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盲竖井整体工程的施工方案及安全技术措施
作者：欧小军
来源：《中国高新技术企业》2014年第14期
摘要：某矿竖井目前承担着1751m以下各中段矿石、人员提升，日提升能力2000吨。为保证深部资源接替工作的平稳有序，形成1261m中段以下的提升能力，决定将此竖井井筒延伸300m。文章从该矿盲竖井延伸工程实践入手，介绍了盲竖井工程的整体施工方案及安全技术措施。
关键词：盲竖井；延伸工程；井筒施工；天轮平台；混凝土支护
中图分类号：TD262文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）21-0102-02 1工程概况
某矿主竖井，是一条箕斗罐笼井，井口标高1751m，井底标高1261m，天轮硐室底板标高1802.35m，天轮至井底545.35m，井筒净直径Φ5.5m，采用素混凝土/钢筋混凝土支护，支护壁厚300mm，砼强度为C25。井筒分别与1751m中段、1631m中段、1571m中段、1451m中段、1331m中段连接，1301m有皮带道与四条溜井相连，1301m以下还设计有箕斗计量硐室，井筒装备底部结构，1268m平面有与1261水泵房相通管子道，1261m中段有粉矿回收马头门。
竖井目前承担着1751m以下各中段矿石、人员提升，日提升能力2000吨。为保证深部资源接替工作的平稳有序，形成1261m中段以下的提升能力，决定将此竖井井筒延伸300m，即井筒从1261m延伸至961m，相应的箕斗装载硐室、皮带道、管子道、粉矿回收中段均下移。 竖井穿过的岩层，自上而下有灰岩、粉砂岩、白云岩等，其中主要以白云岩为主。围岩极其破碎，主要地层为宰格组二段，节理发育，水文地质情况中等。 2施工方法及工艺 2.1施工方案简述
根据工程地质条件及已有工程情况，同时考虑工程进度要求及对上部中段正常生产影响最少，决定预留1261～1251m中间10m岩帽，在1246.5m及1231m水平增设两个辅助中段，1231～1261m中段间增设一条废石提升措施井用于提升竖井掘进废石；在1261平面设置砼搅拌、输送站、废石提升机房及派班硐室等工程；1246.5辅助中段主要设置施工卷扬及稳车硐室；1231m辅助中段作为废石转运水平，在中段马头门处设置翻矸装置，同时在平巷内设置临时泵房、水仓、材料堆放及信号硐室。因为井筒延伸与上部井筒提升同时进行，在后期上下井筒贯通时需进行钢罐道对接，对测量精度要求极为严苛，因此在废石提升措施井附近另设计一
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个2m×2m的测量小井，除作为测量第二通道外，还作为井筒施工人员上下的人行通道，措施井仅承担出碴任务。
竖井井筒延伸施工分为三段，即1261～1251m、1251～1231m、1231～961m，在施工完成废石提升措施井、1246.5m及1231m辅助中段等相应的措施工程后，从1231m水平先以直径2m的小井向上掘至1251m水平，随后由上至下逐段刷大至设计断面，在完成1251～1231m段井筒掘砌后，进行井筒1231～961m段的正常下掘，箕斗装载硐室和中段马头门与井筒同时施工，井筒到底后即进行永久装备，待井筒装备完成后破保护岩帽贯通上下井筒并完成罐道等装备对接。
2.2施工设备配置
竖井延伸工程凿井期间提升设施选用JTP-1.6提升机，配155kW电机，搭配2m3座钩式吊桶提升废石、人员及材料；井下空间狭窄，为了尽量减少互相影响，选用吊盘稳车JZ-10/600一台，吊盘兼稳绳稳车JZ-10/600两台，长绳悬吊抓岩机JZT-10/700一台，模板悬吊稳车JZ-10/600三台，溜灰管悬吊稳车JZ-10/600一台，共计8台；工作面采用5台YT-29凿岩机凿岩，HS-4长绳悬吊抓岩机一台，BKJ56№6局扇一台，潜水泵一台，卧泵一台，MJY3.8/5.5型整体刃脚液压金属钢模板一套。 2.3施工方法
2.3.1 1251～1231m井筒施工。在1231m水平先以直径2m的小井向上掘至1251m水平，随后由上至下逐段刷大至设计断面，根据岩层条件及采用的组合金属模板确定段高，每掘一段支护一段，碴石在1231m水平通过电耙耙往措施井，经措施井吊桶提升至1261m平面装入矿车，每次耙碴量根据每段支护高度确定，支护混凝土通过设在1261m平面的砼搅拌、输送站经措施井、1246.5m辅助中段到达作业面。在完成1251～1231m段井筒掘砌及1246.5m、1231m马头门掘砌后，在1246.5m水平安设天轮天台、施工卷扬及凿井绞车，在1231m马头门处安装座钩式自动卸矸系统。 2.3.2 1231～961m井筒施工。
凿岩爆破：凿岩采用YT-29凿岩机，采用直径为38mm“—”字形合金钻头，钻杆选用Φ22中空六角钢钎杆，长度2.5m，每次同时作业的钻机台数为5台。采用复式直眼掏槽，光面爆破。炮眼呈同心圆布置，按照光面控制爆破的要求确定炮眼的参数。由于工作面有水，炸药采用2#岩石乳化炸药。药卷规格为Φ32mm×200mm，连续装药结构，反向起爆。为了保证光面爆破效果，周边眼采用多段空气柱间隔装药结构。起爆方式采用电磁雷管起爆（电磁雷管先起爆传爆导爆管雷管，传爆导爆管雷管起爆炮孔内起爆雷管，最后起爆炸药），起爆电源为380V动力电源，在措施井井口设置闸刀经井筒悬吊的放炮电缆起爆。在施工过程中，要根据岩石硬度、裂隙发育程度和爆破效果调整炮眼布置参数和装药结构，达到炸药用量少，炮眼利用率高，爆破效果好，对围岩的破坏影响小的目的。
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通风排水：将局扇风机置于1261m中段进风巷中，接Φ600mm胶质风筒往工作面进行压入式供风，每次放炮后通风时间不少于30min。工作面积水采用卧泵排水法，在吊盘上层盘设置水箱，卧泵置于下层盘上，工作面涌水通过潜水泵排至水箱，水箱中的水再通过卧泵排往1231m辅助中段临时水仓。
装岩出渣：采用HS-4型长绳悬吊抓岩机配2m3吊桶出碴，抓岩机采用10吨稳车悬吊，与吊桶对称布置。抓岩时首先抓出水窝，便于排水；然后将工作面抓平，在放置吊桶的位置抓出罐窝，吊桶下放至罐窝内。吊桶装满后，提升机将装满的吊桶提升至1231m经自动翻矸装置卸下，并将一个空吊桶留在工作面，保证抓岩的连续性。在废碴快装完时，人工配合抓岩机进行清底找平工作。
支护：混凝土由输送泵通过敷设在措施井的溜灰管下放到1231m封口盘上的接灰斗中，再通过用稳车悬吊的Ф159溜灰管输送到工作面直接入模。井筒采用整体液压金属模板立模，马头门和箕斗计量硐室支护均采用组合金属模板立模。
2.3.3 1251～1261m井筒施工。井筒1231～961m段掘砌施工完毕后，即进行井筒永久装备，装备完成后拆除提升天轮平台，在井筒1246.5m平面安装保护平台，拆除绳道中的卷扬和稳车，安排上部井筒停产，然后反向施工一个2m×2m的小井贯通，再正向刷大至设计断面并支护，碴石全部导入绳道，经措施井吊桶提升至1261m中段。支护利用井筒延伸模板，自1251m标高向上支护。 2.4安全技术措施
2.4.1 在施工1231～1251m小井到位后，正向刷大井筒第一段后应立即对预留岩帽顶板进行素喷临时支护，正向刷大一段距离腾出作业空间后应立即在岩帽下安设保护盘，防止爆破震动产生坠石威胁下部作业人员安全。
2.4.2 在施工过程中应经常观察保护盘情况，发现保护盘钢梁有弯曲变形情况应立即上报调度部门，妥善处理后才能继续作业。
2.4.3 为减少措施工程量，凿井稳车采用单侧平行出绳布置，为减少出绳的相互影响，天轮平台宜双层布置。
2.4.4 井筒中心坐标和十字中线的坐标方位角应按地面一级导线的精度要求实地测定，按四等水准测量的要求测设井口高程基点，井筒安装基准测量和对接前的测量要编制专门的技术措施，确保误差在允许范围内。
2.4.5 由于岩石节理裂隙较发育，钻眼、吹眼工作存在较大难度，因此在钻眼施工时，可降低打眼速度、及时清理眼口浮矸、加强清底工作来降低影响。 2.4.6 炮孔要用炮泥封堵，禁止不堵孔放炮。