千米深井大型绞车基础浇筑施工技术.pdf

1 3 8 东堪最 科技 2 0 1 4 年 第 7 期 千米深井大型绞车基础浇筑施工技术 孟令岩 国投新集能源股份有限公司口孜东矿， 安徽 阜阳2 3 6 1 5 3 摘要通过自主创新， 千米深井绞车基础通过锚注后铺设泡沫板、 2 O号工字钢等措施， 有效保证了基础的整体性， 防止深井 高地压条件下基础因地压变形破坏基础的完整性事故的发生， 保证了矿井的正常生产， 对类似条件下设备基础施工有一定的 参考价值 。 关键词 千米深 井 应力集中 预 留螺栓孔 绞车基础 中图分类号T D 5 3 4 文献标识码 B d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 52 8 0 1 ． 2 0 1 4 ． 0 7 ． 6 4 Po ur i ng t e c hn ol og y o f l a r g e wi nc h f o un da t i on o f ki l o me t e r de e p s ha f t Ab s t r a c t T h r o u g h i n d e p e n d e n t i n n o v a t i o n，r e f o r me d t h e w i n c h f o u n d a t i o n o f k i l o me t e r d e e p b y t h e l a y i n g o f f o a m b o a r d a f t e r b o l t g r o u t i n g，I b e a m 2 0 ．e f f e c t i v e l y e n s u r e d t h e fou n d a t i o n i n t e gri t y ，p r e v e n t t h e i n t e gri t y d e f o rm a t i o n d a ma g e o f f o u n d a t i o n i n d e e p h i g h p r e s s u r e c o n d i t i o n s ，g u a r a n t e e t h e n o rm a l p r o d u c t i o n o f mi n e ，h a v e c e r t a i n r e f e r e n c e v a l u e for f o u n d a t i o n c o n s t r u c t i o n u n d e r t h e s i mi l a r c o n d i t i o n s o f e q u i p me n t ． Ke y wo r d s k i l o me t e r d e e p s h a f t s t r e s s c o n c e n t r a t i o n r e s e r v e d b o l t w i n c h F o u n d a t i o n 口孜东矿地面标高 2 7 ． 7 m， 第一水平标高为 一 9 6 7 m， 属千米深井， 地压灾害严重， 巷道极易变形。 以口孜东矿中央 1 31 采区轨道上山绞车基础浇 筑施工为例 ， 探讨减少应力集中对绞车基础的影响。 1 工程简介 中央 1 3 1 采区轨道上山绞车房硐室施工设 备基础， 基础挖掘尺寸长 宽 高 1 0 2 0 0 8 4 0 0 3 9 0 0 m m， 浇筑混凝土强度 C 4 0 。基础基岩 以砂岩、 砂 质泥岩为主 ， 整个基础施 工分为 两个 阶段 绞车基 础 挖掘的施工为第一阶段 ， 绞车基础的浇筑及维护为 第二阶段。绞车基础平剖面图分别见图 1 、 图2 。 2 第一阶段的施工 第一阶段是基础挖掘的施工。 1 按照设计测量放线， 先将绞车主轴中心线和提 升中心线定位， 然后将硐室底板按照设计标高整平， 根 据主轴、 提升中心线用白灰画出基础毛断面边线进行挖 掘。基础中心误差 3 0 m iT t ， 长、 宽、 深误差 5 0 ra i n ， 腰 收稿 日期2 0 1 4 0 5- 0 2 作者简介孟令岩 1 9 8 7一 ， 男， 安徽 萧县人， 采矿助理工程师， 2 0 0 9年毕业于安徽理工大学采矿工程专业， 现在口孜 东矿从事技 术管理 工作 。 线至基础上沿误差 3 0 m m， 壁厚误差0 - 50m m。 图 1 绞车基础平面 图 盟 【 ． 、 、 、 l 泓 Ⅲ ＼ { 。 【 ／ ／ _ ● I I ’ 一 一 I 卜 ． ‘ ’ 一 ‘ ． l { 一 i l I ● ● ● ● ● ● I ‘ ‘ ．I - l。 。 ‘． ． ． ． ． ． ．- ． 图2 绞车基础剖面图 2 采用放松动炮配合风镐挖掘， 严格执行光面 2 0 1 4年第 7期 互瞒蒺 舛技 l 3 9 爆破 。 3 耙矸机配合人工装矸、 刮板机排矸。 4 基础内遗留残货采用人工吊运出净 自制简 易吊篮 。 5 基 础开挖 时要 边施 工边 进行 锚 网喷 一次 支 护， 锚杆采用左旋无纵筋专用 Ⅱ级高强螺纹钢加工 ， 规格 西 2 2 2 5 0 0 ra m， 每根锚杆使用 3卷 M S K 2 8 5 0型 树脂锚固剂。锚 网规格 1 6 0 0 X 9 0 0 m m， 混凝土帮部 喷厚7 0 m m， 底部2 0 0 m m， 喷射混凝土强度为 C 2 0 。锚 网循环内连接采用锚杆 钢带 压茬、 循环间采用勾 结法连接 ， 锚网搭接不小于 l O O m m， 采用双股 1 2 铁 丝联网 点间距不大于 3 0 0 ra m 。若坑内有积水 ， 坑 内要放置2台风泵进行连续排水。 6 基础四周及底板一次支护后， 对底板及帮部 进行注浆加强支护。锚注管采用6分焊管制作 ， 钢管 为 2 2 m m， 壁厚 3 m m。单排锚注管长 2 0 0 0 m m， 双排 锚注管长2 6 5 0 m m， 杆体上每隔2 0 0 ra m按 T字型梅花 布置 5 m m注浆孔 ； 端部车 7 0 m m的丝扣， 制作 M 2 0 螺纹。在锚注管外段 2 0 0 m m处缠绕麻丝 棉丝 ， 将 其装入眼孔， 管头外露不大于 5 0 m m。注浆材料 以单 液水泥浆为主， 注浆水泥采用 P ． C 3 2 ． 5复合硅酸盐 水泥， 水灰比为 0 ． 7 1 。注浆扩散半径按巷道围岩裂 隙考虑， 取 3 ． 5 5 ． O m， 注浆终压为 3 M P a 。 7 底板注浆加固后铺设 2 0 工字钢。每根工字 钢长度 为 8 m， 沿绞 车 主轴 中心 线 方 向铺 设 ， 每 5 0 0 m m一道 ， 共 2 0道。工字钢两边用锚杆及压板固 定在底板上 。 3 第二阶段的施工 3 ． 1 大体积 混凝 土 的浇 筑 混凝土浇筑前在基础帮部东、 西、 北三侧面安设 3 ． 5 m高、 0 ． 2 m厚泡沫板作为缓冲层， 减少基础与周围 围岩的相对滑动摩擦力 ， 对围岩压力有一定的缓冲空 间， 最后再进行整体浇筑 C 4 0混凝土。C 4 0混凝土配 比为水泥 P ． 0 4 2 ． 5 黄沙 碎石 1 1 ． 0 8 2 ． 5 3 ， 水灰 比0 ． 3 9 ， 黄沙为中粗沙， 碎石粒径 1 6～ 3 1 ． 5 m m 。混凝 土采用人工搅拌， 一次施工完毕， 工作面不少于两台振 动棒进行振捣。混凝土表面严禁出现裂缝、 蜂窝及麻 面等现象。浇筑混凝土时， 要对称浇筑， 分层厚度不超 过 5 0 0 ra m， 振捣表面出现浮浆即可。施工中为增加基 础整体性， 浇筑时加入废旧锚杆、 锚网， 严禁留施工缝。 浇筑过程中为防止因一侧混凝土浇筑高度过高 ， 造成 一 侧压力大， 模板跑模变形， 采用沿模板周围均匀浇筑 方式 ， 并严格控制一次浇筑厚度 。 3 ． 2 模板的组装及立设 因井下条件限制， 模板在地面加工 ， 井下组装 ， 选用厚 3 0 m m木料加工， 施工现场一次立模。为防止 基础浇筑时跑模 ， 采用钢管脚手架辅以木料相结合 加固模板。立模 包括摆放预留孔盒 要结实、 牢 固 预留螺栓孔盒必须露出地平面并采用木制拉条固 定 ， 砼配比要符合设计要求。根据预留螺栓孔深度 分层进 行浇筑、 立模 预 留孔至底板距离依 次为 5 0 0ram、 1 3 8 8 mm 1 1 4 0ram 2 4l Omm 1 1 0 5 ram 2 6 9 8 m m、 2 3 3 0 m m 。按施工图支设模板 ， 缝隙处用水 泥浆封孑 L ， 整体模板不得漏水。 3 ． 3预 埋螺 栓孔 的施 工 预埋螺栓孔施工是绞车基础浇筑的重中之重， 必须保证预埋孔中心位移小于 3 0 r n m， 深度允许误差 0～ 3 0 m m。预 留螺 栓规 格 2 0 02 0 0 m m 4个 、 8 0 8 0 m m 2 2个 、 1 3 0 X 1 3 0 m m 2 4个 、 1 3 0 X 1 7 5 m m 4个 。 基础表面平整光滑， 接茬平整无 台阶， 无蜂窝麻面。 基础表面使用水平尺度量， 预 留螺栓孔标高由测量 实测。预埋螺栓孔模板采用 P V C管加工 ， 辅以木料 加固。模板采用 P V C管与采用常规木模板相 比较 ， 易拆模 ， 不易变形 ， 二次浇筑基础整体性好。 3 ． 4二次浇灌 1 浇灌前清洁基础表面， 不得有碎石 、 油污等 杂物； 灌浆前 2 4 h要充分湿润基础表面， 灌浆前 1 h清 除积水； 二次浇灌前必须对一次浇灌面凿毛处理。 2 灌浆从一侧或相邻两侧多点进行灌浆 ， 直至 从另一侧溢出。 3 灌浆开始后必须连续进行并尽可能缩短灌 浆时间， 灌浆过程中严禁振捣， 灌浆后 3～ 6 h 将灌浆 表 面压光 。 4 灌浆完 毕后 3 0 m i n内应立 即加 盖并保持 湿润 。 3 ． 5 基础混凝土的维护 基础浇筑 2 4 h后方可拆除模板， 拆模后要及 时 洒水养护， 养护期 2 8 d ， 前 7 d每班一次， 7 d后一天洒 水 养护一次 。 4结语 1 矿压观测数据表明， 绞车基础采取锚注、 铺 设泡沫板与 2 0号工字钢处理后， 连续半年基础底鼓 量为 O m m， 有效地控制住了基础的稳定性。 下转第 1 4 7页 2 0 1 4年第 7期 童堪晨 斜救 1 4 7 图中所用符号为 A 。 、 B 。 一两井盖上中心小孑 L 的中心位置； A ； 一钢丝 中心位置 ； e 一钢丝中心偏离小孔 中心的距离， 即等于 1 ／ 2△ d ‘ P i e 与两孔中心连线的夹角； 0 一 由 e 引起 的投 向误差 ； C 一 两小 孔 中心的距离 ； 如 图 I 所示 ， 假定 投点 时 ， B 。 点 没有 误 差 ， 只有 A 0 点一线量误差 e ， 而由此引起的投向误差为 由正弦定理得 要 1 S g nU A s t r t ‘ 令 A B 。 C， 则 1 式为 0 A ” e A S L n O i 2 A -_ p L z， 由 2 式可知， 0 的大小不仅取决于 和 C的 大小 ， 还 与 的大小有 关 ， 由于 A 可 以处在 以 A 。 为 圆心 ， 以 e 为半径的圆周上的任意位置， 即 可在 0 2 r 之间变化。由真误差求其中误差 [ O A O a ] e ． m O A m 式 中 n 则 “ m 』 02 S t 。 n 如 ， 鲥 J 口 通过积分运算得 2 e2 p ” m 鲋 甜 3 同理可得 由 B 。点 的投 点误差 而引起 的投 向 误 差 e n p” 由于两根垂球线的投点方法相同， 令 e e e 则 总的投 向误差 2 P“ C e e2 ” ” 6 选用钢丝直径 1 ． 5 m m， 小孔直径 2 ． O m m， △d 0 ． 5 m m， 计算地面投向误差为 l I 3 ” 4 两井定向时应注意的问题 I 钻有小孔 的钢梁必须牢 固 固定 ， 在井 下连接 测量 时 ， 必须检查钢梁是否移动 。 2 投点时， 穿过小孔 的钢丝必须保持铅垂状 态， 否则由钢丝弹性引起的误差是很大的。 3 钢 丝直 径 与小 孔 直径 之 差 △d0 ． 5～ 1 ． O m m为宜 。 4 在定向方案设计时如果投向偏差较大， 应在 误差预计时予以考虑 。 4 【 参考文献】 [ 1 ] 刘延伯． 工程测量． 北京； 冶金工业出版社， 1 9 8 4 [ 2 ] 周 立吾等． 矿 山测量学． 生产矿 井测量第一分册； [ M] ． 中国矿业大学， 1 9 8 7 ， [ 3 ] 袁伟平． 探讨提高两井定向成果解算精度的方法 有 色金属 矿 山部 分 ， 2 0 0 5 o 4 上接 第 1 3 9页 2 因地压灾害严重， 地应力集中， 基础挖掘后 采用锚网喷注浆 铺工字钢 ， 浇筑时基础帮部安设 泡沫板作为缓冲层， 明显减少 了应力集中对基础 的 影响 。 3 模 板采用脚手架和木料 加 固， 减少 了浇筑 工 程中的模板跑模变形。预埋螺栓孔采用 P V C管， 减 少了拆模的难度 ， 同时减少因木模板难清理， 造成二 次浇筑质量差， 基础整体性差等问题。 【 参考文献】 [ 1 ] 黄玉诚 ．高水速凝材料巷旁充填留巷的矿压观测研 究[ J ] ．煤炭开采， 1 9 9 5 ， 2 3 53 7 ． [ 2 ] 杨 本生 ．高水 固结尾 矿砂 充填 体 力 学特 性 的研 究 [ J ] ．黄金， 2 0 0 0 ， 4 1 11 4 ． [ 3 ] 权学金， 李广余等 ．巷旁充填沿空留巷技术应用[ J ] ．煤炭科技 ， 2 0 0 6 ， 1 2 0 2 1 ． [ 4 ] 彭晓亚， 卢燕等 ．沿空留巷高水灰渣速凝材料充填 技术分析[ J ] ， 山西焦煤科技， 2 0 0 9 ， 2 1 1～ 1 3 ． [ 5 ] 罗平平， 何 山等 ．岩体注浆减沉理论研 究现状及展 望[ J ] ．山东科技大学学报自然科学版 ， 2 0 0 5 ， 2 4 1 4 6～ 4 8 ． [ 6 ] 刘沐宇， 徐长佑 ．地下采空区矿柱稳定性分析 [ J ] ． 矿冶 ， 2 0 0 0， 3 1 1 9～ 2 2 ．