牛金廷 張執(zhí)強 尹占輝 白永剛

(中國華冶科工集團天津第三分公司)

單主溜井礦山中段轉(zhuǎn)換過程礦石溜放技術改進

牛金廷 張執(zhí)強 尹占輝 白永剛

(中國華冶科工集團天津第三分公司)

保國鐵礦黑山礦采用單主溜井提升礦石，在中段轉(zhuǎn)換過程中，上下中段同時出礦，粉塵較大，作業(yè)環(huán)境惡劣，同時礦石對上一中段井壁沖擊較大，易破壞井壁，造成堵井。為了改善作業(yè)環(huán)境，保證礦石產(chǎn)量，黑山礦區(qū)在180～120 m中段轉(zhuǎn)化過程中增加措施溜井，封堵原溜井，促進了中段平穩(wěn)轉(zhuǎn)化，保證了中段轉(zhuǎn)化過程中企業(yè)效益，為同類工程施工積累了寶貴經(jīng)驗。

單主溜井 中段轉(zhuǎn)化 措施溜井 反井鉆機

目前，相當數(shù)量的中小型礦山企業(yè)為了節(jié)省基建投資，設計單條主溜井(礦石溜井)作為整個礦山(采區(qū))礦石溜放的唯一通道，各中段礦石卸載站通過一段分支斜溜井(斜脖子)與主礦石溜井聯(lián)通，作為該中段礦石溜放通道。這種設計的優(yōu)點是節(jié)省基建主溜井的投資；缺點是上、下中段過渡時期同是出礦溜礦期間，為解決下中段順利卸載溜礦，須將主礦石溜井井位放至下中段分支斜溜井與主溜井聯(lián)通以下位置(下中段卸載礦石溜放緩慢，甚至溜放不動)，形成一個中段以上高度空井段高差，造成上中段下放礦石對主溜井井壁的巨大沖擊破壞(巖石不穩(wěn)條件下破壞情況更為嚴重)，同時高落差放礦產(chǎn)生強大氣流沖擊，造成粉塵污染。因此，需要采取措施改進上述礦石溜放工藝，解決單主溜井礦山中段轉(zhuǎn)換期間的溜礦問題。

1 工程概況

保國鐵礦黑山礦礦體賦存條件復雜，圍巖較差，采用分段空場法，中段高60 m，采用單條主溜井作為整個礦山礦石溜放的唯一通道，廢石由副井提升，目前處于+180～+120 m中段過渡轉(zhuǎn)換時期，存在以下問題：①由于巖石較差，+180 m中段在出礦過程中主溜井已經(jīng)出現(xiàn)塌落，為了防止繼續(xù)塌落一直將主溜井井位控制在+180 m水平以下10 m 左右的位置；②+180，+120 m中段同時出礦，共用主溜井，需要把主溜井井位降至+120 m水平以下，則+180 m中段出礦過程中主溜井井壁會受到嚴重破壞，主溜井大面積塌落，會堵井；③高空段主溜井卸礦產(chǎn)生的氣流造成+120 m水平卸載站粉塵增加，作業(yè)環(huán)境惡劣；④主溜井距主井較近，如不采取有效的措施，任其塌落，可能會破壞主井提升系統(tǒng)。

2 解決方案

根據(jù)黑山礦三級礦量的保有情況，要保證+180 m 中段能夠順利向+120 m中段過渡，且持續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)，需要在120～180 m水平增加一條措施溜井，這樣120～180 m中段原主溜井井壁將完全暴露，由于溜井井壁巖石較差，將會繼續(xù)塌落，而且主溜井距主井凈距離僅為7.5 m。為防止主溜井與主井塌通及大塊廢石堵井，對120～180 m水平原主溜井進行充填封堵。

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件新措施溜井布置在2#穿脈礦體中，溜井直徑為2.5 m,井深60 m,井口采用C20混凝土澆筑，原120～180 m水平主溜井在119～129 m用C20混凝土澆筑，129 m水平以上用礦石將主溜井充填。見圖1。

3 施工過程

3.1 卸載硐室施工

為了保證溜井施工時采用的反井鉆機能夠正常安設及施工安全，先采用小斷面施工一措施硐室為反井鉆機安設提供便利條件，待溜井工程施工完畢后，再將措施硐室刷大至卸載硐室設計要求，施工過程中根據(jù)圍巖條件及時支護。見圖2。

3.2 溜井施工

采用AT1500型反井鉆機施工溜井[1]，速度快，安全性高。該機反井最大可達120 m，導向孔直徑為250 mm，擴孔直徑為1 200 mm。利用措施硐室，安設反井鉆機，進行導向孔和擴孔作業(yè)，然后自上而下正向刷大，渣石落到下一水平。采用1根φ18 mm×130 000 mm提升線，1根φ1 mm×120 000 mm測量垂線，2根φ26 mm×130 000 mm吊盤線，24 m I25a工字鋼封口盤梁，2根I32a懸吊鋼梁，1臺5 t提升絞車，2臺10 t吊盤絞車,1付吊籃，1座吊盤。見圖3。

圖1 溜井封堵示意(單位：mm)

圖2 卸礦硐室設計(單位：mm)

圖3 反井鉆機施工示意

3.3 卸載站安裝

在卸載站安裝前，要將電動葫蘆安裝好，以備卸載設備的吊裝。為了保證坑內(nèi)曲軌施工安全和安裝需要，在坑內(nèi)將其封閉。利用電動葫蘆下放4根φ150 mm圓鋼，圓鋼兩端焊于兩側(cè)坑壁的鋼板上。用3.2 m長I14a槽鋼鋪設在工字鋼上，槽鋼間距為1 m，用5 mm花紋鋼板鋪滿槽鋼；將曲軌基礎驗收后，用電動葫蘆將其吊裝在基礎上，用墊鐵找平找正，用連接板將四周焊接牢固；固定地腳螺栓，灌漿時應振動搗實，地腳螺栓不得歪斜。

3.4 振動放礦機安裝

在振動放礦機上方注吊裝錨桿，分段吊裝振動放礦機機架、臺板。

4 勞動組織及主要施工設備

本項工程工序復雜，技術質(zhì)量要求較高，在生產(chǎn)中需要各工種和各部門的密切配合，方能保證施工的順利進行，人員配置見表1，主要施工設備見表2。

表1 人員配置 人

鑿巖工爆破工裝巖機司機推車工支護工拌料工鉗工電工技術員測量員質(zhì)量員42265261221

5 技術保障措施

5.1 溜井封堵技術要求

在封堵溜井前，先將礦石溜放到需要封堵的位置，即180 m水平卸載站聯(lián)巷底板位置，為防止?jié)仓炷習r礦石結(jié)塊，混凝土澆筑前先在礦石上墊一層500 mm厚的中砂，澆筑500 mm厚時再鋪設鋼軌，鋼軌超出井筒2 m。待混凝土強度達到設計要求后再充填礦石。

5.2 測量放線

在安裝前要找出巷道中心線、縱向中心線、軌面標高及設備安裝軸線和標高，對基礎螺栓孔、標高等尺寸進行校核。

表2 主要施工設備

5.3 光面爆破

在硐室開挖過程中，將掘進工作面超前一茬炮的距離，然后光爆層再與掘進工作面同時向前推進[2]，使光面層始終落后掘進面兩茬炮的距離。光爆層厚度可取700～1 000 mm，在輪廓線上布置加密的周邊孔，炮眼間距確保400～600 mm，從而減弱爆破對原巖體的破壞作用。拱頂浮石及時檢撬，保證施工安全。

5.4 噴混凝土支護

施工前，先用高壓水沖洗受噴面，對巖面及時噴混凝土封閉，使其能快速提供連續(xù)支撐力，改變圍巖的受力狀態(tài)，阻止變形的發(fā)展，避免圍巖松散，減少圍巖風化冒落。在巖石破碎或不穩(wěn)定地段，采取錨噴或錨網(wǎng)噴支護形式，大大降低了潮濕空氣及地下水對巖體的侵蝕和由此伴生的潮解、膨脹和礦物變質(zhì)，有利于保持巖體的固有強度。

6 結(jié) 語

在黑山礦區(qū)180～120 m中段過渡轉(zhuǎn)換中，采用傳統(tǒng)施工方法，中段溜井會受到破壞，需要進行整體支護，在井筒中支護安全系數(shù)不高且作業(yè)效率低，支護期間會造成整個黑山礦停產(chǎn)，預計減產(chǎn)20萬t以上。通過中段轉(zhuǎn)化過程礦石溜放技術改進，有效保證了礦石產(chǎn)量，增加了企業(yè)效益，同時也為單主溜井中段轉(zhuǎn)化施工積累了寶貴的經(jīng)驗。

[1] 趙興東.井巷工程[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2012.

[2] 王運敏.現(xiàn)代采礦手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2011.

2015-06-10)

牛金廷(1983—)，男，助理工程師，122104 遼寧省北票市保國佬鎮(zhèn)。