主井裝載硐室安全施工研究

王 欣

(淮北礦業(yè)集團公司青東籌備處,安徽濉溪 235100)

主井裝載硐室安全施工研究

王 欣

(淮北礦業(yè)集團公司青東籌備處,安徽濉溪 235100)

主井箕斗半裝載硐室是礦井生產(chǎn)的咽喉,傳統(tǒng)的施工方法是下行邊掘邊砌施工法,有著許多缺點。在此介紹一種新型施工工藝,闡述施工工序、施工方法問題及對策,說明該施工方法的優(yōu)越性及其效果。

裝載硐室;施工

0 引言

裝載硐室在礦井生產(chǎn)中的重要地位。

井筒一樣是礦井的咽喉要道,主井裝載硐室是生產(chǎn)礦井產(chǎn)出經(jīng)濟效益的門戶;裝載硐室的施工方案直接關(guān)系到施工單位職工的安全和經(jīng)濟效益,硐室質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到生產(chǎn)礦井經(jīng)濟效益產(chǎn)出,關(guān)系到廣大職工的切身利益。

1 青東煤礦主井裝載硐室簡介

青東煤礦主井裝載硐室的整個工程由裝載硐室、膠帶機巷、操控硐室及相關(guān)井筒段組成。裝載硐室位置標(biāo)高:-519.9～-537.660m,上部—機頭硐室斷面形狀為半圓拱形巷道,凈寬7600mm,凈高為6500mm,深8000mm永久支護為鋼筋砼結(jié)構(gòu),澆筑砼厚度為700mm;裝載硐室下部斷面形狀為矩形,凈寬 7600mm,凈高為 11660mm,深度9900mm,永久支護為鋼筋砼結(jié)構(gòu);澆筑砼厚度為500mm;裝載硐室與井筒連接處上部加固段高度為10000mm、凈深5.5m與井筒連接處下部加固段高度為5000mm,永久支護均為鋼筋砼結(jié)構(gòu),澆筑砼厚度均為600mm;砼強度等級均為C40。附:斷面圖(如圖1)

表1 實際揭露地層資料

2 地質(zhì)條件

青東煤礦地質(zhì)條件較復(fù)雜,工業(yè)廣場內(nèi)設(shè)計主、副、中央風(fēng)井三井筒,附近有(F3∠55～70°H=20～120m 、F14∠70°H=0-240m、Fs8∠70°H=30～90m、F15∠65～70°H=20～160m、F11∠45～70°H=50～300m、F12∠70°犎＝100－250犿）等斷層,造成施工中揭露的地層巖性與鉆孔資料差別很大,原設(shè)計裝載硐室頂板為砂巖、但實際揭露為泥巖、裂隙發(fā)育,整個硐室施工中巖性極不穩(wěn)定。附實際揭露地質(zhì)資料表。

圖1 硐室斷面圖

3 施工方案的確定

3.1 方案Ⅰ 傳統(tǒng)的施工方案:井筒施工至裝載硐室底板及加固段位置后,上行掘砌裝載硐室,井筒臨時支護采用錨網(wǎng)噴,邊掘進邊支護。該工藝硐室的整體性較差,容易出現(xiàn)淋水,以至于造成硐室破壞、增大后期維修量影響礦井正常生產(chǎn)造成嚴重的經(jīng)濟損失;更重要的是硐室施工過程中排矸困難、工序轉(zhuǎn)換頻繁、圍巖暴露時間長、頂板難以維護、容易造成頂板事故、危及人身安全,造成不必要的經(jīng)濟損失,形成不良的社會影響。

3.2 方案Ⅱ 結(jié)合青東煤礦的實際地質(zhì)狀況,經(jīng)充分研究決定采用下行分層掘進,錨網(wǎng)、噴一次支護、錨索加固。待裝載硐室及下加固段施工結(jié)束后、上行整體澆注。實踐證明,采用這種工藝可有效避免以上缺點,實現(xiàn)安全、快速施工。

3.3 方案比較,實踐證明,采用方案Ⅱ這種工藝可有效避免方案Ⅰ缺點,實現(xiàn)安全、快速施工。

4 一次支護質(zhì)量要求

4.1 錨桿規(guī)格:Φ22×2500mm高強螺紋鋼錨桿

間排距:800×800mm,每根3樹脂(一卷 K2350、二卷Z2350)扭矩300NM、錨固力10T;

4.2 錨索規(guī)格:Φ17.8×6400mm;

間排距2000×2000mm,每根錨索用 K2350樹脂藥卷1卷,Z2350樹脂藥卷2卷,預(yù)緊力10T、錨固力20T。

4.3 鋼筋網(wǎng)規(guī)格:金屬網(wǎng)——采用Φ6mm冷拔鋼筋加工,規(guī)格為:1000×2000mm、網(wǎng)格:100×100mm。

相鄰兩塊網(wǎng)壓茬不小于100mm,用14#鐵絲綁扎連接,連接點要均勻,間距不大于200mm。

4.4 噴漿:水泥——P.O42.5R普通硅酸鹽水泥。

砂子——中粗河砂。

石子——粒徑4～6mm。

砼配合比:水泥:黃砂:瓜子片=1:2:2(體積比);水灰比W:C=0.45。噴厚100mm。強度C20。

5 具體施工方法及問題對策

5.1 為解決裝載硐室的排矸問題,采用大抓井筒排矸,施工時井筒超前一查炮(約3.5m)。

5.2 為防止頂、幫事故,施工時一次支護先頂后幫及時跟上,及時噴漿封閉、及時打錨索加固,錨索托盤頂部為:長0.6m的14#槽鋼預(yù)壓成相匹配的拱形。

5.3 為保證噴漿質(zhì)量和速度解決下料難、材料浪費、配比不精確、摻和不均勻等問題:噴漿機置于地面、采用地面攪拌站配供料,地面供風(fēng)、壓風(fēng)管兼作供料管,井下供水。

5.4 為防澆注時跑模:采用對稱澆注的方法,并在每次澆注前將每個轂腿與巖壁以及模板四周與井壁用撐子撐緊,固定牢。

5.5 為保證拱頂部分的混凝土質(zhì)量:在拱頂上方放大入口,并使用混凝土輸送泵,從里向外倒退式澆注,邊澆注邊振搗,保證混凝土的密、實、滿。

5.6 為保證拱頂部分混凝土強度,在澆注完成上加固段后,按自下而上,先井筒后硐室的順序拆除模板,保證了拱頂部分的混凝土的凝固時間,從而保證了混凝土的強度。

5.7 為保證支護質(zhì)量:堅持一次支護的驗收和澆注混凝土的監(jiān)督管理工作。

表2 施工工具列表

6 實際施工效果

6.1 實現(xiàn)安全生產(chǎn),在整個施工過程中沒發(fā)生安全事故,且硐室整體性好,沒有滲漏現(xiàn)象。

6.2 實現(xiàn)了快速施工,整個掘砌施工過程僅28天時間,比計劃施工時間提前17天,達到理想效果。

6.3 工程竣工驗收達到優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),被集團公司檢查驗收組評為新井建設(shè)中的“優(yōu)質(zhì)樣板工程”。

7 效益分析

7.1 經(jīng)濟效益:

7.1.1 對施工方來說:采用該施工方案可減少頻繁的工序轉(zhuǎn)變、節(jié)省施工時間,同時可有效的減少材料的浪費,從而產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益。

7.1.2 對業(yè)主方來論:保證了工程的質(zhì)量、減少后期維修投資;同時有效地避免停產(chǎn)維修時間,保證硐室的連續(xù)正常使用,保證了礦井的正常生產(chǎn),可創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

7.2 社會效益:采用該方案施工,很好地避免了施工中頂幫安全事故及后期維修的安全事故,有效避免安全事故造成的不良社會影響,產(chǎn)生良好的社會效益。

8 推廣價值

該施工方法不僅適用于巖性較好的大型硐室,同時也適用于巖性較差的硐室;不僅適用于煤礦,同時也適用于其它采礦行業(yè)及巷隧道工程施工,具有較好的推廣價值。

TE2

A

1671-8275(2010)01-0052-02

2009209220

王欣(19642),男,吉林長春人,淮北礦業(yè)集團公司青東籌備處工程師。

責(zé)任編輯:張彩云