特殊條件下豎井提升對側(cè)翻矸設(shè)計(jì)

呂芳飛

(金誠信礦業(yè)管理股份有限公司， 北京 100070)

0 引言

云南馳宏鋅鍺股份有限公司會(huì)澤鉛鋅礦位于云南省曲靖市會(huì)澤縣，地理上位于云貴兩省交界線位置，兩省分界以牛欄江為界河，礦區(qū)處在牛欄江西岸。

擬建新回風(fēng)豎井位于會(huì)澤鉛鋅礦區(qū)小馬坪，該豎井井口工業(yè)廣場的原始地貌屬于構(gòu)造侵蝕高中山間溝谷，場地經(jīng)人工適度平整，其地面標(biāo)高在2 410 m左右，相對四周除通往外界的峽谷外，地形較低。

現(xiàn)場踏勘調(diào)查發(fā)現(xiàn)，工業(yè)廣場場地周圍建有圍墻，圍墻外側(cè)即當(dāng)?shù)卮迕褡≌鷫?nèi)有一棟三層磚砌小樓，現(xiàn)為一施工單位項(xiàng)目部。井口位置在小樓西側(cè)，小樓東側(cè)可以作為進(jìn)出廠區(qū)通道。

鑒于場地規(guī)模無法再擴(kuò)大，且場地內(nèi)現(xiàn)有辦公樓、工棚不能拆除，井口位置確定后，在提升機(jī)布置在北側(cè)滿足不了繩偏角的前提下，提升機(jī)只能布置在井口南側(cè)。如果翻矸溜槽設(shè)計(jì)在提升機(jī)同側(cè)，則出渣運(yùn)輸線路為井口—辦公樓南—辦公樓東—辦公樓北—出廠區(qū)，卡車需要連續(xù)拐彎，在長期的出渣運(yùn)輸過程中極易發(fā)生事故。以下設(shè)計(jì)采用對側(cè)翻矸出渣的方式，不但解決這一問題，還相對優(yōu)化了工業(yè)廣場布局，為井筒順利下掘創(chuàng)造了必要條件。

1 工程概況及工業(yè)廣場布置

新風(fēng)井為會(huì)澤礦業(yè)分公司深部資源持續(xù)接替工程新掘回風(fēng)豎井。井口標(biāo)高2 411.6 m，井底標(biāo)高1 584m ，井深827.9 m，井筒凈直徑Φ=4.5 m。井頸段47.5 m為雙層井壁，井身段780.4為單層井壁，壁厚300～350 mm，掘進(jìn)斷面20.43 m2。

井壁分別采用鋼筋砼、鋼筋鋼纖維砼、鋼纖維砼和素砼支護(hù)，砼強(qiáng)度C30。

現(xiàn)場勘察施工條件，提升機(jī)房后墻靠近南側(cè)圍墻，保留1 m寬度人行&緊急泄洪通道。兩側(cè)穩(wěn)車群盡量遠(yuǎn)離井筒中心布置，南側(cè)穩(wěn)車群前空間作為主要人員、設(shè)備、材料進(jìn)出通道；北側(cè)穩(wěn)車群前空間作為出渣運(yùn)輸通道。

辦公樓南側(cè)場地作為新建辦公、生活區(qū)，辦公區(qū)采用兩層活動(dòng)板房以節(jié)約空間；東側(cè)沿圍墻建設(shè)生活區(qū)；辦公、生活區(qū)之間場地作為材料場及機(jī)修車間用地。

圖1 井口工廣示意圖

2 鑿井設(shè)計(jì)

2.1 提升系統(tǒng)及穩(wěn)絞布置

由于井筒深度較深且直徑較小，設(shè)計(jì)采用一套提升系統(tǒng)承擔(dān)廢碴、材料、傘鉆提升及人員上下井。提升機(jī)選用JKZ- 3.6×3/15.5單滾筒提升機(jī)配5 m3吊桶提升，Ⅳg型鋼管鑿井井架、座鉤式自動(dòng)翻矸，矸石經(jīng)溜槽落地后ZL- 50B型裝載機(jī)裝自卸卡車運(yùn)至排碴場排放。

圖2 穩(wěn)絞布置立面圖

除兩臺模板穩(wěn)車、兩臺吊盤穩(wěn)車布置在井口北側(cè)外，其余穩(wěn)車均布置在南側(cè)，緊靠提升機(jī)房布置。

2.2 天輪平臺設(shè)計(jì)

提升天輪直徑3 m，提升天輪跨天輪平臺中間主梁布置，軸承座布置在天輪平臺南側(cè)，懸吊點(diǎn)布置在天輪平臺北側(cè)。提升天輪梁采用H500×200- 10×16H型鋼加工，墊高710 mm以滿足天輪跨過中間主梁的高度要求。

由于中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)需要盡量靠近井筒中心，只能布置在吊桶對側(cè)，設(shè)計(jì)考慮中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)繩天輪采用與提升天輪共用天輪梁設(shè)計(jì)，與提升天輪梁一致，采用H500×200- 10×16H型鋼加工，墊高710 mm。

其余天輪均按照常規(guī)設(shè)計(jì)完成。

天輪平臺的具體布置如圖3所示。

圖3 天輪平臺布置圖

2.3 翻矸臺布置及翻矸系統(tǒng)

翻矸平臺主梁采用H400×300- 10×16H型鋼制作，直接座在Ⅳg型鑿井井架G15和G16號梁上，采用U型螺栓固定；副梁采用H350×175- 7×11H型鋼制作，一頭搭接在井架G- 13和G- 17鋼管上，U型螺栓固定，一頭采用T接固定在主梁上。

翻矸溜槽采用標(biāo)準(zhǔn)5 m3座鉤式吊桶溜槽，其余鋼梁、鋪板、欄桿等安裝均采用常規(guī)翻矸平臺設(shè)計(jì)。

翻矸平臺的布置如圖4所示。

圖4 翻矸平臺布置圖

2.4 計(jì)劃進(jìn)度

新風(fēng)井的施工關(guān)系到整個(gè)會(huì)澤鉛鋅礦深部資源接替系統(tǒng)的建設(shè)，因此對整個(gè)豎井井筒的施工工期要求較為嚴(yán)格。

在計(jì)算月度掘砌成井進(jìn)度指標(biāo)時(shí)，考慮了以下因素：(1)因?yàn)樘嵘叨仍黾佣黾拥奶嵘龝r(shí)間。(2)定期安裝排水管的時(shí)間。(3)井筒涌水量增加而降低施工效率。(4)一個(gè)月內(nèi)不可預(yù)見影響系數(shù)0.85。(5)正規(guī)循環(huán)作業(yè)率系數(shù)：井筒深度在400 m以內(nèi)為0.9，400 m以后為0.85。

綜合上述因素，井筒施工進(jìn)度指標(biāo)選取平均月成井為100 m，單個(gè)馬頭門施工工期按6天/個(gè)考慮。

3 實(shí)際施工情況

3.1 施工進(jìn)度

受外界因素影響，井筒施工籌備工作至2016年5月底完成后停工。7月底恢復(fù)施工后，8、9兩月月進(jìn)尺分別達(dá)到96 m和98 m。在后續(xù)的施工中，由于斷續(xù)受村民堵路停工影響，施工進(jìn)度較慢，但在不受停工影響期間，單純豎井掘砌施工折合月進(jìn)度都在100 m以上，實(shí)現(xiàn)了施工組織設(shè)計(jì)的進(jìn)度要求。

3.2 循環(huán)時(shí)間

現(xiàn)場掘砌作業(yè)循環(huán)施工時(shí)間統(tǒng)計(jì)表明：循環(huán)出渣及翻矸時(shí)間，與常規(guī)提升機(jī)、吊桶與翻矸溜槽同側(cè)布置相比，提升運(yùn)輸翻矸時(shí)間基本一致，完美實(shí)現(xiàn)了提升機(jī)與翻矸溜槽相對布置、對側(cè)翻矸設(shè)計(jì)的初衷。

3.3 存在問題

在翻矸平臺向?qū)?cè)倒渣時(shí)，特別是吊桶倒渣完成后提起時(shí)，如果翻矸工操作不熟練、與提升機(jī)司機(jī)配合不到位，偶爾會(huì)出現(xiàn)提升鋼絲繩跳槽現(xiàn)象。現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)后，采取了在天輪平臺提升天輪前加裝限位導(dǎo)向天輪，立即解決了這一問題。

修改后天輪平臺布置如圖5所示。

圖5 天輪平臺布置平、立面圖

4 結(jié)語

(1)采用常規(guī)提升、翻矸的施工工藝無法滿足現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境的要求時(shí)，完全可以采用對側(cè)翻矸來解決施工工藝問題。(2)采用對側(cè)翻矸時(shí)，提升、翻矸速度基本不受影響。(3)由于提升天輪需要跨中間梁布置，對天輪平臺的布置有一定影響。(4)快速施工時(shí)，可以考慮增加限位導(dǎo)向天輪，避免提升鋼絲繩調(diào)繩。(5)中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)無法盡量靠近吊桶布置，對小直徑井筒影響不大。