立井硬岩掘砌快速施工实践探讨

2015-04-30 21:07史小龙王军
中国高新技术企业 2015年16期
关键词:铁矿

史小龙 王军

摘要:由于大部分铁矿水文地质条件比同类煤矿复杂,立井井筒掘砌指标一直没有达到煤矿先进水平。司家营矿区基岩段平均掘砌速度只有60m/月,而某主井通过优良的设备选型、合理的穿孔爆破、科学的施工组织,基岩段成井速度连续三个月超100m/月,最高纪录120m/月。文章以司家营矿区该主井为例,对其硬岩掘砌快速施工实践进行了探讨。

关键词:铁矿;立井硬岩掘砌;快速施工;掘砌速度;掘砌指标 文献标识码:A

中图分类号:TD235 文章编号:1009-2374(2015)16-0163-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.080

司家营矿区共有立井30多条,其基岩段平均掘砌速度仅有60m/月。其矿区南区某主井基岩段掘砌经优化改进后,井筒掘砌进度可达到120m/月,打破了司家营矿区的最高纪录。该井采用的设备比较先进,炸药选择合理,维修和施工组织到位。

为提高硬岩立井掘砌速度,给司家营矿区后续的井筒建设提供参照。选择在司家营矿区某主井进行实验,通过不断实践改进,基岩段连续三个月成井速度超100m/月,最高纪录120m/月。远远超过司家营矿区平均60m/月的成井速度。

1 地质概况

该主井位于河北省滦南县境内,井筒深度1141.5m,井筒荒径7.4m,净直径6.5m,基岩段基本为混合花岗岩:浅灰色,中-粗粒变晶结构,块状构造,主要矿物成份长石,石英,云母,属坚硬岩,岩芯呈长柱状,完整,锤击声脆,裂隙发育,充填钙质,绿泥石,岩石普氏硬度系数f最高可达18,极其坚硬。

2 设备选型

2.1 井架

该井采用V型井架,该井架四面具有相同的稳定性,天轮及地面提绞设备可以在井架四周布置,具有较大的天轮平台,满足多种凿井设备的吊挂,基础顶面至卸矸台的高度高,便于安设溜矸槽及用汽车运矸,也便于伞形钻架、挖机等设备进出井筒,有较强井架的承载能力。

2.2 绞车、稳车

两侧均配备JKZ-3.6×3型绞车大直径滚筒绞车,最大提升速度达7.18m/s,配套5m3吊桶进行装岩出矸,每班配备经验丰富的主、副绞车司机各一名,提升运输能力充足,满足装岩出矸的需要。吊盘采用5根钢丝绳悬吊,配备5台相同型号JZ-25/1300型稳车,保证了吊盘提升、降落的同步,大大缩短了每次起落吊盘的时间。

2.3 抓岩机

配备HZ-6型中心回转抓岩机两台,0.6m3和0.4m3容积抓斗各一个,采用5m3吊桶,抓岩机直接固定在吊盘下方,平时随吊盘起落,放炮时无需单独提放,简化了工序的准备时间。

2.4 伞形钻架

伞形钻架具有机械化程度高,操作灵活,打眼眼位和角度好控制、质量高,有利于推行大直径深孔光面爆破,安全可靠,劳动强度低等优点;该井使用SJZ6.7伞形钻架,配6台YGZ-70凿岩机,使用25×5000mm六角中空合金钢钎,Φ55mm十字型合金钻头,钻眼深度4.5m,实行大直径深孔光面爆破,以达到一掘一砌的正规循环作业。

2.5 整体金属模板

采用MJY型单缝液压整体下行刃脚金属模板砌壁,模板由直模和刃脚两部分构成整体(采用螺栓连接),模板配操作脚手架和翻转挤压式受灰合茬窗口,由地面稳车悬吊,模板有效段高4.0m。

3 穿孔爆破

3.1 炸药的选择

针对岩石硬度大的特点,使用T220高威力水胶炸药,其主要技术参数为:直径Φ45mm、炸药密度1.2~1.3g/cm3、每卷药重0.65kg、药卷长350mm的防水药卷;为了满足中深孔的起爆,选用6m长脚线,1、3、5、7、9段半秒及秒延期导爆管雷管爆破。采用大直径光面、光底、弱震、弱冲深孔爆破技术,反向连续

装药。

据了解别的井采用的是直径为Φ32mm或Φ35mm的水胶炸药。相对于Φ32mm或Φ35mm的水胶炸药,Φ45mm的水胶炸药威力更大,同时炮眼个数减少,缩短了打眼和装药的时间。

3.2 炮眼深度

正常情况下炮眼深度为4.5m,取炮眼利用率0.89,则L=4.5×0.89≈4.0m。

3.3 炮眼布置

共钻眼7圈,炮眼118个,炮眼总长度532.6m,总装药量395.2kg。基岩段爆破参数见表1,预期爆破效果见表2。

掏槽眼:掏槽眼圈径Φ1.6m,直眼,眼8个,眼间距626mm,眼深均为4.7m,每眼装药9卷,装药系数0.7,炮泥封堵长度600mm,采用1段半秒延期导爆管雷管爆破。

辅助眼:分3级布置,级间距为550~700mm,一级辅助眼16个,圈径Φ3.0m,眼距585mm,直眼,每眼装药6卷,装药系数0.47;二级辅助眼24个,圈径Φ4.2m,眼距548mm,直眼,每眼装药5卷,装药系数0.39;三级辅助眼32个,圈径Φ5.92m,眼距580mm,直眼,每眼装药4卷,装药系数0.31;均间隔不耦合装药,封泥长度不少于300mm,采用3、5、7段秒延期导爆管雷管爆破。

周边眼:共40个,按光爆要求布置,圈径Φ7.3m,眼距569mm,深度均为4.5m,外插0.6°角,眼口距设计轮廓线50mm,眼底落在设计轮廓线上,最小抵抗线为500mm,每眼装药3卷,间隔不耦合装药,封泥长度不少于300mm,采用9段秒延期导爆管雷管爆破。

此主井采用Φ45mm的水胶炸药,每次爆破基本都能达到4m,正好一模段高,不用再进行2次爆破,缩短了爆破时间。

4 装岩出矸

(1)采用2台HZ-6型中心回转抓岩机为主要装岩设备,分别配0.6m3和0.4m3抓斗,进行抓岩装矸。主副提均采用5m3吊桶进行提升,以配套装岩速度。出矸效率最高350m3/班,正常出矸300m3/班,井口座钩翻矸,ZL50装载机排矸,专门自卸汽车运输车队拉运矸石;(2)在采用抓岩机出矸的立井施工中,清底工序一直是耗费时间长、占用人力大的一项工作。该实践中通过改良,采用MWY6/0.2型电动小挖机下井清底。即在装岩出矸阶段,挖机不下井,采用中心回转抓岩机装岩。清底阶段,抓岩机停止工作,采用电动挖机下井清底。通过使用电动挖机每次清底时间轻松控制在1h之内,相较原来抓岩机清底2h减少一倍工作时间,工作面只需挖机司机1名,掘进工2人辅助即可完成清底工作,而且清底效果比抓岩机也得到大幅度提升,为下一步钻眼放炮提供了有利条件。

5 结语

在该主井快速掘砌施工的实践中,通过合理配套设备,满足了井筒掘砌设备的需要,优化该地区硬岩爆破参数,使大直径深孔光面爆破取得了良好效果,改善了装岩出矸方式,缩短了工序循环时间,合理进行劳动组织,提高了劳动人员的专业性和生产积极性,从而实现了立井硬岩掘砌的快速施工,为司家营矿区后续立井井筒施工提供了有效的参照。

参考文献

[1] 庄建安.我国竖井掘进机械化的概况和发展[J].矿业研究与开发,1986,(4).

[2] 于宝前.河北钢铁集团矿业有限公司司家营矿区采选工程初步设计说明书[S].2013.

[3] 刘戌晨,何幸福.河北钢铁集团矿业有限公司司家营矿区1号、3号主井工程勘察报告[R].2012.

作者简介:史小龙(1985-),男,河北唐山人,河北钢铁集团矿业公司助理工程师,研究方向:矿山;王军

(1965-),男,河北唐山人,供职于河北钢铁集团矿业公司,正高职称,研究方向:矿山。

(责任编辑:王 波)endprint

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