸礦坑及溜井均便于施工；③措施工程量的大小；④進行安全可行性、經濟技術性的綜合分析。

圖2 礦倉及放礦漏斗結構圖

一般情況下，盲豎井施工均采用斜繩道或平繩道布置提絞設備，這樣勢必要在溜井上方上挑井帽，而該段地質圍巖結構不允許上挑井帽，強行上挑井帽可能造成大硐室的片冒或塌方，施工難度和安全性得不到保障。為了安全順利地施工該礦倉，經過經濟技術多方案論證，提出了另一種布置鑿井設備設施的方法：即充分利用大硐室的長度和寬度來布置鑿井設備，省略卷揚硐室；利用大硐室的高度，在硐室內安裝矮井架，避免在硐室上方上挑井帽，但硐室的高度不能滿足吊桶翻毛及卷揚過卷的安全高度，將井口盤下移至卸礦坑底部平臺-9.4m水平，滿足了翻矸臺翻毛及過卷要求，布置一條措施斜坡道，利用斜坡道運輸溜井及卸礦坑的毛石。為了使臨時井架不影響卸礦坑施工，制作和布置井架時井架跨越卸礦坑，且井架的另一側使施工鏟車能夠安全運行，保證礦倉施工與車場其它工程施工能夠平行作業。

采用JDP1.2m提升絞車，提升1.0m3矸石吊桶，2t 鉤頭，1.40m滑架；采用0.6m3電動長繩懸吊大抓出毛，降低勞動強度，提高生產率；采用人工掛鉤平斜門+鋼制溜槽的翻矸裝置；采用 JZ52/400鑿井絞車懸吊掘進、襯砌、安裝時的吊盤；采用JJK卷揚機懸吊吊桶穩繩。

3 技術方案選擇

井下盲豎井施工，必須布置相應的提絞設備，產生一定的措施工程量，經過對不同布置方案進行經濟效益比較，選出最優方案。方案比較見表1。

經多方案論證，最終選擇第三套方案組織施工。

表1 方案比較

4 施工過程

在大硐室施工前對圍巖進行超前預注漿加固，開挖時采用正臺階分區分層施工，梯段長10m，上部開挖臨時支護后即進行雙筋混凝土支護，減少大斷面開挖對圍巖的擾動和巷道發生較大的蠕變，下部開挖單側依次進行，整段雙筋混凝土支護后再進行下一段施工，依次順利地通過了大硐室施工。同時，平行于大斷面施工的措施斜坡道也順利到底，在-9.4m安裝井口盤，在溜井側邊布置裝毛硐室，并在卸礦坑位置上挑井帽形成翻矸平臺及足夠的安全過卷高度。在井架4.50m安裝天輪，在0.00m處安裝長繩大抓天輪，卷揚布置于大硐室內，形成礦倉鑿井施工的設備設施布置，在整個礦倉下部結構施工完畢襯砌至卸礦坑底部高度后，對溜井進行封閉，利用斜坡道出毛施工卸礦坑，利用井架安裝卸礦坑卸礦裝置，完成整個礦倉的施工。

5 結論

(1)硐室頂部不上挑井帽，最大限度地保證了卸礦硐室的穩定，利用大硐室的長度和寬度布置提絞設備，取消了卷揚硐室及聯絡道的施工，降低了施工安全風險和后期使用后維護費用。

(2)布置斜坡道，解決了溜井及后期卸礦坑的出毛，減少了卸礦坑施工另外架設出毛系統。

(3)在井口安裝井架，將翻矸臺下移，保證過卷高度，井架設計既考慮目前溜井施工需要，同時服務于后期卸礦坑的施工及安裝。

(4)井口設備設施布置簡潔集中，實現了兩個礦倉及車場工程的平行施工，溜井施工工期比采用普通法節約5個月，同時不影響車場施工。

[1] GBl6423- 2006，金屬非金屬礦山安全規程[S].

[2] 簡明建井工程手冊[M].北京：煤炭工業出版社，2002.

Technology study of ore bin construction in large chamber in broken rock stratum

Underground bin should not be arranged in fault and broken rock zone because of its functional requirements. But for expansion project it often is arranged in the poor rock area because of the restriction of other engineering position. In the west of Longshou mine, the reformation of new NO.1 ore pass system is to increase two bins in the upper of new NO.1 well, so as to collect the ore to the new NO.1 well, and lift it to the surface by skip. The position can not be changed, and the top of the bin is just in the poor rock zone. In this paper, the issue of how to build the bin in the large chamber in poor rock condition was studied.

broken rock stratum; large chamber; ore bin construction; technology study

1672-609X(2017)02-0008-03

TD264+.4

B

2017-02-08

何 前(1967-)，男，采礦工程師，從事礦建施工管理工作。