破碎岩层条件下超大硐室内无井帽施工矿仓工艺研究

何 前，杨有林，赵兴福，穆玉生

(金川集团矿山工程公司, 甘肃 金昌 737100)

破碎岩层条件下超大硐室内无井帽施工矿仓工艺研究

何 前，杨有林，赵兴福，穆玉生

(金川集团矿山工程公司, 甘肃 金昌 737100)

井下矿仓因使用功能要求，一般避免布置在断层及围岩破碎地带，但对于改扩建工程，由于受到其它工程位置的制约，有时不得不布置在围岩条件较差的地段。龙首矿西部贫矿开采新1#井溜破系统改造工程就是在原新1#井的上部增加两个矿仓，将上部的矿石集中到新1#井，通过箕斗将矿石提升至地表，其位置无法调整，该矿仓的上部处在围岩地质条件较差的破碎地带。如何在破碎岩层条件下超大硐室内施工矿仓，是本文研究的课题。

破碎岩层； 超大硐室； 矿仓施工； 工艺研究

1 工程概况

龙首矿西部贫矿开采新1#井溜破系统改造工程，承担着龙首矿西一采区1 340m水平以上矿石破碎、贫富分出管理，是龙首矿西部贫矿开采的重点工程之一。该工程是在新建的1 340m中段卸矿车场内布置两条矿仓，将1 340m水平以上的矿石汇集到已建成的新1#井，再通过新1#井箕斗提升至地表。该工程的两个矿仓其上部卸矿坑布置在1 340m水平卸矿硐室内，硐室毛断面为13.25m×7.2m(净断面为11.25m×6.2m)，下部放矿漏斗布置在1 220m水平，其平面布置及结构如图1和图2所示。在施工1 340m车场2- 2断面时，曾发生多次片冒，从揭露出的围岩特性来看，该矿仓位置正处在破碎岩层下。鉴于此，设计对大断面卸矿硐室进行了设计变更，由原来600mm厚的双筋混凝土变更为800mm厚的四筋混凝土，分两次成型，并在一次双筋混凝土支护后增加长锚索支护。这意味着卸矿硐室在施工时严禁出现片冒的发生，维护硐室的稳定至关重要，施工时要采取一切措施，保证矿仓施工期间的安全和工程投入运营后的长期稳定。

2 施工矿仓的总体思路及提绞设备配置

在破碎岩层条件下大硐室内施工矿仓，工程现场采用2m3铲车出毛，经临时倒毛硐室后装入6m3梭车运至斜坡道翻毛硐室，再经汽车运至地表。结合现有凿井设备，在布置凿井设备设施时需考虑以下问题：①矿仓处的围岩地质情况；②矿仓的卸矿坑及溜井均便于施工；③措施工程量的大小；④进行安全可行性、经济技术性的综合分析。

图2 矿仓及放矿漏斗结构图

一般情况下，盲竖井施工均采用斜绳道或平绳道布置提绞设备，这样势必要在溜井上方上挑井帽，而该段地质围岩结构不允许上挑井帽，强行上挑井帽可能造成大硐室的片冒或塌方，施工难度和安全性得不到保障。为了安全顺利地施工该矿仓，经过经济技术多方案论证，提出了另一种布置凿井设备设施的方法：即充分利用大硐室的长度和宽度来布置凿井设备，省略卷扬硐室；利用大硐室的高度，在硐室内安装矮井架，避免在硐室上方上挑井帽，但硐室的高度不能满足吊桶翻毛及卷扬过卷的安全高度，将井口盘下移至卸矿坑底部平台-9.4m水平，满足了翻矸台翻毛及过卷要求，布置一条措施斜坡道，利用斜坡道运输溜井及卸矿坑的毛石。为了使临时井架不影响卸矿坑施工，制作和布置井架时井架跨越卸矿坑，且井架的另一侧使施工铲车能够安全运行，保证矿仓施工与车场其它工程施工能够平行作业。

采用JDP1.2m提升绞车，提升1.0m3矸石吊桶，2t 钩头，1.40m滑架；采用0.6m3电动长绳悬吊大抓出毛，降低劳动强度，提高生产率；采用人工挂钩平斜门+钢制溜槽的翻矸装置；采用 JZ52/400凿井绞车悬吊掘进、衬砌、安装时的吊盘；采用JJK卷扬机悬吊吊桶稳绳。

3 技术方案选择

井下盲竖井施工，必须布置相应的提绞设备，产生一定的措施工程量，经过对不同布置方案进行经济效益比较，选出最优方案。方案比较见表1。

经多方案论证，最终选择第三套方案组织施工。

表1 方案比较

4 施工过程

在大硐室施工前对围岩进行超前预注浆加固，开挖时采用正台阶分区分层施工，梯段长10m，上部开挖临时支护后即进行双筋混凝土支护，减少大断面开挖对围岩的扰动和巷道发生较大的蠕变，下部开挖单侧依次进行，整段双筋混凝土支护后再进行下一段施工，依次顺利地通过了大硐室施工。同时，平行于大断面施工的措施斜坡道也顺利到底，在-9.4m安装井口盘，在溜井侧边布置装毛硐室，并在卸矿坑位置上挑井帽形成翻矸平台及足够的安全过卷高度。在井架4.50m安装天轮，在0.00m处安装长绳大抓天轮，卷扬布置于大硐室内，形成矿仓凿井施工的设备设施布置，在整个矿仓下部结构施工完毕衬砌至卸矿坑底部高度后，对溜井进行封闭，利用斜坡道出毛施工卸矿坑，利用井架安装卸矿坑卸矿装置，完成整个矿仓的施工。

5 结论

(1)硐室顶部不上挑井帽，最大限度地保证了卸矿硐室的稳定，利用大硐室的长度和宽度布置提绞设备，取消了卷扬硐室及联络道的施工，降低了施工安全风险和后期使用后维护费用。

(2)布置斜坡道，解决了溜井及后期卸矿坑的出毛，减少了卸矿坑施工另外架设出毛系统。

(3)在井口安装井架，将翻矸台下移，保证过卷高度，井架设计既考虑目前溜井施工需要，同时服务于后期卸矿坑的施工及安装。

(4)井口设备设施布置简洁集中，实现了两个矿仓及车场工程的平行施工，溜井施工工期比采用普通法节约5个月，同时不影响车场施工。

[1] GBl6423- 2006，金属非金属矿山安全规程[S].

[2] 简明建井工程手册[M].北京：煤炭工业出版社，2002.

Technology study of ore bin construction in large chamber in broken rock stratum

Underground bin should not be arranged in fault and broken rock zone because of its functional requirements. But for expansion project it often is arranged in the poor rock area because of the restriction of other engineering position. In the west of Longshou mine, the reformation of new NO.1 ore pass system is to increase two bins in the upper of new NO.1 well, so as to collect the ore to the new NO.1 well, and lift it to the surface by skip. The position can not be changed, and the top of the bin is just in the poor rock zone. In this paper, the issue of how to build the bin in the large chamber in poor rock condition was studied.

broken rock stratum; large chamber; ore bin construction; technology study

1672-609X(2017)02-0008-03

TD264+.4

B

2017-02-08

何 前(1967-)，男，采矿工程师，从事矿建施工管理工作。