蒙库铁矿溜井永久封闭方法的应用实践

韩鹏举，杨鑫

（富蕴蒙库铁矿有限责任公司）

1 前言

蒙库铁矿是新疆八钢的主要矿石原料基地。根据蒙库铁矿矿体赋存条件及产状特点，地下开采设计的采矿方法主要采用大间距和高分段的无底柱分段崩落法。938m中段以上各分层所有脉外运输水平与溜井、风井联络巷道垂直相连。随着采矿范围的加大，需要封闭的竖井也越来越多。溜井上下分层垂直贯通，上分层对应矿块倒矿结束后，为保证下部安全生产和防止通风漏风现象，须对本水平溜井进行永久封闭。

蒙库铁矿井下矿溜井区域巷道围岩主要以角山变粒岩，变粒岩为主，岩石多以厚层状、块状构造为主，多以坚硬半坚硬岩层为主，围岩裂隙、节理较发育，围岩整体层间结合较好。围岩质量等级多以Ⅱ及围岩为主，围岩稳定向较好，经过喷浆处理即可进行安全施工；个别区域围岩见黑云母角闪片麻岩，易破碎掉块，进行锚网喷支护或混凝土浇筑可确保安全。综合分析认为溜井区域及脉外运输巷工程地质条件中等，地质条件良好。

根据蒙库铁矿井下矿区域地质条件和通风技术要求，蒙库铁矿溜井封闭的技术方案采用混凝土浇筑加钢筋加固的封闭方式。

2 溜井封闭方案的选择

蒙库铁矿溜井封闭的技术方案：采用混凝土浇筑加钢筋加固的封闭方式。使用碎矿将溜井填至预定料位，溜井料位控制在本作业水平以下4～7m的位置（料位根据溜井及水平生产状态可调整），溜井4～7m处下部倒入块度较小的矿石；在碎矿上铺厚1m的细抛废石干料后铺上草垫子、草帘子、旧棉被、保温棉的任意一种作为防渗膜，再铺厚1.5m的细抛废石干料，最后往溜井内浇筑混凝土，厚度不小于4m，强度为C25。浇筑混凝土时内部加筋，钢筋长3.5m，4根呈Z字型布置（钢筋长根据溜井料位进行调整），并将钢筋浇筑固定在井口。待混凝土强度达标后，混凝土上部盖一层缓冲废石层，方可将溜井内的矿石放出，下分层水平可以继续使用该溜井。冬季施工时，要防止被冻结。井筒内混凝土加钢筋封闭见示意图1。

图1 井筒内混凝土加钢筋封闭示意图

如果上分段没有封堵，并且已经回采结束，无法使用混凝土浇筑封闭的，在施工本分层封闭时，在井口制作钢骨架，用Φ16×@300mm圆钢进行圈筋焊接，在其上方铺设Φ8mm钢筋网片和废旧风筒布，再浇筑混凝土封闭井口，混凝土厚度不小于2m。井筒外混凝土加钢筋封闭见图2示意图。

图2 井筒内混凝土加钢筋封闭示意图

图3 溜井联络巷砌筑墙封闭示意图

在回采结束后，溜井井筒内不予浇筑，在溜井联络巷直接砌筑混凝土墙进行封闭，墙厚1m。在砌筑墙体作业时，需要搭设安全平台作业，与巷道拱顶接口处作业难度较大。溜井联络巷砌筑墙封闭见示意图3。

施工方案对比分析：

（1）图1、图2封闭施工方案施工简单，进度快，劳动强度低，无安全风险。上部井筒浇筑后，下部井筒安装格筛、溜井测距仪时，杜绝了上部井筒落石带来的安全隐患。格筛拆除时安全可靠。防冻、密闭效果好。

（2）图3封闭施工方案，在砌筑墙体作业时，需要搭设安全平台作业，高空作业存在安全隐患。拱顶接口处作业难度较大，质量不易控制。砌筑墙体进度缓慢、劳动强度大。下部井筒安装格筛、溜井测距仪时，上部井筒落石带来很大的安全隐患。溜井服务结束后，格筛等安全设施拆除时安全风险大。经爆破振动后墙面极易裂缝、垮塌。

经对比分析和现场实际情况，蒙库铁矿井下矿溜井封闭采用图1、图2封闭施工方案。

3 施工技术要求

3.1 溜井料位调整要求

（1）作业区监督铲运班组完成封闭水平溜井填矿和料位测量工作，料位距离封闭水平为4～7m（料位根据溜井及水平生产状态可调整）,调度下指令停止938m运输水平放矿作业。

（2）铲运班组在填矿过程中要保证填矿质量，尽量使用碎矿，以防止在浇筑时混凝土出现渗漏。

（3）碎块填至要求料位后，倒入1～2m的细抛废石干料，放入防渗膜，再倒入1.5m的细抛废石干料，防止在浇筑时混凝土出现渗漏。

3.2 混凝土浇筑技术要求

（1）砼配比 1∶1.95∶3.52∶0.58，水灰比 0.58；凝固7天后混凝土强度不得小于C25；浇筑过程严格按照实验室出具的配合比及水灰比作业；浇筑时加入适量的速凝剂。

（2）混凝土拌料均匀，振捣密实。

（3）严格控制封闭高度。

（4）封闭期间做好防渗工作。

（5）浇筑必须连续作业，不允许分班间隔浇筑。

（6）现场必须使用搅拌机搅拌的混凝土。

（7）低温混凝土施工的入模温度不应低于5℃。

3.3 井口立模和加钢筋技术要求

（1）在溜井开口四周每隔600mm施工锚杆安装孔，孔深度在0.6～8.0m，外露长度2.2～2.4m。

（2）利用溜井附近锚杆在井壁安装的螺纹钢锚杆上焊接Φ8mm钢筋网片并铺设废旧风筒布防护，并与井口原有钢梁焊接牢固，井口立模牢固无漏料。

（3）在原有钢梁上用3根，长4m，Φ16×@300mm圆钢进行圈筋焊接，在其上方铺设Φ8mm、网度为@10×10mm钢筋网片，并绑扎在圆钢上。

3.4 养护和放矿要求

混凝土浇筑后养护时间不少于7天，期间调度禁止放矿。养护到位后，调度组织运输班组放矿运输，将料位放至生产料位。

3.5 施工安全技术措施

（1）井下作业现场照明充足，光线良好。

（2）作业过程中，对所在区域及上部井口仔细敲帮问顶；在确保安全的前提下方可作业。

（3）在溜井口封闭溜井作业系好安全带，选好站位，安排专人监护和专业工程师旁站管理。

（4）浇筑期间严禁运输水平封闭溜井松动放矿。

（5）施工人员穿戴好劳保护品、携带自救器等安全防护用品。

（6）井下回采爆破作业时，人员必须撤离至安全区，待爆后空气质量检测合格后，方可继续作业。

（7）各工种必须遵守公司有关安全技术操作规程。

4 实施效果

蒙库铁矿井下1054m水平矿石溜井自2018年10～12月组织封闭作业，取得成功。在冬季浇筑施工积累了冬季作业防冻经验。截止2019年8月，溜井井筒内混凝土浇筑封闭经过了现场施工验证，取得了良好的效果，成功完成了采区溜井的封闭作业计划。这种方法有效保证了溜井封闭强度，消除了前期联络巷封闭墙封闭方式造成的墙面裂缝、垮塌等带来的安全隐患。确保了脉外运输巷通行安全和溜井倒矿作业安全，为1038m水平的溜井格筛等安全设施等安装和1054m水平格筛等安全设施顺利拆除提供了安全保障。

5 结束语

通过蒙库铁矿井下采区溜井永久封闭的施工实践，获得了采区溜井的基础数据。依据现场情况优化了采区溜井封闭方法。经过施工验证，采用混凝土浇筑加钢筋加固的封闭方法能够有效保证溜井的安全密闭，为井下接续一期矿体内溜井的封闭方式提供了技术支持。