盲竖井建井期间施工及安全技术管理

王 乾

（山东黄金集团蓬莱矿业有限公司， 山东 烟台 265621）

引言

随着矿井采矿作业的不断深入，为加快对矿井内部矿产资源的挖掘，同时满足扩大矿区生产规模的需求，采用盲竖井贯通施工方案，竖井的延深工程不断深入，保护竖井施工作业人员的安全成为竖井施工工作的首要安全任务。

1 工程概况

蓬莱矿业有限公司强家沟井10 中2 线盲井延深工程已施工的车场、硐室工程揭露，设计工程区域内为稳固的花岗岩层，无大裂隙及淋水现象，属I 类岩层。设计井筒净径规格为Φ3.5 m，荒径为Φ3.6 m，半径允许偏差+50 mm，竖井采用普通法施工，在井口平面以上人工保护盘和提升设备安装完成后，方可由上而下进行。

要求井筒采用光面爆破技术，其质量要求为：硬岩的眼痕率不应小于80%，中硬岩的眼痕率不应小于50%（炮眼眼痕长度需大于炮眼长度的70%）；若遇软岩时，井筒周边成型应符合设计轮廓；井帮岩面不应有明显的炮震裂缝。

2 安全风险分析

盲竖井施工存在作业空间狭窄、施工高度大等特点，各个工序的施工作业的开展、物料人员的上下运输都存在一定的难度，材料人员的上下运输均采用提升设备来完成，施工风险较大，经过分析盲竖井施工主要的安全风险包括以下内容：

1）竖井开挖穿越破碎岩石或者节理发育岩层导致的塌方、岩爆和掉块问题。该类问题是导致盲竖井施工过程中发生人员伤亡、设备损坏的主要元凶，属于重大危害因素。

2）提升设备的安全运行风险。提升设备是盲竖井人员上下、物料提升、废渣提运的主要设备，其安装和运行出现问题常会导致机械故障、高处坠落、物体打击伤人等安全事故，属于重大危险因素。

3）竖井施工过程中，井下人员的作业空间狭小，高处坠物往往造成重大人员伤亡或财产损失，属于重大危险因素[1-2]。

4）一般危险类因素。爆破安全因素，爆破振动导致帮壁片帮塌方、有毒有害气体中毒事故；风水电设施安全因素，人员触电事故、机械损坏事故、有毒有害气体中毒事故；交叉立体作业因素，引发高处坠落事故、高空坠物伤人事故；地下水因素，引发机械故障、用电设备连电事故；堵井安全危害，堵井疏通过程中常常导致高处坠落伤人事故。

3 竖井开挖安全技术措施的制定

3.1 破碎岩石开挖支护设计

1）竖井掘进过程中，要及时分析研究揭露的岩层与掌握到的地质资料的变化，凡与竖井井筒直接相连的各巷道、硐室口，应与竖井井筒同时施工，若岩体不稳固时，应采取永久支护措施。

2）14 中马头门以下4 m 的井筒设计支护方式为C20 素混凝土支护，支护厚度250 mm。井筒全身除现浇混凝土段外，均采用M20 喷浆支护，喷层厚度为20～50 mm[3]。

3）喷浆作业前，必须用高压风水冲洗受喷面,清理岩壁浮石；对遇水易潮解、泥化的岩层，则用高压风清扫岩面。

4）根据工程实际揭露岩石的稳固情况，相应调整临时支护方案，支护方案一般包括锚网喷联合支护或素混凝土支护，并根据支护方式相应刷大井筒断面。采用锚杆金属网支护时，其要求如下：金属网选用1 100 mm×2 000 mm（网孔规格150 mm×150 mm）型金属网；金属网间搭接长度150 mm；金属网以铺盖住不稳固区域为宜。锚杆选用缝管锚杆，长度为1.2～1.8 m；采用碟形托板，厚度不小于4 mm，尺寸不小于120 mm×120 mm；锚杆布置为菱形或矩形，锚杆间距600～900 mm；金属网搭接长度内应布置锚杆，短边2根，长边3 根；金属网中间部位，应根据岩壁凹凸情况，增加1～2 根锚杆；托板及金属网应紧贴岩壁[4-5]。

5）混凝土的浇筑应分层对称进行，必须采用机械震捣，井壁表面不得有露筋、裂缝和蜂窝。模板高度不应超过1.2 m，立模时应比井筒内径大20 mm。脱模时，混凝土强度不得小于1.0 MPa。

3.2 提升设备安全技术措施

1）乘坐吊桶人数不应超过规定人数（每人所占吊桶底有效面积不应小于0.12 m2，吊桶净高不得小于1.1 m），乘桶人员应面向桶外，不应坐在或站在吊桶边缘；装有物料的吊桶，不应乘人。

2）提升设备需做好日常维护点检工作，重点检查过电流和失电压等保险装置是否安全可靠、防滑装置是否灵敏可靠、过卷过速制动装置运行是否良好。

3）定期开展提升设备的静动负荷试验。其中静负荷试验需满足：试验载荷为额定负荷的1.25 倍、起升高于地面10 cm、维持时间10 min，之后检查提升设备的工况状态；动负荷试验须满足：试验载荷为额定负荷的1.1 倍、反复升降试验5 次，之后检查提升设备的运行工况[6]。

3.3 高处坠落的预防措施

1）井口应设置临时封口盘，封口盘上设井盖门。井盖门两端应安装栅栏。不应向（或在）井筒内投掷物料或工具。

2）吊桶上方应设保护伞，且应沿导向钢丝绳升降，吊桶内的岩碴应低于桶口边缘0.1 m。

3）井内喷护作业时，严禁在作业地点的下方站人或放置设备，以防止回弹料或混凝土掉块伤人或伤设备。

3.4 施工技术措施

针对该深竖井施工技术，采取了钻孔卸压技术，能量可以得到有效释放，避免了应力集中现象，改善了井筒围岩的应力状态，可以有效地防止岩爆等动力灾害，降低了新主井发生围岩或衬砌破坏失稳的可能性，有效了降低支护成本，数值模拟分析得知，新城金矿新主井卸压施工建议采用150 mm 的卸压钻孔，同时考虑到竖井施工每次掘进4 m，设计钻孔深度为8 m。最佳卸压钻孔间距为0.7 m，最佳卸压孔排距最优值为0.6 m 或0.7 m。在实际钻孔卸压施工过程中，卸压孔布置在靠近井壁时加密钻孔，在工作面中心区域时可适当减少钻孔数量的等差间距，卸压孔布置方式可获得最佳的卸压效果。

3.5 其他安全技术措施

1）凿岩注意事项。应坚持湿式凿岩，洒水防尘、处理好井帮浮石，并符合下列规定：凿岩前应清出实底、集水坑；按井筒中心确定炮孔圈径，除掏槽孔外其余孔底宜在同一个水平面上。

2）爆破注意事项。进行爆破作业时必须定时定人，严格做好放炮警戒工作，由工程管理技术人员协调开展爆破工作施工，安全管理人员定时通知作业人员，确保安全躲避。每次爆破完成后进行爆破效果技术分析，总结爆破药量、爆破布孔参数，在保证爆破效果的前提下，降低炸药单耗，以减少震动效应，实现光面爆破。

3）通风注意事项。竖井通风施工应做好强制通风工作，选用合适的通风设备。当采用轴流式通风机进行压入式通风时，将14 中运输巷新鲜风流送到工作面（局扇安放应符合规范要求），污风经井筒排出，并再次利用局扇将污风抽出至14 中运输巷已形成的回风天井。当采用风筒接力通风方式时，应选取同型号局扇，局扇间的距离应根据局扇的性能曲线和风筒阻力经计算确定，且风筒直径不得小于400 mm；工作面有人作业时，通风设备应连续运转。

4）风水电施工安全措施。竖井施工的风水管线须做到吊挂平直有序，定期开展管线检查工作，发现管线破损及时维修或更换；检修期间严格做好警示工作，挂好“有人工作，不准送风（水或电）”的警告牌；用电设备定期做好接地干线阻值测量工作，确保漏电接地灵敏可靠，严禁采用不接地或者无保护设施的用电设备；井筒内的照明线严格采用使用绝缘性能良好的电缆线，坚决避免采取胶织线或花线；全部用电设备均须配备具有漏电保护功能的空气开关。

4 结语

蓬莱矿业有限公司强家沟井10 中2 线盲井延深工程涉及的井数较多，工作量大且地质条件复杂，盲竖井施工施工的安全风险较为突出，通过分析盲竖井施工过程中的安全风险，并针对性地重点总结了破碎岩石开挖支护设计、提升设备安全、高处坠落等几个方面的安全技术措施，为类似的盲竖井施工的安全风险预防提供借鉴。