本区地理上属大兴安岭南西端北西坡,属丘陵区,花敖包特山为本区最高山,海拔高程1103.5m,最低海拔高程960m,相对高差143m左右。矿区地形比较平缓,东部为丘陵区,西部为沟谷区。河谷呈开阔的“︺”字形,区内第四系覆盖较厚,多属残积、残坡积和风积物。西乌珠穆沁旗花敖包特银铅矿地主要承建箕斗主井、1#副井、2#副井,以及相关二、三期巷道、硐室掘砌工程。
箕斗主井高峰期达到6个掘进队同时施工,其中有4个掘进队承担溜破系统掘砌。主井临时改绞设计为两个3m3箕斗提升,互为配重,箕斗上设简易罐笼,各中段通过一条溜矸井集中到440m中段进行装载,在计量硐室设置转矸仓,安装振动放矿机配溜槽,将矸石溜放到两个箕斗内,各临时转载装置与临时改绞同步安装。掘进工作面采用手持式凿岩机打眼,电磁雷管起爆粉状乳化炸药爆破,由1m3电动侧翻式铲运机装岩,配3m3自卸式胶轮车运输。在溜破系统掘砌结束并下放大件后,改造临时提升系统、安装吊盘,进行井筒装备和井塔施工、绞车安装。
1#副井井筒施工期间,首先将各中段马头门延伸段和措施溜井联巷施工完成。待井筒落底后,在660m中段安排二个队伍,一个队伍施工井底车场及措施溜井等工程,另一个队伍向SJ20竖井方向掘进,与SJ20竖井贯通后,拆除凿井系统,进行井筒装备和井架安装,使该井尽快达到永久提升能力。当井筒装备完成后,将分配50%的提升能力(约4000m3/月)用于提升矿石,另对每个中段安排队伍同时施工,高峰期该井将安排9个施工队。掘进工作面均采用手持式凿岩机打眼,由1m3液压铲运机装岩,配3m3自卸式翻斗车运输至井筒附近的措施溜井,在420m中段措施溜井下口安装振动放矿机,并铺设道轨,由矿车集中装载后,操车机推入永久罐笼,提升至地面,以上各中段均采用无轨运输。
2#副井落底后,即进行临时改绞,临时改绞方式为两个3m3箕斗提升,箕斗上设简易罐笼,采用1.5m3液压铲运机装载,3m3无轨胶轮车运输,在井筒南侧设转载仓和措施溜井,在北侧设临时水仓、泵房、变电所。各临时转载装置与临时改绞同步安装,临时改绞结束后,将与SJ20竖井贯通巷道、措施溜井、车场绕道及排水、供电等措施工程作为主线施工,实现临时排水、供电系统后,施工各中段运输平巷和永久泵房、变电所、水仓等工程,以便尽快形成运输系统及井下永久供电、排水系统;其余工程将随工程进展相继施工,形成多头同时作业的局面,2#副井高峰期安排6个工作面同时作业。各工作面均采用手持式凿岩机打眼,1.5m3液压铲运机装岩,斗容为3m3自卸式矿用环保型胶轮车运载至马头门,在转载仓配振动放矿机将矸石装入箕斗。每次爆破后,液压铲运机开到工作面,与胶轮车配合装载,调头或错车时利用各穿脉开口作为调车硐室,没有穿脉的巷道或直巷距离比较远时,要每隔60m左右设一个调车硐室。
各中段措施溜井形成后,在420m中段两个措施溜井位置各安装一条溜子,一端在措施溜井底口、另一端通向箕斗转矸仓,两条溜子上下布置,均固定在马头门绕道对面巷帮位置,保证车辆及人员安全、方便通行。箕斗转矸仓下口溜矸位置各安装1台振动放矿机,每次箕斗落到底后,通过振动放矿机放矸进入箕斗。
SJ20竖井现由第三单位施工,预计与1#副井同时落底,在井筒落底后,先进行永久装备,尽快达到设计提升能力,在1#副井承担矿石提升情况下,SJ20竖井将作为巷道开拓施工的主要提升井,也需增加措施溜井和相关硐室,在420m中段铺设道轨,集中装载,其余各中段均采用无轨运输。井筒装备完成后,将各中段措施溜井联巷施工作为首要任务,在形成临时运输、变电、排水、通风系统后,对各中段巷道全面展开施工,该井作为巷道的主要开拓井,高峰期将达到10个施工队伍。各施工队均采用手持式凿岩机打眼,由1m3液压铲运机装岩,配3m3翻斗车运输至井底附近的措施溜井,在420m中段措施溜井下口安装振动放矿机,由矿车集中装载后,操车机推入罐笼,提升至地面。
根据内蒙古玉龙矿业股份有限公司西乌珠穆沁旗花敖包特银铅矿一、二、三采区基建工程施工图纸,结合我处同类工程的施工经验,经认真分析,认为本工程的施工难点、重点有以下几点,并制定了相应解决方案。
根据地质勘察报告资料,井筒和井下各中段巷道涌水量不详,施工过程中可能存在水患。
采取解决方案:井筒施工前,首先进行探水,在确保无水害再正常掘进,正常掘进过程中,按照“先探后掘”的要求施工。在1#、2#副井井筒落到后,在井底420m中段布置临时泵房及临时水仓,在泵房内安装4台大流量高扬程卧泵(DM85-100×6型)和2台(DC50-80×8型)高扬程卧泵,各中段工作面及巷道内涌水经沉淀后排至井底水窝,在水窝内设2台流量为50m3的电动潜水泵排水至泵房临时水仓内,通过卧泵排水;施工过程中对有疑问的含水层进行探水,如遇涌水,则采用注浆技术治水。
井筒落底后,处于独头巷道施工,不利于施工通风,井下作业环境较差。
采取解决方案:采取混合通风方式加强通风。即在各中段内各安装1台FBD9.6-2×30KW风机分别配备1趟Φ600mm玻璃钢风筒向地面压风,同时在各水平马头门内安装FBD6.0-2×15KW局扇配Φ800mm胶质风筒向工作面通风,各水平均形成井筒进风、风筒回风的通风系统。待各中段分别与其他井筒贯通后,则形成1#、2#副井进风,箕斗主井、SJ20竖井回风的通风系统,巷道每间隔50m左右,安装一套风水联动喷雾降尘装置,以降低巷道回风流粉尘浓度。
各中段巷道掘进断面以6.56m3为主,不利于发挥机械化效率。各中段均采用手持式凿岩机打眼,1.5m3液压铲运机装岩,3m3自卸式胶轮车运输。上中段的矸(矿)石分别通过措施溜井至420m中段转载仓,420m中段的矸石可直接由自卸式胶轮车装入转载仓。各中段工作面均采用无轨运输;在施工中全力推行一次成巷施工技术,合理安排工序、减少相互影响。
主井落底后进行临时改绞,改绞方式为两个3m3箕斗提升,箕斗上设简易罐笼作为上下人员,在溜破系统掘砌完成且下放大件后,转入井筒装备和井塔施工。1#副井在与SJ20井贯通后即进行永久装备,在每个中段各设一个卸矸通道及一对溜矸(矿)井连通各中段,溜矸(矿)至420m中段转载仓,集中装矿车,最后通过两个永久罐笼提升上井;SJ20井现由第三单位施工,预计与1#副井同时落底,在井筒落底后进行永久装备,该井是一、二采区巷道开拓的主要提升井,将承担大部分巷道开拓量的提升。2#副井在井筒落底后进行临时改绞,改绞方式为两个3m3箕斗提升,箕斗上高简易罐笼作为上下人员,该井在420m中段集中装载,在三采区掘砌任务完成后进行永久装备;
各水平的黄砂、碎石等支护材料(干料)经井筒固定的三路Φ159mm下料管下到井底各中段,再用无轨胶轮车接料运至支护地点。
采用水炮泥加自制炮泥,自制炮泥主要成分为黄土、砂,封孔长度不小于500mm。
爆破后,采用液压铲运机装矸,无轨胶轮车运输至溜井或井底车场转载点。1#副井、SJ20竖井在420m中段设置转载点,并在溜矸(矿)井底安装振动放矿机,溜井矸石经放矿机装矿车,最后通过罐笼提升上井;箕斗主井在440m中段溜矸井底计量硐室位置设转载仓,以上各中段爆破矸石经铲运机配胶轮车装入溜井后,经转载仓直接装入箕斗,440m中段破碎硐室等工程爆破矸石用铲运机直接装入转载仓; 2#副井在420m中段两条溜矸(矿)井底安装振动放矿机和溜子,工作面爆破矸石经铲运机配自卸式胶轮车运载到溜矸(矿)井后,通过在420m中段安装的振动放矿和溜子直接转入矸石仓,再装箕斗,提升上井。
本次施工范围内的硐室工程较多,正常情况下,掘进后根据围岩稳固情况,先采取素喷或锚网喷临时支护,之后再进行砼砌碹支护;当围岩特别破碎时,应采用锚网喷、锚索或架设钢棚等方法进行加强支护再进行砌碹支护。
由于泵房、变电所、断面较大,为保证施工安全,施工中采用台阶法施工,上台阶超前下台阶3～5米,上台阶掘出后立即进行锚网喷临时支护,临时支护紧跟迎头,浇筑砼时先墙后拱,每次浇筑长度可视围岩情况确定。碹股采用18#槽钢制作,使用1.5m长建筑钢模板。施工过程中应考虑碹胎、碹板的重复使用,合理确定墙部、拱部浇注段长。
在支护地点附近设搅拌站,各种砼用料经计量后,采用搅拌机搅拌。
4.2.1砼的拌制与浇注:
(1)材料选择:水泥为P.O42.5普硅水泥,中粗河砂,2～4cm坚硬碎石,水采用洁净水,不含酸、碱及油污。
(2)砼的拌制及输送:砼要严格按配合比搅拌均匀,搅拌机附近悬挂配合比牌板。砼经搅拌机搅拌均匀后人工入模或采用输送泵入模。
(3)砼浇注
砼浇注应分层对称进行,每层厚度不超过300mm;并应连续进行。砼振捣采用风动震动棒,设专人负责,振动棒插入下层砼中50～100mm,每次移动距离350mm,振捣砼表面出浆、无气泡上浮。
(4)浇注砼防水技术措施
1)立模前发现围岩出水点时,应根据出水点涌水量大小,安装导水管,将涌水导入巷道水沟内。
2)浇注砼过程中,发现模板内有积水时,应及时排出。
在中等稳定岩层中,正向交岔点应先掘出主巷,并打锚杆进行临时支护,然后回过头再刷帮、挑顶,随即进行永久支护;逆向交岔点采用先由支巷掘至岔口,接着以小断面横向与主巷贯通,并将主巷掘过岔口,随后反过来向主巷方向掘进,进行刷帮挑顶,并紧跟锚喷永久支护在不稳定岩层中应考虑使用导硐法施工交岔点。
由于交岔点断面较大,开挖后围岩应力集中,为防止其受压变形破坏,同时也为了减少日后的维护量,建议各交岔点采用锚网喷等联合支护方式,具体支护参数届时另行编制措施确定。
巷道支护形式有锚网喷射砼支护、素喷混凝土支护。根据设计及实际揭露情况,确定支护型式。如果属于风化松软围岩,立即初喷砼对岩面进行临时封闭,然后再补喷砼到设计厚度。
(1)地表搅拌站拌制混合料(干料),通过井壁固定的Φ159管路,下放至各水平马头门储料仓,再由无轨胶轮车运至支护工作面。
(2)水泥用强度等级为P.O42.5普通硅酸盐水泥,细骨料使用中粗砂、粗骨料用5～10mm石子。为防止管路堵塞和减少回弹,石子要有很好的级配。速凝剂按水泥量的5%掺加,水灰比不超过0.45。施工时根据实际情况,调整配合比和水灰比,达到低回弹、粉尘小、砼强度高的目的。
(3)喷射机具选用ZP-VB新型砼喷射机。
(4)锚杆根据设计选择加工锚杆。采用YT28凿岩机或锚索机钻进锚杆孔。
(5)巷道需挂网地段,初喷砼后,先施工锚杆,再把网片压紧墙面,喷砼封闭网片,最后达到支护厚度。
(6)对砼表面进行不少于14天的喷水养护。
(7)巷道永久支护前应对出水点进行处理。对于集中出水点,可埋设短管导水。对于淋水面积较大的区域,则从裂隙旁边向裂隙深处打眼注浆。
总之,巷道的掘进和支护关系着采矿工程的整体安全,是采矿工程中的关键内容,为了能保证顺利的采矿,各采矿单位必须要时刻加强对掘进和支护技术的深入研究,并且对生产系统进行优化,优化采场的各项结构参数,生产工艺流程等。注重巷道掘进和支护技术的技术要点,建立合理的检测体制,完善工程安全规范,在具体的施工环节中注意细节的把握,最终力求实现我国的采矿行业在新的时代发展背景下能安全、平稳、高质量发展。
摘要：本文以西乌珠穆沁旗花敖包特银铅矿技改基建工程对巷道掘进和支护应用解析。在施工过程中为了安全、优质、高效、快速进行该工程施工,各专业人员多次讨论施工部署和施工方案,并组织专家进行论证,针对本工程行业施工技术、规范要求进行相关部署。为早日保质保量完成施工范围内的工程,保证各项生产系统的完善,早日为业主提供效益,作者将采用可靠的施工方案,先进的施工技术和装备,并通过严格正规的组织管理,保证工期控制目标的实现。
关键词：工程概况,施工工艺,施工方案
[1] 张立武.采矿工程巷道掘进和支护技术的应用[J].山东工业技术,290(12):70.
[2] 邵友忠.采矿工程巷道掘进和支护技术的应用[J].世界有色金属(4):79-80.
[3] 鄂玉强,李昕蔚.探析采矿工程巷道掘进和支护应用[J].建材与装饰,2018(4).
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