金屬非金屬礦山溜井安全快速掘砌施工技術(shù)

柏躍金

（中煤第五建設(shè)有限公司第三工程處，江蘇 徐州 221000）

1 工程概況

溜井總深為47.6 m（直筒44.481 m+漏斗壁3.119 m），凈直徑3 m，為礦井井下儲(chǔ)存礦石用。-350 m 距井筒中116.729 m 處左幫平行巷道90°軌道中向里6000 mm 為礦石溜井中，-300 m 距井筒中116.524 m 處左幫平行巷道90°巷道中向里6525 mm 為礦石溜井中，-300～ -350 m 水平溜井上、下口硐室掘進(jìn)及錨網(wǎng)噴支護(hù)已施工完成，并采用反井鉆機(jī)進(jìn)行Ф1.2 m 導(dǎo)擴(kuò)孔施工完畢。

礦石溜井為鋼筋砼+鋼軌、底部鋼筋砼+鋼軌連接漏斗、裝載硐室，其工程量和結(jié)構(gòu)如下：

溜井直筒高度44.481 m，漏斗壁3.119 m，其凈直徑3 m，荒直徑4.0 m；壁厚為0.5 m，掘進(jìn)斷面為12.566 m2；凈斷面為7.069 m2；砼強(qiáng)度等級(jí)為C30；鋼筋砼+鋼軌結(jié)構(gòu)，用30 kg/m 鋼軌進(jìn)行全長緊貼14a 槽鋼環(huán)形井圈面進(jìn)行縱向焊接加固澆筑，下部漏斗連接裝載硐室。圍巖采用高強(qiáng)樹脂錨桿Ф20 mm×2000 mm 加固，錨桿交錯(cuò)布置，成梅花狀，間距900 mm×1000 mm，施工中也可根據(jù)圍巖情況三方現(xiàn)場見證并作適當(dāng)修改。

2 施工方案[1-3]

溜井采用鉆爆法施工，人工使用YT28 手持式鑿巖機(jī)鑿巖，鉆桿采用Φ22 mm 中空六角釬桿，L=2500 mm，Φ42 mm 柱齒型合金鉆頭。選用Φ32 mm×200 mm×200 g 乳化炸藥，雷管選用全塑非電毫秒延期導(dǎo)爆管雷管，在安全距離采用MFB-200 型便攜式放炮器起爆。人工攉矸至溜井中經(jīng)-350 m 水平出矸，施工中根據(jù)揭露巖性及溜井導(dǎo)孔垮塌情況錨網(wǎng)噴支護(hù)至施工支承臺(tái)完整段或漏斗壁上端后搭設(shè)鋼架平臺(tái)進(jìn)行綁扎內(nèi)、外層鋼筋、架設(shè)焊接環(huán)形井圈及預(yù)埋鉤筋，并在環(huán)形井圈平面上四周焊接縱向鋼軌；組裝平臺(tái)、校正內(nèi)模、澆筑砼及振搗，模板采用4 套1.0 m 段高金屬裝配式模板自下而上進(jìn)行砌壁施工。

（1）先采用反井鉆機(jī)沿溜井中心線方向施工一個(gè)直徑為1200 mm 的鉆孔(反井鉆孔已施工完畢)，在溜井掘進(jìn)時(shí)利用該鉆孔進(jìn)行排矸與排水。

（2）溜井根據(jù)揭露巖性及溜井導(dǎo)孔垮塌情況分二段進(jìn)行施工，澆筑采用分階段的方式施工（支承臺(tái)完整段或漏斗壁上端）：

第①段：溜井段（即0～44.481 m），分段掘進(jìn)從上往下進(jìn)行鉆眼爆破擴(kuò)刷，錨網(wǎng)噴支護(hù)當(dāng)擴(kuò)刷深度及錨網(wǎng)噴支護(hù)至施工支承臺(tái)完整段或漏斗壁上端后進(jìn)行搭設(shè)鋼架平臺(tái)，即可從下向上綁扎內(nèi)、外層鋼筋、架設(shè)14a 槽鋼環(huán)形井圈焊接縱向鋼軌、校正內(nèi)模進(jìn)行澆筑砼。

第②段：漏斗壁即底部漏斗口（44.481～47.6 m）高度為3.119 m。掘進(jìn)從上到下分段錨網(wǎng)噴支護(hù)完成，澆筑施工先從溜井下口裝載硐室及硐室聯(lián)巷，然后自下而上進(jìn)行整體漏斗壁的澆筑。

3 施工方法

3.1 布置輔助系統(tǒng)

布置臨時(shí)封口盤、安裝提升設(shè)備：封口盤利用預(yù)埋的隔篩由2 根I45a 主梁連接副梁組成，然后覆蓋5 mm 厚的花紋鋼板；采用提升絞車，天輪梁由1 根I32a 工字鋼配合焊接δ20 鋼板組合焊接制成，并采用6根Φ18.9 mm×7500 mm鋼絞線錨索固定，5 t 導(dǎo)向滑輪與鋼板采用M24 高強(qiáng)螺栓連接，并焊接固定，用于升降物料和器具。

在封口盤上預(yù)留2 m 見方提升口并設(shè)雙向折頁井蓋門，用于施工輔助下放，周圍設(shè)有裙板，防止墜物傷人。在封口盤鋼梁底部對(duì)稱兩側(cè)分別安裝FZQ-50 防墜器（FZQ-50 防墜器最大工作載荷150 kg，破壞負(fù)荷≥8900 N），作為上、下人員過程中的雙重安全防護(hù)。溜井下放順序：① 關(guān)閉井蓋門，吊籃停放在井蓋門上，停穩(wěn)后，把鉤工打開溜井圍欄，將設(shè)備材料裝入吊籃，提升司機(jī)利用對(duì)講機(jī)告知作業(yè)面人員，得到回饋信號(hào)后進(jìn)行操車下放（作業(yè)面人員得到信號(hào)后，應(yīng)立即停止作業(yè)，躲避至溜井井幫處，避開提升位置，吊籃運(yùn)行過程中，嚴(yán)禁從吊籃下方穿行）。② 下放至工作面時(shí)，工作面信號(hào)工反饋停車信號(hào)，穩(wěn)好吊籃后，人員方可將設(shè)備材料卸出。③ 溜井提升、下放物料時(shí)，必須成捆捆扎牢固，嚴(yán)禁超出吊籃，防止刮碰懸吊設(shè)施或意外墜落，吊籃載重嚴(yán)格執(zhí)行計(jì)算要求，禁止超載運(yùn)行。

3.2 溜井段

采用整體掘進(jìn)從上向下進(jìn)行鉆眼爆破擴(kuò)刷，人工攉矸并進(jìn)行錨網(wǎng)噴臨時(shí)支護(hù)。當(dāng)擴(kuò)刷深度及錨網(wǎng)噴支護(hù)至支承臺(tái)完整段或漏斗壁上端后，進(jìn)行搭設(shè)鋼架平臺(tái)，即可從下向上綁扎雙層鋼筋，Ф25 mm圓鋼L 形錨桿每圈均勻布置6 根，層距1.5 m，長端錨入井幫，短端找平焊接拖住14a 槽鋼環(huán)形井圈（層距0.5 m）并在四周縱向焊接敷設(shè)30 kg/m鋼軌，校正內(nèi)模，澆筑混凝土。施工中鐵篦子除爆破時(shí)，其余時(shí)間均放置在反井鉆孔承臺(tái)上方，防止人員墜入導(dǎo)孔及導(dǎo)孔被大塊矸石堵孔（鐵篦子用Ф22 mm螺紋鋼筋焊制而成）。井蓋門除下放人員、材料、工具時(shí)打開外，其他時(shí)間均常閉。

3.3 漏斗壁

漏斗壁即下口段（44.481～47.6 m）當(dāng)施工到44.481 m 時(shí)，進(jìn)行溜井下部漏斗口刷大，刷擴(kuò)到規(guī)定尺寸后，利用之前預(yù)留堆積的矸石，登矸作業(yè)進(jìn)行錨網(wǎng)噴臨時(shí)支護(hù)。在溜井下口裝載硐室墻部澆筑完成后，再搭設(shè)平臺(tái)自下而上進(jìn)行溜井漏斗口鋼筋綁扎、鋪設(shè)漏斗壁鋼軌、澆筑混凝土。

3.4 混凝土支護(hù)施工

（1）立模

① 溜井井身澆筑段。采用4 套（1 m 高）塊模進(jìn)行組裝施工；掘夠3 m 后，留一茬坐底炮停止掘進(jìn)平整工作面，當(dāng)內(nèi)、外層鋼筋綁扎完畢、模板支好后，再以溜井中線校正14a 井圈的半徑合格，固定合格后，進(jìn)行四周焊接敷設(shè)鋼軌，預(yù)留砼合茬口，并檢查確認(rèn)牢固可靠后，即可進(jìn)入塊模找平組裝工作，待模板尺寸符合要求后進(jìn)行砼澆筑工作。

② 裝載硐室及漏斗壁。硐室支架采用16 槽鋼螺栓連接校正由內(nèi)向外方向逐架組裝、定位。立支架前，應(yīng)在支架位置墊50 mm 厚的托底板，并按設(shè)計(jì)標(biāo)高找平上口。托底板與支架的位置必須用硐室中線定位；支架定位后，立柱之間用M16 螺栓連接槽鋼水平撐，水平撐之間再用50 mm×100 mm 木方連接，用8#鐵絲捆綁牢固。墻板采用木工板或木方作為背板。拱部采用50 mm×100 mm 木方及鋼模板作為背板，背板完成，礦方驗(yàn)收合格后進(jìn)行混凝土澆筑施工。

（2）混凝土澆筑施工

模板立好后，做好澆筑準(zhǔn)備工作?；炷敛捎蒙添跑囘\(yùn)至地面井口，利用底卸式吊桶下放至馬頭門開口處鋪設(shè)鋼軌平臺(tái)，利用輪式裝載機(jī)運(yùn)至溜井上口，利用下料管下至澆筑工作面。人工對(duì)稱分層入模，分層厚度300 mm，邊澆筑邊振搗，以表面出現(xiàn)灰漿沒有氣泡為標(biāo)準(zhǔn)，且砼料嚴(yán)格控制水灰比，防止?jié)仓瓿珊蟪霈F(xiàn)窩蜂、麻面、脫褲現(xiàn)象。

4 效果分析

（1）采用反井鉆機(jī)施工便于上下貫通形成通風(fēng)自然，避免大塊矸石堵塞從而影響總體工期。

（2）采用固定的絞車下放物料，安全系數(shù)高。

（3）施工采用段高1.0 m 的塊模進(jìn)行倒模工藝，便于針對(duì)巖性破壞特別是支撐模板平臺(tái)垮臺(tái)嚴(yán)重的情況下，無法按照掘進(jìn)有效段高施工，可以隨情況調(diào)整澆筑高度，提高工作效率，保證井壁接茬質(zhì)量。