單主溜井礦山中段轉(zhuǎn)換過程礦石溜放技術(shù)改進(jìn)

牛金廷 張執(zhí)強(qiáng) 尹占輝 白永剛

(中國華冶科工集團(tuán)天津第三分公司)

單主溜井礦山中段轉(zhuǎn)換過程礦石溜放技術(shù)改進(jìn)

牛金廷 張執(zhí)強(qiáng) 尹占輝 白永剛

(中國華冶科工集團(tuán)天津第三分公司)

保國鐵礦黑山礦采用單主溜井提升礦石，在中段轉(zhuǎn)換過程中，上下中段同時(shí)出礦，粉塵較大，作業(yè)環(huán)境惡劣，同時(shí)礦石對(duì)上一中段井壁沖擊較大，易破壞井壁，造成堵井。為了改善作業(yè)環(huán)境，保證礦石產(chǎn)量，黑山礦區(qū)在180～120 m中段轉(zhuǎn)化過程中增加措施溜井，封堵原溜井，促進(jìn)了中段平穩(wěn)轉(zhuǎn)化，保證了中段轉(zhuǎn)化過程中企業(yè)效益，為同類工程施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

單主溜井 中段轉(zhuǎn)化 措施溜井 反井鉆機(jī)

目前，相當(dāng)數(shù)量的中小型礦山企業(yè)為了節(jié)省基建投資，設(shè)計(jì)單條主溜井(礦石溜井)作為整個(gè)礦山(采區(qū))礦石溜放的唯一通道，各中段礦石卸載站通過一段分支斜溜井(斜脖子)與主礦石溜井聯(lián)通，作為該中段礦石溜放通道。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省基建主溜井的投資；缺點(diǎn)是上、下中段過渡時(shí)期同是出礦溜礦期間，為解決下中段順利卸載溜礦，須將主礦石溜井井位放至下中段分支斜溜井與主溜井聯(lián)通以下位置(下中段卸載礦石溜放緩慢，甚至溜放不動(dòng))，形成一個(gè)中段以上高度空井段高差，造成上中段下放礦石對(duì)主溜井井壁的巨大沖擊破壞(巖石不穩(wěn)條件下破壞情況更為嚴(yán)重)，同時(shí)高落差放礦產(chǎn)生強(qiáng)大氣流沖擊，造成粉塵污染。因此，需要采取措施改進(jìn)上述礦石溜放工藝，解決單主溜井礦山中段轉(zhuǎn)換期間的溜礦問題。

1 工程概況

保國鐵礦黑山礦礦體賦存條件復(fù)雜，圍巖較差，采用分段空?qǐng)龇ǎ卸胃?0 m，采用單條主溜井作為整個(gè)礦山礦石溜放的唯一通道，廢石由副井提升，目前處于+180～+120 m中段過渡轉(zhuǎn)換時(shí)期，存在以下問題：①由于巖石較差，+180 m中段在出礦過程中主溜井已經(jīng)出現(xiàn)塌落，為了防止繼續(xù)塌落一直將主溜井井位控制在+180 m水平以下10 m 左右的位置；②+180，+120 m中段同時(shí)出礦，共用主溜井，需要把主溜井井位降至+120 m水平以下，則+180 m中段出礦過程中主溜井井壁會(huì)受到嚴(yán)重破壞，主溜井大面積塌落，會(huì)堵井；③高空段主溜井卸礦產(chǎn)生的氣流造成+120 m水平卸載站粉塵增加，作業(yè)環(huán)境惡劣；④主溜井距主井較近，如不采取有效的措施，任其塌落，可能會(huì)破壞主井提升系統(tǒng)。

2 解決方案

根據(jù)黑山礦三級(jí)礦量的保有情況，要保證+180 m 中段能夠順利向+120 m中段過渡，且持續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)，需要在120～180 m水平增加一條措施溜井，這樣120～180 m中段原主溜井井壁將完全暴露，由于溜井井壁巖石較差，將會(huì)繼續(xù)塌落，而且主溜井距主井凈距離僅為7.5 m。為防止主溜井與主井塌通及大塊廢石堵井，對(duì)120～180 m水平原主溜井進(jìn)行充填封堵。

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件新措施溜井布置在2#穿脈礦體中，溜井直徑為2.5 m,井深60 m,井口采用C20混凝土澆筑，原120～180 m水平主溜井在119～129 m用C20混凝土澆筑，129 m水平以上用礦石將主溜井充填。見圖1。

3 施工過程

3.1 卸載硐室施工

為了保證溜井施工時(shí)采用的反井鉆機(jī)能夠正常安設(shè)及施工安全，先采用小斷面施工一措施硐室為反井鉆機(jī)安設(shè)提供便利條件，待溜井工程施工完畢后，再將措施硐室刷大至卸載硐室設(shè)計(jì)要求，施工過程中根據(jù)圍巖條件及時(shí)支護(hù)。見圖2。

3.2 溜井施工

采用AT1500型反井鉆機(jī)施工溜井[1]，速度快，安全性高。該機(jī)反井最大可達(dá)120 m，導(dǎo)向孔直徑為250 mm，擴(kuò)孔直徑為1 200 mm。利用措施硐室，安設(shè)反井鉆機(jī)，進(jìn)行導(dǎo)向孔和擴(kuò)孔作業(yè)，然后自上而下正向刷大，渣石落到下一水平。采用1根φ18 mm×130 000 mm提升線，1根φ1 mm×120 000 mm測量垂線，2根φ26 mm×130 000 mm吊盤線，24 m I25a工字鋼封口盤梁，2根I32a懸吊鋼梁，1臺(tái)5 t提升絞車，2臺(tái)10 t吊盤絞車,1付吊籃，1座吊盤。見圖3。

圖1 溜井封堵示意(單位：mm)

圖2 卸礦硐室設(shè)計(jì)(單位：mm)

圖3 反井鉆機(jī)施工示意

3.3 卸載站安裝

在卸載站安裝前，要將電動(dòng)葫蘆安裝好，以備卸載設(shè)備的吊裝。為了保證坑內(nèi)曲軌施工安全和安裝需要，在坑內(nèi)將其封閉。利用電動(dòng)葫蘆下放4根φ150 mm圓鋼，圓鋼兩端焊于兩側(cè)坑壁的鋼板上。用3.2 m長I14a槽鋼鋪設(shè)在工字鋼上，槽鋼間距為1 m，用5 mm花紋鋼板鋪滿槽鋼；將曲軌基礎(chǔ)驗(yàn)收后，用電動(dòng)葫蘆將其吊裝在基礎(chǔ)上，用墊鐵找平找正，用連接板將四周焊接牢固；固定地腳螺栓，灌漿時(shí)應(yīng)振動(dòng)搗實(shí)，地腳螺栓不得歪斜。

3.4 振動(dòng)放礦機(jī)安裝

在振動(dòng)放礦機(jī)上方注吊裝錨桿，分段吊裝振動(dòng)放礦機(jī)機(jī)架、臺(tái)板。

4 勞動(dòng)組織及主要施工設(shè)備

本項(xiàng)工程工序復(fù)雜，技術(shù)質(zhì)量要求較高，在生產(chǎn)中需要各工種和各部門的密切配合，方能保證施工的順利進(jìn)行，人員配置見表1，主要施工設(shè)備見表2。

表1 人員配置 人

鑿巖工爆破工裝巖機(jī)司機(jī)推車工支護(hù)工拌料工鉗工電工技術(shù)員測量員質(zhì)量員42265261221

5 技術(shù)保障措施

5.1 溜井封堵技術(shù)要求

在封堵溜井前，先將礦石溜放到需要封堵的位置，即180 m水平卸載站聯(lián)巷底板位置，為防止?jié)仓炷習(xí)r礦石結(jié)塊，混凝土澆筑前先在礦石上墊一層500 mm厚的中砂，澆筑500 mm厚時(shí)再鋪設(shè)鋼軌，鋼軌超出井筒2 m。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后再充填礦石。

5.2 測量放線

在安裝前要找出巷道中心線、縱向中心線、軌面標(biāo)高及設(shè)備安裝軸線和標(biāo)高，對(duì)基礎(chǔ)螺栓孔、標(biāo)高等尺寸進(jìn)行校核。

表2 主要施工設(shè)備

5.3 光面爆破

在硐室開挖過程中，將掘進(jìn)工作面超前一茬炮的距離，然后光爆層再與掘進(jìn)工作面同時(shí)向前推進(jìn)[2]，使光面層始終落后掘進(jìn)面兩茬炮的距離。光爆層厚度可取700～1 000 mm，在輪廓線上布置加密的周邊孔，炮眼間距確保400～600 mm，從而減弱爆破對(duì)原巖體的破壞作用。拱頂浮石及時(shí)檢撬，保證施工安全。

5.4 噴混凝土支護(hù)

施工前，先用高壓水沖洗受噴面，對(duì)巖面及時(shí)噴混凝土封閉，使其能快速提供連續(xù)支撐力，改變圍巖的受力狀態(tài)，阻止變形的發(fā)展，避免圍巖松散，減少圍巖風(fēng)化冒落。在巖石破碎或不穩(wěn)定地段，采取錨噴或錨網(wǎng)噴支護(hù)形式，大大降低了潮濕空氣及地下水對(duì)巖體的侵蝕和由此伴生的潮解、膨脹和礦物變質(zhì)，有利于保持巖體的固有強(qiáng)度。

6 結(jié) 語

在黑山礦區(qū)180～120 m中段過渡轉(zhuǎn)換中，采用傳統(tǒng)施工方法，中段溜井會(huì)受到破壞，需要進(jìn)行整體支護(hù)，在井筒中支護(hù)安全系數(shù)不高且作業(yè)效率低，支護(hù)期間會(huì)造成整個(gè)黑山礦停產(chǎn)，預(yù)計(jì)減產(chǎn)20萬t以上。通過中段轉(zhuǎn)化過程礦石溜放技術(shù)改進(jìn)，有效保證了礦石產(chǎn)量，增加了企業(yè)效益，同時(shí)也為單主溜井中段轉(zhuǎn)化施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1] 趙興東.井巷工程[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2012.

[2] 王運(yùn)敏.現(xiàn)代采礦手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2011.

2015-06-10)

牛金廷(1983—)，男，助理工程師，122104 遼寧省北票市保國佬鎮(zhèn)。