锡铁山铅锌矿竖井延深工艺.pdf

第6 2 卷第4 期 2010 年11 月 有色金属 N o n f e I T O U SM e t a l s V 0 1 ．6 2 ，N o ．4 N o v ．20l0 锡铁山铅锌矿竖井延深工艺 杨通录1 ，陈赞成2 ，于跟波2 ，门瑞营2 1 ．西部矿业股份有限公司锡铁山分公司，青海锡铁山8 16 2 0 3 ； 2 ．北京科技大学土木与环境工程学院，北京1 0 0 0 8 3 摘 要针对锡铁山铅锌矿竖井延深的实际情况，在现场资料调查、理论分析及专家论证的基础上，提出了适合于锡铁山铅 锌矿竖井延深的施工技术及施T 方案。最终在施工工程保障措施的严格执行下，锡铁山铅锌矿竖井延深工程顺利竣工，为矿区深 部资源的平衡生产与稳定发展创造了有利条件。 关键词采矿工程；竖井延深；施工工艺；保安岩柱 中图分类号T D 2 6 2 ．5 文献标识码A 文章编号1 0 0 1 0 2 1 l 2 0 1 0 0 4 0 1 1 5 0 3 竖井延深工程是一项较复杂的系统工程，其设 计和施工具有普遍性，也具有特殊性‘1 。。在延深之 前，要结合矿山的具体情况，对延深的施工顺序、施 工方法、施工设备及其空间布置进行综合分析，以确 定合理的延深施工方案。井筒延深施工方案按工作 面的推进方向可分为自上而下式、自下而上式 反 井施工法 以及自上而下和自下而上同时进行 混 合式 三大类㈨。 在上述三类基础上，也有些地方采用了创新的 工艺。如莱芜铁矿马庄东副井用椭圆断面代替矩形 断面延深竖井，解决了矩形井延深施工的诸多不利 因素，提高了建井速度，降低了工程成本口1 。河台金 矿高村竖井延深利用辅助阶段延深方法，自行设计突 破了原设计深度‘4 1 。山东省蓬莱市大柳行金矿在最 大限度不停产的情况下利用措施井进行下向竖井延 深，最后实施与原竖井贯通”1 。在俄罗斯和其他国家 的一些矿井改造实践中，除了全断面延深的竖井延深 工艺外，还有一种两阶段延深工艺首先在井筒范围 内沿井筒轴线从准备水平掘进超前井巷 天井、大直 径钻孔 ，然后自上而下或自下而上将超前井巷道断 面扩大，形成所需的竖井井筒断面一。。 锡铁山铅锌矿位于青海省海西蒙古族藏族自治 州大柴旦工委锡铁山镇，地处柴达木盆地北缘中段， 地理坐标为东经9 5 。1 2 ’，北纬3 7 。2 0 ’，矿区海拔高度 在3 0 0 0 3 5 0 0 m 。随着锡铁山铅锌矿深部资源升级 和开发，通过矿山实际情况调查、理论分析论证及专 收稿日期2 0 1 0 0 5 0 5 作者简介杨通录 1 9 7 5 一 ，男，贵州长顺县人，工程师，主要从事 采矿技术管理等方面的工作。 家论证对已有的竖井进行延深，从而达到锡铁山铅 锌矿资源的进一步开发利用。井筒穿过地层主要为 砂岩，岩体水理性质较差，遇水有一定的软化、膨胀。 岩石中各种结构面发育，从工程的揭露情况可知，岩 石中主要发育有三组优势节理3 0 5 。，3 1 3 。和3 3 5 。， 与矿区断裂构造线一致，节理面平直，裂隙面绿泥石 化，局部充填方解石脉，闭合一微张，多数裂隙宽1 1 0 m m ，裂隙率1 7 2 5 条／m 2 ，节理将岩石碎裂成大 小不一的菱形碎块结构体。矿区断层构造亦较为发 育，断裂带宽窄不一，一般为泥质充填，未被胶结，为 主要的导水构造。岩层中富含裂隙水，局部为承压裂 隙水。岩石硬度高，抗风化能力比较差，岩体整体性 差，破碎强烈，由过去施工经验可知，经过紫色砂岩段 施工的井巷工程。掉块现象比较普遍，且易发生片帮。 混合井延深是将混合井延深四个中段，即从 2 9 4 2 m 中段延深至2 7 0 2 m 中段。井筒中心坐标x 4 1 3 2 5 6 1 ．6 1 7 ，y 4 6 1 8 1 6 ．9 9 8 ，延深起始标高 2 9 2 0 ．0 3 7 m ，井底标高2 6 8 0 ．0 3 7 m ，井筒延深深度为 2 4 0 m ，在2 8 8 2 ，2 8 2 2 ，2 7 6 2 ，2 7 0 2 m 四个水平设双侧 马头门。井筒内布置提升间、钢罐道梁和型钢罐道、 梯子间、管缆间、压气管路一趟、排水管路两趟。混 合井井简装备采用树脂锚杆支承托架固定，其中罐 道顶梁、挡罐梁、拉紧平台梁、管座梁、马头门框架梁 采用预留梁窝固定。 1竖井延深工程技术及工艺 由于混合井延深期间2 9 4 2 m 中段以上进行正 常的生产作业，故混合井延深施工从2 8 8 2 m 中段开 始，2 9 2 0 m 水平水窝以下留8 m 保护岩柱，将保护岩 万方数据 1 1 6 有色金属第6 2 卷 柱以下段井筒掘砌、安装完成后，混合井停产一个半 月，拆除保护岩柱、支护井筒并进行该段井筒设施安 装，最后整体形成提升系统。 混合井掘砌分为四个阶段进行，第一进行 2 8 8 2 m 水平以上段井筒施工，第二进行2 8 8 2 m 水平 至2 8 2 2 m 水平井筒施工，第三进行2 8 2 2 m 以下段井 筒的施工，最后进行保护岩柱的拆除和井筒支护、安 装施工。竖井延深施工工艺见图1 。 图1竖井延深施工工艺 ’F i g ．1 T e e h n o l o g yo fd e e p e n i n gv e r t i e a ls h a f t 1 ．1 第一阶段施工 1 措施工程。根据现场实际情况和凿井设 计，凿井设施全部布置在2 8 8 2 m 水平，该水平主要 措施硐室及巷道工程包括稳车硐室、提升机硐室、 绳道等工程。最终以实际发生工程量为准。在绳道 的开挖和支护施工期间，同时采用吊罐法小井反掘 2 8 2 2 2 8 8 2 m 井筒。 2 2 8 8 2 ～2 9 1 2 m 段井筒施工。从2 8 8 2 m 水平 南侧车场巷道施工绳道到达2 9 0 5 m 水平井筒位置， 然后从2 8 8 2 m 水平反掘2 m 2 m 小井与绳道贯通。 利用绳道通行人员、机具，反掘小井排碴，搭设脚手 架平台进行天轮硐室掘支施工。天轮硐室施工完毕 后，自上而下刷大井筒，短掘短支，局部临时支护采 用5 0 m m 喷射混凝土。采用建筑组合模板和槽钢拱 架砌筑井壁，搅拌机设置在2 8 8 2 m 水平车场北侧， 混凝土由混凝土输送泵通过绳道利用溜灰管和活节 入模。在该段掘支施工过程中，根据凿井布置设计 要求，需要将翻矸平台和导向平台的部分主梁预埋， 同时在2 8 8 2 m 水平马头门处根据设计预留马头门 框架的梁窝，同时将掘支完成2 8 8 2 m 水平马头门和 部分摇台基础坑，摇台基础拆模后，与井筒相邻的缺 口部分先利用水泥砂浆砌筑砖墙填平，以利于临时 设施安装和施工设备通行。’为了方便人员和材料的 运输，保证施工安全，在该段井筒刷大、支护施工过 程中，需要在2 9 0 5 m 水平搭设临时封口平台。 3 2 8 8 2 m 水平部分凿井设施安装工程。在井 筒刷大至2 8 8 2 m 水平以下5 m 即2 8 7 7 m 位置 处 时，井筒掘进暂时停止，开始进行部分凿井设施的安 装，安装的内容包括天轮平台、导向平台、2 8 8 2 m 临 时封口盘、主提升卷扬机、模板稳车、整体液压金属 模板、吊盘稳车、抓岩机稳车、稳绳稳车、安全梯稳 车、放炮电缆稳车。同时安装压气、供水、通风、供 电、信号、通讯、混凝土溜放系统。 1 ．2 第二阶段施工 1 在部分凿井设施安装完成后，利用已经形 成的2 8 2 2 m 至2 8 8 2 m 小井，小井断面为2 m 2 m ，开 始从2 8 7 7 m 向下刷大支护至2 8 2 2 m 水平，提升采用 主提升卷扬机，出碴在2 8 2 2 m 水平，支护利用 2 8 8 2 m 水平的混凝土搅拌机搅拌成品混凝土通过溜 灰管配活节人模，模板采用已经安装完成的液压整 体伸缩式金属模板。 2 2 8 8 2 m 水平部分凿井设施安装工程。在井 筒刷大至2 8 8 2 m 水平以下3 0 m 即2 8 5 2 m 位置 处 时，井筒掘进暂时停止，开始进行剩余部分凿井设施 的安装，安装的内容包括翻矸平台、2 8 8 2 m 封口盘、 测量平台、吊盘、稳绳稳车、安全梯。同时安装稳绳 悬吊、吊盘悬吊、安全梯悬吊系统。 1 ．3 第三阶段施工 2 8 2 2 m 至2 6 8 0 m 井筒施工采取普通法正向掘 砌，两掘一支混合作业方式。钻爆法开挖，长绳悬吊 抓岩机抓岩，1 ．5 m 3 吊桶提升，废石经2 8 8 2 m 水平翻 矸转载系统卸至2 m 3 矿车内，由7 t 电机车牵引到 2 8 8 2 2 8 0 2 m 斜坡道溜井系统，装入自卸汽车经过斜 坡道排到地表废石场。井筒施工遇马头门、摇台基础 时，在2 8 8 2 ，2 8 2 2 ，2 7 6 2 m 三个水平井筒施工期间马头 门按设计长度开挖，两侧各支护5 m ，摇台基础支护开 挖和支护长度为5 m ，没有整体混凝土支护的马头门 段落采用5 0 r a m 喷混凝土临时支护。待斜坡道延深 到这三个水平后在进行其他工程的施工。2 7 0 2 m 水 平马头门和摇台基础按照设计开挖和支护。 1 ．4 第四阶段施工 竖井掘砌到底后，进行2 6 8 0 2 8 8 2 m 井筒装备 安装，安装结束后，将凿井设施 除天轮平台 全部 拆除，将2 8 8 2 m 井口、天轮平台封好。停止上部井 万方数据 第4 期杨通录等锡铁山铅锌矿竖井延深工艺 1 1 7 筒生产提升，人员通过绳道进入天轮平台，在天轮平 台上搭设平台，利用Y G Z 一9 0 潜孔钻机钻凿上向孔， 分次分段崩落岩柱，崩落的矸石通过天轮平台，落到 2 8 8 2 m 水平马头门处。保护岩柱在崩落时，根据岩 石的稳定情况进行临时支护，临时支护采用5 0 r a m 喷混凝土。岩柱全部崩落后，在天轮平台上搭设平 台、脚手架支架进行支护，支护采用槽钢拱架和建筑 组合模板，2 8 8 2 m 水平搅拌机搅拌混凝土，输送泵通 过绳道泵送混凝土至工作面入模。井筒支护完毕 后，拆除原井筒底部防撞梁等设施，安装罐道梁及罐 道，悬挂安全绳，罐笼试运行、调试。 2 竖井施工工程保障措施 通过精心组织，合理安排，通盘考虑，既要保证 上部生产的正常进行，完成产量任务，实现经营目 标，同时也要保证竖井延深的顺利进行。为了处理 好这一矛盾，采取以下一些措施。 1 建立健全质 量管理制度，配备专职质量工程师进行质量管理和 检查工作。 2 严把原材料质量关，工程材料要有 出厂合格证和有效的检验证明。 3 强化质量培 训，对参与施工的人员要进行规程、规范和标准的培 训。 4 采用光面爆破技术，以保证井筒规格，减少 超欠挖。 5 保证混凝土搅拌站配料准确，混凝土 输送泵运行状态良好。 6 施工前，技术人员应进 行详细的现场和文字技术交底，施工人员应严格按 规程、规范和技术交底进行施工。 7 各有关部门 要做好各项记录和原始检查记录，以及各种技术资 料的收集整理工作，确保资料完整、及时、客观、准 确，做到资料整理与工程进度同步。 8 强化工序 管理，完善质量监督、检查体系。坚持班组自检、交 接互检和质检人员专检制度，各道工序都要树立下 道工序就是用户和对用户高度负责的思想。 9 将 职工收入与质量挂钩，严明奖罚，对工程质量做出较 大贡献的人员或班组给予重奖。 1 0 施工过程中 严把“三关”。一是图纸关，用于现场施工的图纸必 须经过严格审核；二是测量关，保证测量放线准确无 误，符合设计要求；三是严把试验关，杜绝不合格材 料及半成品进入工程实体。 3结论 在锡铁山铅锌矿竖井延深过程中，由于采用一 系列新工艺与新技术，不仅在技术、质量上达到一次 成井的建井水平，而且在连续生产、节约资金方面， 发挥了一次成井的建井方法所不能替代的作用，锡 铁山铅锌矿竖井延深是在不影响矿山正常生产的前 提下，通过矿山实际情况调查、理论分析论证及专家 论证的技术上设计实施的，并如期按照设计要求达 到了矿山安全生产的要求，为锡铁山铅锌矿深部资 源的平衡生产与稳定发展创造了有利条件。 参考文献 [ 1 ] 赵宏胜，阎永彦，崔永刚，等．矿井延深工程设计与施工探讨[ c ] ／／全国金属矿山采矿薪技术学术研讨与技术交流会论 文集，2 0 0 7 1 8 1 一1 8 4 ． [ 2 ] 卞孝金．立井井筒延深施工的方法[ J ] ．科技资讯，2 0 0 7 ， 1 9 4 8 ． [ 3 ] 江杰才，崔建井，葛久峰．改变井型延深呸井设计与施工[ J ] ．山东煤炭科技，2 0 0 2 ， 2 1 3 一1 5 ． [ 4 ] 陈友东．河台金矿高村竖井延深新工艺与新技术的应用[ J ] ．黄金，2 0 0 3 ，2 2 2 7 2 9 ． [ 5 ] 穆锡川I ，郭祥武，倪守福，等．措施井延深竖井在大柳行金矿的应用[ J ] ．黄金，2 0 0 4 ，1 5 4 2 3 2 6 ． [ 6 ] 胡爱华．扩大天井竖井延深法[ J ] ．世界采矿快报，1 9 9 9 ，1 5 2 2 5 2 7 ． T e c h n o l o g yo fD e e p e n i n gV e r t i c a lS h a f ti nX i t i e s h a nL e a d - z i n cM i n e Y A N GT o n g l u l ，C H E NZ a n c h e n 9 2 ，Y UG e n b 0 2 ，M E NR u i y i n 9 2 1 ．X i t i e s h a nB r a n c ho fW e s t e r nM i n i n gC o ．L t d ．，X i t i e s h a n8 l6 2 0 3 ，Q i n g h a i ，C h i n a ； 2 ．S c h o o lo fC i v i la n dE n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n g ，U n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yB e i j i n g ，B e i j i n g10 0 0 8 3 ，C h i n a A b s t r a c t B a s e do no n - s i t ei n v e s t i g a t i o n ，t h e o r e t i c a la n a l y s i s ，a n de x p e r ta p p r a i s a l ，t h ev i a b l ec o n s t r u c t i o np r o g r a m sa n d t e c h n i q u e sf o rd e e p e n i n gt h ev e r t i c a l s h a f ti nt h eX i t i e s h a nL e a d Z i n cM i n ea r ed e s i g n e d ．U n d e rt h es t r i c t i m p l e m e n t a t i o no ft h es a f e g u a r dm e a s u r e s ，t h es h a f te x t e n s i o np r o j e c ti st u r n e do u tt ob eaS U C C E S S ，w h i c hh a sl a i d af a v o r a b l ef o u n d a t i o nf o rb a l a n c ep r o d u c t i o na n ds t a b l ed e v e l o p m e n to ft h ed e e pm i n e ． K e y w o r d s m i n i n ge n g i n e e r i n g ；d e e p e n i n go fv e r t i c a ls h a f t ；c o n s t r u c t i o nc r a f t ；s e c u r i t yr o c kc o l u m n 万方数据