大型箕斗装载硐室快速施工.pdf

第 3 O卷第 4 期 2 0 0 9年8月 建 井 技 术 M I NE CONS TRUCT1 0N TE CH NOLOGY Vol _3 O No ．4 Au g ． 2 0 09 大型箕斗装载硐室快速施工 董瑞楷 ， 丁养红 山东华新建筑工程集团有限责任公司 ， 山东 新泰 ， 2 7 1 2 1 9 摘 要 介绍 了鲁新煤矿主井箕斗装载硐室采用下行分层法施工 的情况。整个硐 室分成 4层 ， 层 间设 3层现浇 钢筋 混凝土 底板 。3层 底板 待井 筒落底 后 ， 利 用临 时工作 盘施工 ， 实现 了 快速施 工 。 关键 词 箕斗 装载硐 室 ； 硐 室底板 ； 分层 法施 工 ； 临 时工作 盘 中图分类号 T D 2 6 4 ． 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 2 6 0 2 9 2 0 0 9 0 4 0 0 1 6 - 0 2 1工 程及地 质概况 山东新汶 矿业集 团鲁 新煤 矿位 于锡 林郭 勒盟 乌拉盖 管理 区境 内 ， 由济 南煤矿 设计研 究 院设 计 ， 设 计生 产能力 5 Mt ／ a ， 立井 开拓 ， 设主 、 副 、 风 3个 井筒 ， 位于同一工业广场 内 。主井井筒 深 3 0 9 ． 5 m， 净 直 径 5 ． 0 m， 主要 担 负整 个 矿 井 的煤 炭 提 升 任 务 。主井 箕 斗 装 载 硐 室位 于 井 深 2 5 6 ． 5 m 水 平 ， 处在井 筒正南 方 向 ， 临 时支护 为锚 网喷 ， 永 久支护 为钢筋 混凝 土 。硐 室掘 进体 积 1 1 2 1 ． 8 5 m。 ， 顶部 为半 圆拱 形 ， 净 高 2 0 ． 8 m， 净 宽 6 ． 2 m， 长 8 ． 2 6 m， 壁 厚 5 5 0 mm； 包 括 胶 带 机 运 输 巷 3 m， 操 作 室 1 ． 9 m， 信号 室 1 ． 3 m。 根 据地 质资料 ， 箕 斗装载硐 室位 于火 成岩 中 ， 岩石 质量 中等 ～ 良好 。主井井 筒基 岩段 由于进行 过地 面预注 浆 ， 浆 液扩 散半径 为 9 ． 6 7 m， 施 工箕斗 装载 硐室 时 ， 不会 有较 大涌水 。 2主要施 工机械 设备 箕斗装 载硐 室施 工 中 ， 充 分 利用 了主 井 井筒 施工机械化配套设备。J KZ 一 2 ． 8 ／ 1 5 ． 5型提升机 配 4 m。吊桶 提 矸 ， HS 一 4型 长 绳 悬 吊抓 岩 机 配 0 ． 4 m。抓斗 装 岩 ， S J Z 5 ． 5型 伞 钻 配 7 6 5 5型气 腿 式凿 岩机 打 眼 。在 井 口设 置混 凝 土集 中搅 拌站 ， 安装 1台 J S 一 7 5 0型 强 制 式 搅拌 机 和 P L D 1 2 0 0 A 型配料机。井下采用 MJ Y 一 4 ． 2 8 ／ 5 ． 0型单缝液压 伸缩 式整 体下 移金 属模 板 浇 筑 混凝 土 硐 室 部 分 收稿 日期 2 0 0 9 0 6 0 2 支设 木模板 ； 溜灰 管 下 料 ， 经设 置 在 吊盘 上 的 混 凝 土分灰 器入模 。 3施工 方案 考虑 到箕 斗装载 硐室结 构复 杂 ， 施 工难度 大 ， 为 保证施 工安 全 和工 程 质量 ， 采 用 下 行分 层 法施 工 。 即将 硐 室 分成 4个 分层 ， 从 上 向下 依次 将 各 分 层随井 筒一 并 掘 出 ， 锚 网喷 临时 支 护 紧跟 工 作 面 。每个 分层 掘进后 支木 模 ， 利 用 4 ． 2 8 m 高 的金 属 模 板 ， 与井 筒 同 时进 行 钢 筋 混 凝 土 砌 壁 作 业 。 考 虑到硐 室 底板 进入 井筒净 断 面 6 0 0 mm， 经分 析 比较 后 ， 决 定 施 工 硐 室 时 ， 预 留 3层 底 板 钢 筋 接 头 ； 待 井筒 落 底后 ， 将 大 模板 拆 除 ， 组装 l 临时工 作 盘 利 用模 板 绳悬 吊 来施 工 3层底板 。箕斗装 载 硐室结构及施工顺序见附图。 4施 工方法 4 ． 1 第 1阶段施 工 井 筒掘 进至 箕 斗 装 载 硐 室 上 方 l m 处 后 ， 停 止掘进 ， 将上 段井筒 加强 段砌好 。然 后清底 ， 下伞 钻打 炮 眼 ， 放坐底 炮 ， 将 井筒工 作 面矸 石平 至合适 位置 ， 并进行 锚 网喷 临 时支 护 。接 着按 照 测量 给 定的中腰线 ， 用 7 6 5 5型凿岩机打箕斗装载硐室上 室拱 部 炮 眼 ， 并 装 药爆 破 ， 边 掘 进 边进 行 临 时支 护 ， 直至上 室拱 部 掘进 完 毕 。随 后将 井 筒 中的矸 石出至硐室上室底板位置， 并进行临时支护后， 再 进行 硐室上 室墙 部掘进 ， 边掘 进边 进行 临时支护 。 第 4期 董瑞楷 ， 等 大型箕斗装载硐室快速施工 1 7 0 0 0 翻 二 童 I 第1 阶段 胶带机 j 上 l 操 作 室 、 、 ＼ 运输巷 ‘ 0 。 j 昌 蠢 I l ／ j j ／／ ． 、中室 上 0 ／ 第 Ⅱ阶段 0 i 第 ／器 ／ 罩 ’ 。 ＼ 中室 下 第 Ⅲ 阶 段 ＼ l 、 l 下室 ， 鉴＼ 曼 J 第Ⅳ阶段 ； ‘ ’ 辜 l I ． 卑- _ _ 。 。 4 ■ ‘ 1 ， j ． } ’ N 附图 箕斗装载硐室结构及施工顺 序 箕 斗装载 硐室上 室掘 进好 后 ， 进 行胶 带机运 输巷 、 操作 室 掘 进 ， 边掘 进 边进 行 临 时 支护 ； 掘 进 好后 ， 自下 而上 绑扎箕 斗装 载硐 室上 室 、 胶 带机 运输 巷 、 操作 室及 井筒段 钢筋 ， 稳立 模板 ， 一 次性完 成各 部 分 混凝土 浇筑 。 井筒 采用 s j z 5 ． 5型伞 钻 打 眼 ， 使 用 4 2 mm 十字 形合金 钎头 、 B 2 5 mm4 0 0 0 ram 中空 六 角 钢 钎杆 ， 眼深 3 ． 7 m。硐 室 采用 7 6 5 5型 气 腿 式 凿 岩 机配 9 4 2 mm 一 字形 钎 头 打 眼 ， 眼深 2 ． 0 m。爆 破 材料 选 用 规 格 为 3 5 mm 4 0 0 mm 的 T2 2 0型 岩 石水胶 炸药 和 毫 秒 延 期 电雷 管 ， 地 面 3 8 0 V 交 流 电源 引爆 。硐 室 内的矸 石 由人 工 倒入 井 筒 ， 再 用 HS - 4型长绳 悬 吊抓 岩机 装入 吊桶 后提 至地 面 。 箕 斗装 载 硐 室 上 室 临 时 支 护 为 锚 网 喷 锚 索 ， 井筒及 胶带 机运 输巷 、 操作 室临 时支护 为锚 网 喷。选用 2 5 mm2 2 0 0 mm 等 强 度 全 螺 纹 树脂 锚 杆 ， 间 排 距 均 为 8 0 0 mm， 每 根 锚 杆 配2个 Z 2 8 3 5型树脂 药 卷 。锚 杆 安 装 时 ， 其 尾 部 要 预 留 2 0 0 mm 长 ， 以便与永 久 支护 中 的钢筋 相 连接 。金 属 网 由 9 6 mm 钢 筋 点 焊 而 成 ， 网 格 尺 寸 1 0 0 mm 1 0 0 mm， 网 片规 格 1 0 0 0 mm 4 0 0 0 mm。金 属 网必 须 紧贴 岩 面 ， 搭 接 长度 不 低 于 1 0 0 mm， 搭 接 处用 1 2 号铁 丝连接 牢 固。喷射混 凝 土厚 1 0 0 mm， 强度 等级 C 2 0 。锚 索 为 l 5 ． 2 4 ram 6 0 0 0 mm 钢 绞线 ， 外露 1 0 0 mm， 间距 1 ． 6 m， 排 距 3 ． 0 m。锚 索 托板 用 2 O号槽钢 加 工 ， 长 3 ． 4 m， 沿硐 室 轴线方 向 将 相邻 2 根 锚 索连接 起来 。 井筒及 箕 斗 装 载 硐 室 永 久 支 护 均 为 C 3 0双 层 钢筋 混凝 土 。先 绑 扎 井 筒处 钢 筋 ， 然 后 自硐 室 端 头开 始 向井 筒 方 向绑 扎硐 室墙 部钢 筋 。横 筋用 搭 接方 式连 接 ， 纵 筋 用 直 螺纹 套 连 接 。钢 筋绑 扎 完 毕 ， 按 设 计 要 求设 置好 所 有 预 埋 件 ， 并 固定 牢 固 。接着 将 MJ Y 一 4 ． 2 8 ／ 5 ． 0型模板 松 开 下放 至井 筒 工作 面 ， 并 抄 平 找正 ， 然 后 支设 硐 室 墙部 模 板 ， 并 与井筒 模 板 连接 牢 靠 。硐 室 使 用 木模 板 ， 按 照 先 墙后 拱 的 顺 序 ， 自下 而 上 支设 。第 1模 必须 找 平 ， 确保模 板 上沿处 在 同一水 平 。模板 横 向使 用 ； 1 0 0 ram 1 2 0 mm 方木 竖 向钉 在 其 内侧 ， 间距 不 大 于 1 ． 0 m， 用于加 固。方木 上 、 下 两端 钻 眼 ， 锚杆 从 眼中穿过 ， 锚入巷帮 ； 找好线后 ， 紧 固螺帽。方木 内侧 自下 而上 绑上 横 向架 管并 打斜 撑 后 ， 再 用 扫 地杆顶紧顶实 ； 外侧铺设 3 0 ram 厚木板。装载硐 室 内用 钢架 管搭设 工 作平 台 ， 边施 工 边上 翻 ， 层 间 距 不 大 于 1 ． 0 m。墙 部 模 板 支 设 好 后 ， 浇 筑 混 凝 土 。在 地 面搅拌 好 的混凝 土通 过溜灰 管输 送至 吊 盘 上 ， 经 二次搅 拌后 ， 通 过铠 装管进 入装 载硐 室混 凝 土输送 斗 内 ， 供 井筒 与装 载硐室 墙部 浇筑使 用 。 混凝 土应 分层 连续 浇筑 ， 专人 振捣 ， 以确 保混 凝土 均 匀密 实 。墙 部混 凝土 浇筑 好后 ， 绑扎 拱部钢 筋 ， 支设 拱部 模 板 ， 浇 筑 井筒 与拱 部 混 凝 土 。浇筑 至 距井 筒模 板上 沿 2 0 0 mm 时 ， 停 止 浇筑 ， 让 混 凝 土 凝固； 过 1 2 h后 ， 上提井筒模板， 浇筑封 口， 使上下 部井 壁合 茬 。至此 ， 第 工阶段 施工 即告 完成 。 4 ． 2 第 Ⅱ， Ⅲ阶段施 工 第 Ⅱ， Ⅲ阶段 施工 方法 与第 工阶段大致 相 同 。 施 工顺 序 为 井筒 清底 井 筒放 炮一 井筒 出矸 锚 网 喷 支 护 一 硐 室 掘 进 锚 网 喷 支 护 一绑 扎 钢 筋～支 设模 板一 浇筑 混凝 土 。 4 ． 3第 Ⅳ阶段施 工 第 Ⅳ 阶段 段 高 7 ． 7 m， 1次施 工 比较 困难 ， 故 分 2个 小 段 ， 由上 而下 施 工 。上 段 高 4 ． 2 m， 下 段 高 3 ． 5 m。 4 ． 4第 V阶段 施 工 第 V阶段 为 3 层 钢筋 混凝 土底 板 。第 Ⅳ阶段 施工 完成 后 ， 继续 施 工 井 筒 剩 余 段 。待井 筒 落 底 后 ， 将 MJ Y 一 4 ． 2 8 ／ 5 ． 0型模板 拆 除后升 井 ， 组 装 临 下 转 3 6页 3 6 建井技 术 2 0 0 9年第 3 O卷 非 标 临 时罐 笼 每 个 配 2辆 MG1 ． 7 6 B型 矿 车 ， 提升 绳选 用 1 8 7 F C一 4 0 1 8 O型 钢 丝 绳 。 钢 丝绳 所受 的 最大 静 张 力 ， 提 物 时为 1 4 6 ． 9 8 k N， 提人时 为 1 2 3 ． 1 2 k N； 最 大 静 张 力差 为 9 9 ． 2 1 k N， 均可满 足提升 机强度 所要 求 的钢 丝绳所 受 的最大 静 张力 不超过 1 6 6 ． 7 7 k N 及最 大静 张力 差 不超 过 1 1 2 ． 8 2 k N 的规 定 。 3 ． 3改绞 平面布 置 根 据二期 工程 施工需 要 ， 改 绞 时 ， 井筒 中需布 置 的设 备 、 设 施有 非 标 临 时罐 笼 2个 ， 每 个设 罐 道绳 4根 、 防坠 制动 绳 2根 ， 罐 道绳 采 用 S GY一 2 0 型调绳 装 置拉 紧 ； 压 气 、 供水 管 各 1趟 ， 共 用 2根 钢丝绳 悬 吊 ； 排水 管 路 1 趟 ， 用 2根 钢丝 绳悬 吊 ； 井下 临时变 电所 电源 电缆 2趟 ， 用 2根 钢 丝 绳悬 吊 ； 通 讯 、 信 号 、 监 控 电缆 各 1趟 ， 共 用 1 根 钢丝绳 悬 吊 。井筒 中的各种管 线 ， 每 隔 3 0 m 用树 脂 锚杆 固定 在井壁 上 ； 其 悬 吊钢 丝绳 上 端 锁在 天 轮 平 台 钢梁 上 。 非标 临时罐 笼 平 面尺 寸 确 定 后 ， 首 先 确 定 2 个罐 笼位 置 ， 然后 布 置其他悬 吊设 施 ， 并绘 出井筒 临时改绞 平面 布置 图 图 2 。 4实 际效 果 刘店 煤矿二 期 工程 施 工 期 间 ， 由于提 升 能力 有保 证 ， 岩巷掘 进工作 面创 出 了平 均月进 尺 3 3 个 月超 过 1 1 0 m， 其 中 l 1 个 月 超 过 1 5 0 m， 最 高 月进 尺达 1 8 0 ． 2 m 的两 淮矿 区施工 新 纪 录。袁 店一 矿 主井 井筒 净直径 5 ． 0 m， 深 7 9 2 ． 5 m， 改绞 时采用 了 相 同 的 方 案 ， 二 期 工 程 施 工 中， 也 取 得 了好 成绩 连续 1 1 个 月平 均月进 尺超 过 1 l O m， 最 高月进 尺 达 1 5 6 ． 6 m 。 5 结 语 小 直径深 立井 改 绞 时采 用 非标 临 时罐 笼 ， 选 用 较大 的矿 车来 加 大提 升 能 力 ， 是确 保 二 期工 程 多工作 面 同时展开 ， 加快施 工进 度 ， 实 现快速 施工 的有效 途 径 。刘 店 煤 矿 主 井 井 筒 改 绞 的成 功 实 践 ， 为 小直径 深立 井井筒 临时改 绞提供 了经 验 。 作 者 简 介 袁长财 1 9 7 1 ， 男 ， 工程师 。1 9 9 4年 7月毕业于原 山西 矿 业学院， 一直从事矿建工程施工技术与管理工作 。 上接 1 7页 时工作盘 利用 3根模 板 绳 悬 吊 ， 然 后将 吊盘 和 l临时工作 盘分 别上 提至箕 斗装 载硐室段 。工 作盘 提至硐 室最下 一层 底 板 位 置后 ， 用钢 架 管搭 设 工 作平 台 。平 台上铺 设 l O O mmX 1 2 0 mm 方 木 ， 方木 上再铺 设 3 0 ram 厚 木 板 。该 层 底 板 上 预 留 的头 部溜 槽 、 装 载溜 槽 、 定 量仓 预 留孔 ， 在 地 面根 据实 际 尺寸 加工 好 木模 板 ， 找 好线 后 ， 放 置于 底 板上 ， 其 内侧 用 钢架管 固定牢 靠 。箕斗装 载硐室 底板 为 双 层 钢 筋 混 凝 土 结 构 ， 先 绑 扎 下 层 钢 筋 ， 后 绑 扎 上 层 钢 筋 ， 上 下 层 钢 筋 之 问 用 构 造 筋 连 接 牢 固。钢筋绑扎完毕 ， 按设计 要求设 置地脚 螺栓 等 预 埋 件 ， 然 后 浇 筑 混 凝 土 。 浇 筑 完 毕 ， 养 护 2 4 h ， 然 后 按 照 上 述 施 工 方 法 ， 依 次 施 工 上 两 层 底板 。 即施 工 。这样 ， 则需先将 井筒 模板拆 除升 井 ， 组装 临 时工作 盘 ； 待 底板施 工完成 后 ， 再 将井筒 模板下 井组 装 ， 施 工井 筒 剩 余 段 。并且 由于 硐 室底 板 已 进入井筒净断面， 施工井筒剩余段时 ， 需在已施工 完 的底板 上预 留悬 吊模 板 的钢 丝 绳孔 ， 大 大延 长 了施 工 时 问 ， 同 时底 板 施 工 质 量 也 得 不 到 保 证 。 而我们采用先施工井筒剩余段 ， 待井筒落底后 ， 将 井 筒模 板拆 除升井 ， 组装 临时工 作盘 ， 最后施 工硐 室底板 的方法 ， 仅 用 4 6 d就完 成 了整个硐 室施工 ， 比合 同工 期提 前 了 1 5 d 。既缩 短 了工 期 ， 也 防止 了井筒 施工 时放炮 崩坏 已施 工完 的硐室底 板 的现 象 出现 ， 有 效地 保 证 了底 板 施 工 质量 。这 一 快速 施工 技术 受到 了集 团公 司领 导 及 甲方 的好评 ， 并 为类 似硐 室施工 积 累了经验 。 作 者 简 介 5经 验与体 会 董瑞楷 1 9 8 O ， 男 ， 助理工程师。2 0 0 6年 7月 毕业于山东 根 据 以往经验 ， 主井 箕 斗装 载硐 室 钢筋 混 凝 科技大学采矿 工程专业， 一 直从事基建矿井施工技术及管理工 土底板 ， 往往 是在 施 工 完箕 斗 装 载 硐室 墙 部 后立 作， 现任内蒙 古沙章图 矿矿建项目 部主 管技术员。