对鸡冠嘴金矿二期风井位置的修改与施工.pdf

t ≯ ’ 对鸡冠嘴金矿二期风井位置 的 修 改 与 施 工 多。 哆 温州建设集团公司 毛墨盛 中国 黄金工程建设监理中 心 壅室 盎 北京有 色冶金设 计研究 总院 陈治敷 提出了二期风井位置的修改方案-窑践证明这一修改方寨是台理的，为鸡冠嘴金矿取得了良好的经济教 ⋯ 停 设 关 键 词 鸡 冠 嘴 墨 竺 星 整 苎 一 巾 亨 钗 ／ 『 鸡 冠嘴 金矿 位于湖 北省 大冶市金湖罗桥 乡境内，距黄石市3 5 k in， 通过公路，铁路可 直 达长江 黄石港。 该 矿建于 1 9 8 8 年，一期工程 于1 9 9 2 年 9 月完成投产，生产规模 日产2 O O t 矿石，开采 对 象仅为 I号矿 体 1 5 ～2 1 线 间 一1 6 o m标 高 以上矿 段，下盘斜 井开 拓。 投产后 ， 由于矿富 ，经 济效益很好 ，紧 接着进行二期扩建，扩建设计采、选规模 日 产8 O O t 矿 石 ，开 采 ⋯1 6 o m 5 0 0 m2 0 2 6 线 问的 I、 Ⅱ、 Ⅲ号主矿体，混 合 竖 井 开 拓， 中央对角抽出式 通风。设计基建工程量 1 1 ． 4 2 2 3 万 1 1 1 。 ，基建时 间为三 年，原计划 从 1 9 9 4 年 初～ 1 9 9 6 年底建成 。但原设计2 4 线 风 井，由于工程 、水文 地质 条 件 极 差，时 至 1 9 9 5 年 2月， 仅下 掘 了5 1 m，继 续下 掘困 难 更大，而且 严重拖延建设 时间，大幅度增 加 基建投 资，而针对此 种情况，我 们建议 修改 原设计，将 风井 由2 4 线 改 至 l 7 线Z K0 1 7 1 孔 旁。实践 证明这种 修改是 正确的， 达到 了 预期效 果。本文 介绍作者 在该风井设计 修改 与施工 中的 若干经验 与体会 。 1 原设计筒况 按原设计 ，2 4 线风井的井 深2 9 7 ． 7 9 m， 井 口标高 3 0 m，井底标 高 一2 6 7 ． 7 9 m，井 筒净径 3 ． 5 m}井筒支护型式分三 段。第一 段 ，井深2 0 m以上，壁厚 4 O O mm双层钢筋 混 凝土 支护J第 二 段 ，井 深2 O 1 3 0 m，壁厚 3 o O mm 双层钢筋混凝土支护，第三段，井深 1 3 0 2 9 7 ． 7 9 m， 壁厚2 5 0 ram素 混凝土支护 ， 混 凝土标号 均为 c 2 0 0 。 井 口 下2 ． 9 5 m处 设 有风道，5 1 ． 5 m处设有2 3 ． 6 5 m长 倾 角2 0 。 的 充填管子 斜 道 ，1 8 7 ． 7 9 m 一1 5 7 ． 7 9 m、 2 4 7． 7 9 m一21 7． 7 9 m 、 2 9 7． 7 9 m 2 6 7． 7 9 m 等三个中段需开凿5 m长的马头 门。五 个 出 入 口，方向各异，结构较为复 杂。 2 工程地质、水 文地质条件 2 4 线 风井5 1 m 深的施工实践 和1 7 7 ． 7 9 m 的定 向勘 探孔结果表明2 4 线 风井所 穿岩层 的工程地质，水文地质条件比原设计认定的 条件要复杂的多，主要有以下三个方面。 1井 深 g 0 ～ 1 2 8 m段， 原 推 断为 闪 对鸡冠嘴蛊矿二期风井位置的修改与旖工王先成 邮3 2 5 o o o 维普资讯 长岩侵入体，工程地质和水文地质较好，有 利于井筒下掘。而实际此段地质 条 件 较 恶 劣，为鸡冠嘴破碎带 ，岩性为 粘土和 碎石 ， 稳定性很差 ，所 以井 深1 2 8 m井 口， 人工 洞 室 围岩分类 为 T 类 岩 石 。 井 深1 5 1 ～ 1 7 7 ． 2 9 m，岩性为大理岩，但该段井筒需 通 过约 1 O m的 溶洞。 2 原推 测井 筒小 时 涌 水 量，井 深 1 5 4 m以 上 为 l O m ， 井 深 1 5 5 1 9 8 m段 为 2 2 0 m。 。实际井筒掘至5 1 m深时，小时 涌 水 量 已选3 0 3 5 m。 。根据定 向勘探 孔 注 水 试 验计算的井筒小时涌 水 量，在1 2 8 m以上 为 1 1 9 ， 5 3 m ， 在 1 5 1～ 1 7 7． 7 9 m 之 间 高 选 5 6 1 ． 3 8 m ，井预测该段井筒在 掘 进 中，如 不采取防治水措施，有出现突水突泥淹井的 危 险。 3井深 1 7 9 ． 7 9 m以下未 揭 露，工 程 地质，水文地质条件尚不清楚。觅附图 1。 札 禳 蕊 4 ～ ’2， m 群 一Q ～ Q 枇 l - ＼ ＼ 57 一 21．655m j 雾 I 目 睹 涌 水 量 一 ．招 莹 f - i - N ＼高岭土化 2 2 一． 8 8 注 浆孔 底 1 鄄 标 高 ．_ r l 加 构造 一． 6 6 m 曼 9誊8 罢 跫 { 捕 、 一l 60 187 ．13 m一 157 ．7 ＼ 1． J l | 螺 1 韶 I 一200／ 刚 l 齄 ＼ { 旺 I H ， ． 一 一 2 2 O 囝T 2 4 线 风井 定 向孔工程钻 与注 浆堵水综合关系 s按 原 设 计 继 续 施 工 存 在 的 问 鬈 秉 喜 凳 萎 繁 据已搜集到全矿区的工程、水文地质了 下降明显，反应灵敏，主矿体大理岩中S H K 解 该井正落在东南部大理岩水平投影界线 9 孔抽水时，破碎带s H K6 孔和东南部大理岩 有 色矿 一【 9 9 6 ． 5 维普资讯 S H K1 孔地下水降幅度接近，水位恢复 后 的 剩降深度也一致。这充分证明2 4 线风井处是 地下水的汇合点，见附图 2。 所以2 4 线风井按原设计继续施工将存在 ’ ／ ’ ／ ／ 耋 ／／ ／ ／ ≮ 、 S H K 6 ／／＼ s 8 ／ ／ ／＼ 。 i ．- 1 1 ／ ／ ’ ／ | ， ＼ ． r S } t K2 o ． ‘Z KO 9 ／’ ／ ／ ， ／ 围2 2 4 线风井水文地质分析平面图 下列几个问题。 1 井深 1 2 8 m以上为鸡冠 山 破 碎 裂 隙禽水散体结构岩段，受东南部大部份岩石 强含水体水压作用，掘进时极易失稳片冒， 成井难度非一般。 2井深 1 5 l m以下 ， 井 筒小时 涌水 量 高达5 6 1 ． 3 8 n t ，并有岩溶，有突水 突 泥 之 危险 。 3距2 4 线 风 井i o o m左 右S HKI 孔 处，系鸡冠嘴金矿的生活供水站，为岩溶特 别发 育地段 ，如地下水 位突然下降时，地表 有可能塌 陷。将 会影响工 农关系，为了照顾 好工农关系与确保鸡冠嘴金矿职 工 生 话 用 水，该井施工 中，对水 的治理不能采 取疏干 排水施工 方案 ，只 准采 取封 闭水 源的 特殊 施 工方案。 在以上复杂的工程，水文地质条件下， 施工单位按设计推荐，采用工作面预注浆堵 水的施工方法 。 即在井 筒中心打 一注浆孔， 采用下行式分段注浆，打一段注 一 段 直 至 一 2 i l m标高。通过实践，不仅没有 达 到 预 期效果，相反注浆用量却为原预计每米注浆 量1 1 ． 6 5 m 的3 ． 5 倍， 即每 米 耗 浆 量 高 达 4 0 ． 8 2 m 水 泥用量为 原预 计每米用 量1 0 ． 1 6 t 对鸡冠嘴盘矿二期风井位置的修改与施工一王先成 邮编3 2 5 0 0 0 维普资讯 的3 ． 2 6 倍 。 即每 米水 泥用 量3 3 ． I 5 t 。而注浆 压 力 仅选到施 工方案设计 3 MP a的6 3 ， 即 1． 9 MP a 。 原计 赳预 注浆 长3 0 m只 需工期 3 8 天 ，从 1 9 9 4 年1 2 月2 0日开始，到 1 9 9 5 年 1月 3 0 日完成 。实 际 拖 到 I 9 9 5 年 2月2 8日 才 完 成。为 原预计工期的1 ． 1 4 倍。由于注浆量增 大 ，工 期 拖延，费用相应增加。 由原设计单 孔 注浆每米 0 ． 8 1 3 J Y 元 的费用 ， 注 到保 证掘砌 施 工的 安全 。预测2 4 线 风井建 成，注 浆费用 每 米需 增至 2 ． 5 万 元。注浆总投资将 选6 0 0 万 元 。包括马头门等注浆和掘砌成井总费用至 少 需总投 资1 1 7 0 万元 。 4 风井位 置的重新选择 鉴 于鸡冠 嘴金矿2 4 线 风井的工程地质及 水文地质条 件的复杂性 和该 井一年来的 施工 实践。我们认为从技术上讲，该井有可能 建成，但可靠性 差J从 经济上讲 ，预 测建 成 需花基建投资 1 I 7 0 万元 ，这是很不台理 的。 而且 建成后， 由于鸡冠 山破碎带含水体和 侵 入岩 风化裂 晾含水体 及东南部大理 岩含水体 与2 4 线风井的水力联 通性 良好，通过 风井及 石门等井巷涌入井下的小时涌水量预测将增 加 1 0 0 m ， 年排水费 需增 加约3 0 万元 。根据 以上分 析 我们 建议 1避开 鸡冠山破碎带和 东南部大理 岩两大 含水 体，另选井位 } 2 充分 利用丰 富的地下水 资源， 将 2 4 线风井5 1 m 以下 丰富 的水 源加 以利用，变 害 为利}经水质化验后作为 生活饮用水 或工 业用水 来考虑 ， 充分发挥 已投入资 金的效果 。 为了解央这个 问题 ，我们按上级要 求， 深入现场详细调查研究，搜集了 全 矿 区 工 程，水文地质资料，依据鸡冠嘴金矿矿床赋 存特 点 、开采现状及 二期 的设计资料等 ，综 台考虑 了其它四个方案 与原方案进 行技术 、 经济 比较，择优选 取 。 4 ． 1 方案 简述 I方案 利用2 4 线风井 上段 ， 将风井 下 掘 至 一I 1 0 m， 即井深 1 4 0 m处 ，避开 东 南 部 大理岩溶段， 往北开凿一条 2 0 。 的 斜井 倒 段 至 一I 6 0 m中段，再以2 7 线下掘一条 净 直 径 3 ． 5 m的盲竖井至 一2 7 0 m中段，接 力 形 成 通风井的作 用。 Ⅱ方案利用一期 2 8 。 回风斜 井，地 表 包括加 高段 2 5 m～ 一1 6 0 m中段 的斜风井加 以改 造。在 一1 6 0 m中段2 0 线开 凿一 条 净 直 径 3 ． 5 m的盲竖井，直通 一2 7 0 m中段 ， 形成 一 、二期统 一的通风 系统。 Ⅱ方案 在 鸡 冠嘴金 矿一期工业场地 内 l 5 ～l 7 线间，新开凿一条3 0 。 斜井 代 替2 4 线 通风井 。井位选在主 矿体 底盘 与东南部大理 岩 中间较稳 固的闪长岩 中，地 面标 高 t 8 m 左右， 需加 高至 2 5 m标高 。从 地 表 1 5 I 7 线 间开 口，井 口 2 5 m～井底 一2 7 0 m中段 2 6 线处，斜长5 9 0 m，满足通风要 求，斜 井 净 断 面9 ． 2 m。 。 Ⅳ方案在 l 7 线ZK0 1 7 1 孔旁新开 一 条 净直径 ≠ 3 ． 5 m的 回风井， 代替 2 4 线风井。地 面标高 1 6 ． 3 m，低 于 最 高 洪 水 位 标 高 2 3 ． 3 l m，则井 口需增高至 2 5 m。井底 标 高 一2 7 5 m。总深度3 0 0 m，与 一1 6 0 、 一2 2 0 、 一 2 7 0 m三 个 中段连通 ，形 成通 风系 统。 4 ． 2 经 济 比较 以上几个方案 的经 济 比较见 附表。 4 ． 3 优、缺点 I方案优点 1充分 利用了 已施工 的工程 } 2 充分利用 了大 的临时设施， 3可 以避 开 1 5 1 m以下岩 溶地段 } 4 投 资比原 方案 ， I方案省 。缺 点 1工 一 20 一 有色 矿山 】 9 9 6 、 维普资讯 程 、水 文地质条件仍然很复 杂，施工 困难 没 有彻底解决 J 2竖 、斜 、竖三段 倒， 施 工 机具 多，施工 管理复杂，劳动生产 率低 ； 3 由于倒段 多， 影响基建 时 间，无法 承 担二阶段 一2 7 0 m中段基建任 务 。 Ⅱ方案 优点 1投 资最省， 2 基建工程量 最小 。缺 点 1改造 中相 当 复杂，一要 影响鸡冠 嘴金矿 一期生产，二在 改造中安全可靠性 差，因在建 2 8 。 斜 回 风 井 中 曾发生过 二次塌 方事故 } 2无法 承担 二 阶段 一2 7 0 m中段基建 任务 。 Ⅲ方案优点 1 安全 出口比其他四 个 方案 均 可 靠 2 可 以 承 担 二 阶 段 一 2 7 0 m中段基建任务 ， 3大 临 设 施 比 较简单。缺点； 1井 筒 长 度 大，斜 长 5 g 0 m； 2 设计选斜井线路较困难； 3 施 工 中难免不碰到破碎岩层 而影 响建 设速 度。 Ⅳ方案 优点 1参照 Z K0 1 7 l 孑 L ， 孔 深7 4 l m ，除地表有厚g ． 5 1 m 第四系 湖 积 土 层外 ，其 余全 为石英 正长 阎长玢岩 ，岩层单 一 稳 固。小时涌水 量最大 不 超 过2 0 m。 。对 鸡 冠嘴金矿而言 ，在ZK0 1 7 1 孔旁建风 井 较 为理 想。避开 了鸡 冠 山破碎带及其上盘 东南 部大 理岩含水体 ；彻底解决了 由于2 4 线 风井 工程 、水文地质条件复杂形成施 工 相 当 困 难 、并 有 突水 突泥淹井危 险这一难 题； 2 采取有效措施，顺利通过地表湖积土层后， 能确保 风井施工安全和 掘 、砌速度 ； 3 不会 因掘井疏于， 引起生活供水 站岩溶发育 区处塌 路，影响工农 间的矛 盾出现， 4 及时掘 到 一2 7 5 m井 底，可 以 承 担 二 阶 段 一 2 7 0 m中段 基建任务， 5风井 远 离 选 厂工业区，对工业区环保有好处； 6 投 资方面，为 第二省钱的 方案。缺 点 1 需重新 建一套大 临设施； 2 风井掘 、砌 过地表g ． 5 1 m 第四系湖积土层，施工中有 一 定的 困难； 3风井施工 图需重新 设计， 通风 、充填 、中段运输等系统需 做相应的调 整和 修改。 综上所述，第 Ⅳ方案，从技术上、经济 上 、施工、生产管理 及安 全上 、远 景规 划上 等均优于其他方案， 所以我们推荐第Ⅳ方案。 中国黄金总公司于 l 9 9 5 年 2月 2 7日至 3 月 2日在 北京召开 了湖 北黄石 鸡 冠 嘴 金 矿 联 营二期工程建设 方案 讨论 会。通过讨 论，决定采用第 Ⅳ方案。 5结论 在开采 系统相对 合理的前 提下，井位应 该布置在相对稳 固的岩层 中，尽量避开有 山 崩、滑坡及滚石危险的地段；对 有 大 构 造 带 、岩溶发 育区 、承 压水体 、流砂层 、松软 易崩解膨胀岩层等不 良工程地质的矿区，应 有专 门的工 程地质钻进行验 证。鸡冠嘴金矿 风井移 位，就 是 按 上 述 原 则，移 至 1 7 线 Z K 0 1 7 1 孔旁，水文地质简单，岩层单一 稳 固的石英正 长闪长玢岩 中。通过 实践证明 我们 的预测是准确的 。1 7 线风井掘 进中实 际 的小时涌水量小于l m。 ，井筒掘进时不支护 的段高，根据岩层稳 固情况确定统计结果； 5～ 1 0 m间 占总井深度3 4 ， 1 0 ～ 1 9 ． 9 m 间 占总 井 深 度2 9 ，超 2 0 m的 达 总 井 深 度 3 7 ，这 充分表明该井通 过的岩层属 中等 以 上稳 固岩 层。由于 1 7 线风 井施工条件 比较理 想， 便乇发 挥人的主观能动性 所 以在确保 安全 及质 量的前提下，成 井速 度月进尺 最高 迭4 5 m， 平均月进尺 4 2 ． 5 m J按 台 同工期提 前8 0 天建成， 为鸡冠嘴金矿 二期工程早 日建 成创 造 了条件 ，l 7 线风井施工快 完成时 ，矿 方见 到该 井施工条件好 ，则决定 再延 深5 0 m， 至 一3 2 0 m中段 ，更好地为二期工程 二 阶 段 承担更多的基建工 程量服务。 相应 矿 山获得了 良好的经济效益， 基建 投资 没有 突破 闭 口承包额3 6 0 万元 。 与 原 井 位建成 比，至少给建设 方节省 了基建投 资约 8 0 0 元 。达到了上级所要 求 “ 工期短 、 投资 省 、生产 安全 可靠 ”的 目标，为矿 山今后降 低生产成 本奠定 了一个 良好的基础 ，社会 效 益是 可观 的。 对鸡冠嘴金矿二期风井位置的修改与施w--／ E 先成 邮编3 2 5 o o 一 2 I 一 维普资讯