大吉山钨矿明副竖井的快速施工.pdf

第 l 8卷第 1 期 2 O o 4年 3月 茵毛 詹 J i a n g x i No n f e r r o u s Me VD 1 ． 1 8 ．No ． 1 【ar ．2 Oo 4 文章编 号 1 0 0 5 2 7 1 2 2 0 0 4 0 1 0 0 1 9 0 5 大吉山钨矿 明副竖井 的快速施工 徐 思凌 江西省矿山隧道建设总公司 ， 江西 分宜 3 3 6 6 0 0 摘 要 介绍了大吉山钨矿明副竖井采用混合作业的施工机械化设备系统的布置、 实施及主要特点， 该系统根据 井筒的直径和深度 ， 采用 了国内先进适用的施 工新技术 、 新工艺、 新装备 ， 实行滚班正规循环作业 ， 实现 了立井井 筒的快速优质安全施工 。 关键词 竖井； 施工机械化； 快速施工 中图分类 号 T D 2 6 2 ． 1 1 文 献标 识码 A U 月 lJ 舌 大吉山钨矿深部开拓工程 明副竖井设计净直 径 5 m， 浇筑混凝土厚度 3 0 0 m m， 井深 3 2 8 、 6 5 m 其 中井颈 3 0 ． 3 2 m ， 井身 2 9 8 ． 3 3 m ， 井筒穿过的岩层为 硅质砂岩 ，构造裂隙中夹石英岩岩脉和花岗岩 ， 岩 石致密坚硬 ， f 一8 1 2 。井简最大涌水量为 1 5 m 3 ／ h 。 无瓦斯， 地层有杂散电流。 该工程由江西省矿 山隧道建设 总公司第二工 程处施工， 2 0 0 3 年 1 月 1 3日开始施工井身 ， 当年 7 月 1日施工到设计深度， 质量优 良， 安全状况 良好 。 平 均 月成 井 5 2 、 6 5 m， 最 高 月 成 井 7 1 、 5 m， 居 全 国先 进水平 全国立井平均月成井 4 0 m 。 1 施工机械 化混合作业 1 ． 1 提升 与 出碴 采用 Ⅱ型钢 管亭 式凿 井 井架 ，天轮平 台高 1 7 、2 5 m， 面积 6 m 6 m， 翻碴平 台高 5 ． 8 m， 井架底跨 1 2 mx l 2 m。 凿井吊盘、 施工设备 、 提升系统布置见图 1 、图 2 。长绳悬 吊式抓岩机的专用绞车布置在地 面， 操作则在井底工作面。吊盘绳 4根 左右捻各 2 根 ， 呈对角布置 ， 其 中 2根兼作稳绳 ， 另 2 根在 中 后期兼挂排水管和水泵电缆。 压风管、 供水管、 下溜 混凝土管共用 1 台双筒 1 6 t 稳车，模板 由 3台 1 0 t 稳车悬吊， 风简采用井壁固定悬挂 。 主提升钢丝绳、 模板钢丝绳采用双层不旋转钢丝绳 ； 吊盘绳 、 风水 管 、混凝土管钢丝绳采用左右捻钢丝绳对称布置。 图 l 吊盘 及施工设备布置 图 1 ． 吊桶； 2 吊 盘绳； 3 、 模板悬 吊绳； 4 ． 信号 电缆； 5 ． 抓岩机及悬吊绳； 6 ． 溜 混凝土管； 7 ． 压风管； 8 ． 供水管； 9 ． 吊盘绳； 1 0 , 抓岩机控制电缆； l 1 ． 模 板悬吊绳； 1 2 ． 照明电缆； 1 3 ． 水箱； 1 4 ． 离心水泵； 1 5 ． 吊盘绳； 1 6 ． 排水管； l 7 ． 通讯电缆； 1 8 ． 风筒； 1 9 ． 模板悬吊绳； 2 0 ． 放炮电缆； 2 1 ． 中线钢丝绳 为便于集 中控制 ， 采用双翼集中布置。 主提升机选用 J T 1 6 0 0 x 1 2 0 0 2 0型绞车，电机 型号 J R 1 2 7 8 、功 率 1 3 0 k W、转 速 7 3 2 r ／ m i n ，绞 车最大绳速 3 ． 0 7 m，配 2 8 m m双层不旋转钢丝绳 、 5 t 钩 头 、 1 ． 5 m 座 钩 式 吊 桶 ，滑 架 及 伞 帽 宽 2． 01 m。 采用 D T Q 4型长绳悬 吊式抓岩机 ，抓斗容积 0 ．4 m ，配 J Z 2 T 一 1 0 ／ 9 5 0型专 用绞 车 ，绳速 0 ． 1 3 0 ．3 4 m ／ s ， 可容绳量 9 5 0 m， 设有闭锁装置 。抓岩机绞 车设在地面 ， 在井底操作 ， 用行程开关接控制电缆 收稿 日期 2 0 0 3 1 2 2 0 作者简介 徐思凌 1 9 5 4 一 ， 男 ， 江西丰城人。 教授级高工， 长期从事矿井 、 隧道、 建筑工程的施工技术管理 。 维普资讯 2 0 ‘ i 『 毛 屋 第 l 8 卷 年 ． 】 } r 】 {I． ． 】 }I ，‘ _38600 一】 【 图 2 凿 井提升 系统 布置图 1 ． 提升机； 2 ． 模板用凿井绞车； 3 吊 盘兼稳绳用凿井绞车； 4 ． 压风 、 供水 、 混凝土管用凿井绞车； 5 ． 抓岩机用凿井绞车； 6 ． 凿井井架 控制其上提和下放。抓岩机配 2 1 ．5不旋转钢丝绳 悬挂。为减少钢丝绳的晃动 ， 井筒 内每隔 l O O m设 固定稳绳杆。 井 口设 6 m ， 矸石仓 1座 ，采用座钩式 自动翻 碴。翻碴 门和漏斗闸门由信号工控制小绞车启闭， 碴石由 5 t 东风 自卸汽车运至排碴场 ，运距 2 3 0 m。 1 ． 2爆破 与通风 工作面同时布置 1 3台 Y T 一 2 3型凿岩机打眼 ， 直眼梅花形 7眼压裂抛碴掏槽 ，即采用毫秒雷管， 掏槽眼的周边 6 眼每眼装 8 卷炸药 ， 安排在第 1 段 起爆 ； 将掏槽范围压裂 ， 中心眼装 1 卷炸药， 安排在 第 Ⅱ段起爆 ， 抛出碴子 ， 形成空腔 自由面。 中心眼同 时又作为第 1 段起爆时的中空眼。掏槽眼深 2 ．4 m， 辅助眼、 周边眼深 2 ．2 m， 周边眼眼距 6 1 5 m m。全部 使用 2号岩石乳化炸药 ，采用反 向连续装药结构 ， 砂堵塞。炮眼布置图见图 3 。爆破参数与爆破较果 分别见表 1 、 表 2 。 图 3 炮 眼布置 图 由于地层有杂散电流 ， 不能采用普通毫秒电雷 管 ，抗杂散电流电雷管 当地火药供应部门无货 ， 故 表 1 爆破参数表 圈别每 效圈径炮眼角度每个炮眼 个 m 。 m 每圈炮眼长度 眼圈半径 0 O ． 25 O ． 5 5 1 ． 1 5 1 ． 9 5 2． 7 5 起爆顺序联线方式 中心 】0 9 0 2 ． 4 】 6 0．5 90 2． 4 2 8 1 ． 1 90 2． 2 3 1 2 2 ． 3 9 0 2．2 4 1 6 3 ． 9 9 0 2 ． 2 5 28 5 ． 5 8 7 ． 4 2 ． 2 2 ． 4 1 4．4 l 7．6 2 6 ． 4 3 5 ． 2 6 1 ． 6 1 组 大 束 联 葫 圈一 一 每 ～ ， 一卷 卷 一 鸲 跗 加 一 卷 一 鸲 跗 胍 一姗 一 M H 一 一 每 一卷 卷 一 0 ～芍 ～ 避 一 l 5 ； 5 觥 ～ ∞ 哪 维普资讯 采用能抗杂散电流的非 电导爆毫秒雷管起爆。 非电 导爆毫秒雷管需先用引爆元件起爆 ， 引爆元件可用 电雷管 、 火雷管等。 立井施工 ， 为预防提升系统突然 出现故障， 严禁在井底人工点燃火雷管。 通过试验 ， 作者研制出火雷管电点火头，即在地面送交流电， 引爆井底 的火雷管 ， 再引爆井底的非电导爆毫秒雷 管群。该点火头的结构见图 4 。 图 4 火雷 管电点火 头示意图 1 ． 导线； 2 ． 发火桥丝 ； 3 ．导火索 ； 4 ． 切缝； 5 ．火雷管 非电导管毫秒雷管按 I、 Ⅱ、 Ⅲ⋯⋯起爆顺序 隔段使用 ， 每个起爆顺序间隔 5 0 m s 。 非电导爆毫秒雷管群采用 1 组大束联 ， 即把工 作面所有的非 电导爆毫秒雷管 的塑料管收集 、 理 顺 、 尾端并齐 、 扎成一束 。在束 中插入 1 ～ 2个火雷 管 ， 束内再填糊乳化炸药 ， 套 1 个劈成 2半 的毛竹 筒 ， 用防水绝缘胶布包缠紧密 ， 悬挂 1 ～ 1 ． 5 m高 。在 联线束内， 为防止引爆雷管的高速聚能流切断塑料 导爆管 ， 使导爆管 内的传爆中断而产生瞎炮 ， 引爆 用的火雷管需反向插入联线束中， 即火雷管的聚能 穴朝导爆塑料管束的尾端 见图 5 。 采用单机单孔压人式通风 ， 6 0 0 m m钢丝圈胶 皮风筒 ， 风筒采用井壁悬挂 ， 前期用 1 l k W 局扇。中 后期换用 1 4 k W 局扇。 1 ． 3 砌壁 采用 Y J M 5 ． 0 4 x 3型平缝式整体金属液压滑移 模板， 每模 浇筑高度 3 ．2 m ， 配 B Y Q A型气动支脱模 液压泵和液压千斤顶张缩支脱模机构， 将模板进行 收缩脱模和撑开支模，模板用 3根 1 8 ． 5 m m不旋转 钢丝绳和 3台 1 0 t 单筒稳 车悬 吊 ．上提模板悬 吊 钢丝绳来移动模板 ，按井筒中心线来找平找正。 井 口设混凝土搅拌站 ． 配 J S 5 0 0双卧轴强制式 混凝土搅拌机 ， 生产能力 2 5 m 3 ／ h ， 拌好 的混凝土顺 溜槽、 限溜闸门进入下料钢管均匀下溜， 经缓 冲器 ， 输料软管人模 。 使用大流态减水型管输 C 2 0混凝土， 水泥 砂 A A放大 6 A ． _ J 图 5 非 电导 爆管雷管束联 束 1 ． 束联束 束内糊填炸药 ； 2 ． 火雷管及其聚能穴 ； 3 肪 水绝缘 胶布 ； 4 ．导爆塑料管； 5 ． 导爆雷管及药包群 ； 6 ． 毛竹筒 碎 石 水 A F型 减水 剂 配 合 比为 1 2 ． 0 7 3 ． 8 5 O ． 5 0 ． 0 0 7 5 ，坍落度为 1 3 c m。使用大流态减水型混凝土， 避免了管溜混凝土 的堵管事故，提高了混凝土质 量 。 模内浇筑混凝土采取沿模板旋转式浇筑 ， 每层 浇筑厚度 3 0 0 m m，电动软轴插入式混凝土振动棒 振捣 ， 随浇随捣。 维普资讯 茵毛 唐 第 l 8 卷 2 测量 与通风 2 ． 1 定向测量 采用 3 m m钢丝绳挂 5 0 k g 垂铊作中线定 向， 为减少锤铊摆动 ， 垂铊浸入井底 的水桶中， 井口装 1 台 J K 0 ． 5型小绞车升降中线，井架卸 载台的井筒中心部位装 1 个 2 0 0 m m滑轮。 井口封 口盘、 吊盘的上下层在井筒 中心线部位 设 3 0 0 m m 3 0 0 m m的中线通过 口。中心线用经纬仪 测出后 ， 在封 口盘 的中线通过 口旁刻一浅槽 ， 并设 一 装配式定位卡线板 ， 以后定期用经纬仪检验封 口 盘上的井筒中心点。这种方法 ， 与使用激光指向仪 相比。 方便、 容易检验 、 不容易发生偏差。实际使用 证明， 效果 良好。 2 ． 2 掘 进断面 与模板定位 测量 打眼前先按井筒 中心线量画 出井筒掘进轮廓 线 。 再进行布眼、 钻孔 。 模板下滑之前 。 先按井筒中心线检查各个部位 的开挖尺寸是否符合设计和施工规范要求。 如有欠 挖及时用风镐凿除。模板下滑后 ， 再按中心线量测 模板各部位尺寸 ， 如有偏位 ， 即指挥 3台悬 吊稳车 分别提动 ， 井底同时用撬棍进行整体平移 ， 直到符 合施工规范要求为止。 2 ． 3 施工高程测 量 根据井筒深度， 采用接长钢卷尺 的方法进行测 量， 每把钢卷尺长 1 0 0 m， 共 4把， 接点用卡子螺栓固 定．接长后的钢卷尺缠绕在手摇小绞车上。测量时， 在井 口装一滑轮，下放 钢卷尺 ，钢卷尺下挂 1 个 1 0 k g 垂铊，地面、 井下各设 1台水准仪 ， 瞄准钢尺同 时测设 。 3 排水 与防治水 3 ． 1 排 水 施工初期 ， 井筒涌水量小 于 5 m ， ／ h ， 采用 B Q F 一 5 0 ／ 2 5型风动潜水泵， 将水排至吊桶 ， 提升至地面。 在井深 1 9 9 m部位 ， 由于断层 裂隙影响 ， 涌水 量最高达 1 5 m ／ h ， 吊桶提水满足不 了要求 ， 改用离 心 泵排水 ，离 心泵 的型 号 为 D 2 5 5 0 7 。功率 5 5 k W， 扬程 3 5 0 m， 流量 2 5 m3／ h ， 装在 吊盘下层 ， 吊 盘上层设 1 个转水箱 ， 容积 2 m ， 井底之水 由 2台 风动潜水泵排到转水箱 ，再 由离心泵排至地面 ， 采 用 5 7 3 m m无缝管作排水管 ，排水管和水泵动力 电缆均分别悬挂在 2 根 吊盘绳上。 这种排水方式排水能力适 中、 方便 、 可靠 ， 与采 用 吊泵一级排水和在井筒中部设中间水仓相 比， 其 优点 是 1 风动潜水泵无底阀， 吸水深度浅 ， 工作面不 需经常挖很深的水窝 ， 减小 了工人的劳动强度。 2 风动潜水泵不需灌引水 ， 可频繁断续启动 排水 。 3 转水箱设在 吊盘上层 ， 离心泵设在 吊盘下 层 ， 水泵不易掉引水。 4 转水箱便于清瘀。 5 随井筒掘砌加深， 吊盘下放 ， 可在井 口延接 管路 ， 安全方便 。 3 ． 2 防治水 井筒未作防水设计 ， 无注浆堵水要求。对井筒 涌水 ， 采用先导后堵 ， 再拦截的方式进行防治水。 即 在涌水点 ， 先埋设 6 根高压橡胶管， 将水引出 ， 提高 混凝土标号进行浇筑 。下一模浇筑时， 将橡胶导管 口塞住 。 浇入下一模 的混凝土井壁 中， 止住大部分 涌水。 再在下一模设拦水槽和导管 ， 将水拦住、 用导 管引出， 减少了井筒淋水 。 竣工后 ， 测得井筒总漏水 量为 1 ． 8 9 m 施工规范要求不大于 6 m V h 。 4 照明信号及通讯与人员配备 井底工作 面采用 4盏 1 0 0 0 W 卤钨灯照明 ， 灯 挂在吊盘下 ， 放炮前收起 ， 挂到吊盘上。吊盘上、 下 层工作照明采用防水型白炽灯。 井 口设信号室 1 个 ， 吊盘底层设信号台， 井 口、 井下和卸碴 台均设 电铃信号装置 。采用共 5 8 种电 铃信号进行井上下 的提升 、 稳车 、 调模 、 浇筑混凝 土 、 关停风水 、 上下工具等的联络。 井上下通讯采用 防水型直通电话。 按立井二掘一砌 的工序 ， 设钻眼爆破班 、 出碴 班、 浇筑混凝土共 4个班 ， 按工序进行滚班作业 ， 每 完成一道工序换一个班。各专业工序规定责任、 任 务和时间 约 6 ～ 7 h ， 但不绝对 固定时间， 工序完成 即换班 ， 进行连续滚动正规循环作业 ，循环作业图 表见表 3 。 辅助工作设提升 、 压风班 、 机修钳工班 、 电工 班 ， 负责设备运转维修 。 除提升 、 风压班实行“ 三班” 制外 ， 钳电实行包机维修制 ， 实行超前维护与保养 ， 利用工序转换的空闲时间进行维修 ，做到随叫随 到。项 目部人员配备见表 4 。 5 经验与体会 1 在立井施工中 ， 应根据井筒的直径和深度 ． 维普资讯 第 l 期 徐思凌 大吉山钨矿 明副竖井的快速施 工 表 3 循环作业图表h 需 要 循环时间 工序名称 时 间 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 I 暑 2 o 2 2 2 4 2 6 2 8 3 0 3 ／ , 3 4 3 6 3 8 4 0 也 4 4 4 ‘ ∞ 卯5 2 打眼放炮 6 ， 5 I I 通 风 检 查 O ， 5 L ] L 出 碴 全 茬 炮 7 I 出 碴 落 模 磕 3 ． 5 I 落 模 测 量 1 L1 浇 筑 井 壁 3 ． 5 l I 落吊盘、抹接茬、 1 L 接管路 出碴 模下碴 3 ， 5 每模 3 ． 2 m 成井时间3 3 ． 5 表 4 项 目部人 员配备表 个 选择合理的施工作业方式和适用的施工机械 。 至关 重要。 由于采用了多台风钻打眼， 中深孔光面爆破 、 长绳悬吊式抓岩机抓岩、整体金属液压滑移模板 、 钢管下溜大流态混凝土、座钩式 吊桶 自动翻碴、 汽 车运碴 ， 滚班正规循环作业等一系列新技术 、 新工 艺 、 新装备和科学严密的施工组织与管理 ， 使工序 作业有条不紊 ， 工时利用紧凑 ， 最大限度地发挥 了 施工机械化配套设备的能力 ， 提高了施工进度。 2 在机电设备运行管理方 面 ， 由于实行包机 维修制 ， 超前维护和保养主要设备 ， 利用工序转换 空闲时间进行维修。 同时吊盘、 模板、 抓岩机等悬 吊 设备采用两翼布置与集中控制 。 减少了辅助作业时 间。 3 井筒淋水和工作 面涌水是直接影响井筒施 工速度和质量的主要 因素之一 ，为了提高成井速 度 ， 保证工程质量 ， 施工中对井筒淋水和工作面涌 水主要采取 了“ 导 、 堵 、 截 、 排” 等综合治水措施 ， 取 得 了较好效果。 Th e Hi g h- s p e e d Co ns t r u c t i o n o f t h e Au x i l i a r y S h a f t o f D a j i s h a n T u n g s t e n Mi n e XU S i l i n g J i a n g x i Mi n e T u n n e l C o n s t r u c t i o n G e n e r a l C o m p a n y ，F e n g y i 3 3 6 6 0 0 ， J i a n g x i ，C h i n a Ab s t r a c t T h e a r r a n g me n t ， i mp l e me n t a n d c h a r a c t e r i s t i c o f me c h a n i z e d f a c i l i t i e s s y s t e m i n t h e c o n s t r u c t i o n o f t h e a u x i l i a r y s h a f t i n D a i j s h a n T u n g s t e n Mi n e a r e i n t r o d u c e d i n t h i s p a p e r ．A c c o r d i n g t o t h e d i a me t e r a n d d e e p 0 f t h e s h aft ，t h e s y s t e m a d o p t s d o me s t i c a d v a n c e d t e c h n i q u e s ，t e c h n o l o g i e s a n d f a c i l i t i e s ，o p e r a t e s r e g u l a r a n d c i r c u l a r l y ，a n d r e a l i z e s h i g h s p e e d s aft y c o n s t r u c t i o n o f s h aft ． Ke y wo r d s s h a f t ；c o n s t ruc t i o n me c h a n i z a t i o n ；s p e e d c o n s t ru t t i o n 维普资讯