某礦1#主溜井二次支護方案

王占軍

（洛陽有色礦業(yè)集團有限公司，河南 洛陽 471000）

1 1#主溜井基本情況概述

1#主溜井投入使用近一年以來，由于井壁圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育，溜井內(nèi)涌水量較大，導(dǎo)致了井筒內(nèi)的礦石出現(xiàn)了泥化，多次發(fā)生溜井跑礦的情況，且由于溜井圍巖穩(wěn)定性較差，在井壁受到?jīng)_擊后出現(xiàn)破壞，同時由于礦山的溜井管理不到位，經(jīng)常出現(xiàn)卡井情況，不得不多次采用爆破方式疏通主溜井，爆破產(chǎn)生的爆破地震波等有害效應(yīng)，使得主溜井受到破壞，溜井多段垮塌，垮塌體積較大。由于主溜井為礦山咽喉工程，關(guān)系著礦山后期的正常生產(chǎn)，該礦山計劃在2#主溜井投入使用后，對1#主溜井整體進行二次支護，同時修復(fù)加固井筒的垮塌段，后期作為礦山的備用溜井，確保礦山生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定[1]。

2 1#主溜井使用中存在的問題

①井筒圍巖條件較差。1#主溜井處于凝灰質(zhì)砂巖類巖石中，此類巖石均屬半堅硬的～軟弱的巖石類，遇水易軟化，穩(wěn)定性較差。②井筒支護不足。該溜井設(shè)計為無支護的裸井，現(xiàn)礦山僅對巖石破碎地段進行了厚度300mm的C20素混凝土砼支護，作為主溜井長期使用存在著支護強度不足和耐磨性能差的缺陷。③井筒內(nèi)涌水量較大，井筒在施工過程中未采取有效的防水措施，井壁較大的涌水量及井筒內(nèi)過多的粉礦，嚴重威脅了礦山的生產(chǎn)安全[2]。④溜井使用管理不到位。礦山在溜井使用過程中存在管理不到位的情況，溜井多次出現(xiàn)大塊礦石卡井，卡井后需對溜井堵塞段下部的礦石進行放空，然后采用炸藥進行爆破松動，爆破的沖擊波對溜井的井壁造成了不同程度的破壞；礦山的采礦進度和溜井下部的運輸進度不匹配，導(dǎo)致溜井多次出現(xiàn)排空深度較大的情況。

3 1#主溜井二次支護方案

3.1 鋼筋混凝土支護方案

對井筒進行擴刷，支護后的凈斷面直徑為3.5m。采用300mm厚度的C20鋼筋混凝土對井筒進行支護，內(nèi)外雙層豎筋采用18mm螺紋鋼，間距200mm，環(huán)筋采用10mm螺紋鋼，間距350mm。

3.2 鋼纖維混凝土支護方案

對井筒進行擴刷，支護后的凈斷面直徑為3.5m。采用厚度300mm的CF30鋼纖維混凝土支護。

礦山結(jié)合成本、工期及施工難易程度綜合考慮，最終確定了1#主溜井的二次支護方案，2580m中段卸載坑下部10m的井頸段采用厚度300mm的C30鋼筋混凝土支護且徑向內(nèi)襯18kg/m的鋼軌。井身段采用厚度300mm的CF30鋼纖維混凝土支護，鋼纖維體積率為2%。溜井儲礦段原有支護方式完全滿足生產(chǎn)需求，不進行二次支護。

（1）費用初步計算。①掘進增加方量的費用：3.68m3×（220-20）m×690元/m3=507840元。②混凝土費用：3.68m3×（220-20）m×1100元/m3=809600元。③鋼纖維 的 費 用 ：3.68m3×（220-30）m×2%×7.9t/m3×7000元/t=773315元。費用合計209.08萬元。

（2）工期初步預(yù)計。井筒二次支護施工工藝，自上而下擴刷井筒，擴刷2米后，支模澆筑，達到初凝后繼續(xù)擴刷井筒，每循環(huán)用時24小時。

井身段共計190m，預(yù)計工期100天，10m井頸段支護預(yù)計用時20天，二次支護工期共計120天。

4 二次支護存在的問題及采取的措施

（1）二次支護存在的問題。由于該礦山的礦巖多為軟巖，遇水易泥化，所以1#主溜井在支護前要對溜井內(nèi)礦石進行放空，溜井放空后原有的垮塌部位將失去支撐，會導(dǎo)致垮塌部位不斷擴大。放空后的溜井在二次支護時，人員只能在懸空的吊盤上作業(yè)，增加了作業(yè)的施工難度和安全風(fēng)險。溜井的垮塌部位垮塌高度、深度較大，在混凝土支護作業(yè)時容易出現(xiàn)二次垮塌，存在著安全風(fēng)險，且無法全部用混凝土進行充填。溜井局部涌水量較大，在二次支護前需對裂隙水進行治理。

（2）采取的相應(yīng)措施。針對以上問題，礦山?jīng)Q定采取在1#溜井二次支護前對溜井進行充填的施工方案。回填材料采用能過快速透水且不易泥化的鵝卵石，鵝卵石的粒徑為50mm～300mm之間，這樣既能確保井壁涌水能夠順利的排出，同時充填滿的鵝卵石能夠支撐坍塌段井壁，防止坍塌區(qū)域的繼續(xù)擴大。且井筒充填滿之后，人員可在充填的鵝卵石顆粒上部作業(yè)，保證了作業(yè)人員的安全。二次支護時，采取自上而下分層支護的施工順序，從下部振動放礦機放出部分鵝卵石，露出長度2米的井壁，鵝卵石上部鋪設(shè)油氈布，防止擴幫產(chǎn)生的廢石和澆筑的混凝土混入鵝卵石中，廢石和廢料從井筒上部提出，待支護完成后再次放出部分鵝卵石，進入下一施工循環(huán)。在支護施工到達溜井垮塌段時，每次放出少量鵝卵石，暴露出1米長度的井筒，首先采用噴漿支護的方式對垮塌段進行初步支護，噴漿結(jié)束后采用錨噴網(wǎng)進行支護，然后繼續(xù)放出鵝卵石，暴露出1米井筒后再次進行支護，待單個坍塌區(qū)全部暴露出且初步支護完畢后，該段井筒采取自下而上的方式進行二次支護。在二次支護過程中，遇到涌水量較大的井筒段，首先針對主要的涌水裂隙進行注漿封堵處理，待封堵裂隙水后再對該段井筒進行二次支護。

5 溜井的使用管理

（1）嚴禁對溜井進行放空，嚴格控制溜井的排空高度，減少礦石對井壁的沖擊。溜井放空后，礦石在下落的過程中，不斷的撞擊井壁，容易對井壁造成破壞。通過加強現(xiàn)場的管理，嚴格將溜井的排空高度控制在30m以內(nèi)，以加強對井壁的保護作用。（2）嚴格控制采場的大塊礦石，防止大塊礦石進入溜井。采場的大塊礦石集中進入溜井，容易造成溜井卡井，卡井后采取爆破松動的方式進行處理，容易對井壁造成破壞，導(dǎo)致溜井的局部垮塌等情況。（3）合理調(diào)配采掘計劃，保證溜井內(nèi)礦石處于不斷流動狀態(tài)，防止由于礦石的長時間靜置導(dǎo)致的礦石結(jié)拱卡井現(xiàn)象發(fā)生。

6 結(jié)論

該礦的1#主溜井支護方案，既兼顧了經(jīng)濟性，又能夠確保施工工期，尤其是確保了施工作業(yè)過程中的安全性。該支護方案在進行施工時，應(yīng)加強溜井上部出渣及澆筑管理，防止廢石和混凝土混入鵝卵石中。1#主溜井二次支護完畢后可滿足后期使用，且通過混凝土支護，對溜井井壁涌水能夠進行控制。