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        豎井馬頭門掘進(jìn)與支護(hù)工藝

        2015-02-23 14:33:11臧潤(rùn)成
        現(xiàn)代礦業(yè) 2015年12期
        關(guān)鍵詞:混凝土施工

        臧潤(rùn)成

        (白山市友成建設(shè)有限責(zé)任公司)

        豎井馬頭門掘進(jìn)與支護(hù)工藝

        臧潤(rùn)成

        (白山市友成建設(shè)有限責(zé)任公司)

        馬頭門是立井井筒與井底車場(chǎng)連接部分的巷道,該段巷道斷面大、施工工藝復(fù)雜,施工時(shí)須與井筒同時(shí)施工方可確保馬頭門與井筒的整體連續(xù)性。為此,結(jié)合某礦山工程實(shí)例,詳細(xì)分析了豎井馬頭門掘進(jìn)及支護(hù)工藝,為礦山類似工程施工提供參考。

        豎井 馬頭門 掘進(jìn) 支護(hù)

        1 工程概況

        某礦山主井為罐籠混合井,井筒凈直徑5.0 m,井口標(biāo)高+375 m,井底標(biāo)高-335 m,井深710 m,采用素混凝土支護(hù),支護(hù)厚度350 mm,其中,馬頭門以上1.3 m、以下2.5 m,井壁混凝土厚度400 mm,共有6個(gè)開(kāi)拓水平,標(biāo)高分別為-50,-100,-150,-200,-250,-300 m,馬頭門形式均為雙面平頂馬頭門,方位角N59°21′22″E。

        進(jìn)車道馬頭門設(shè)計(jì)斷面形狀為直墻三心拱形,全長(zhǎng)16.2 m,馬頭門平巷長(zhǎng)1.6 m,變化段(斜頂)長(zhǎng)4.5 m。馬頭門主要技術(shù)參數(shù):凈寬5.0 m,凈高5 200~3 670 mm,墻高3 530~2 000 mm,掘進(jìn)斷面面積28.52~19.95 m2,凈斷面面積24.23~16.58 m2,鋼筋混凝土支護(hù)厚度300 mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20。進(jìn)車道馬頭門內(nèi)布置:1個(gè)信號(hào)硐室,規(guī)格4 m×3.43 m,三心拱形,長(zhǎng)3.5 m,支護(hù)厚度250 mm;1個(gè)安全門立柱硐室,規(guī)格1 m×2.6 m,半圓拱形,長(zhǎng)0.7 m,支護(hù)厚度200 mm;1個(gè)推阻搖系統(tǒng)地溝。

        出車道馬頭門設(shè)計(jì)斷面形狀為直墻三心拱形,全長(zhǎng)6.1 m,馬頭門平巷長(zhǎng)1.6 m,變化段(斜頂)長(zhǎng)4.5 m,馬頭門主要技術(shù)參數(shù):凈寬5.0 m,凈高5 350~3 670 mm,墻高3 680~2 000 mm,掘進(jìn)斷面面積29.36~19.95 m2,凈斷面面積24.98~16.58 m2,鋼筋混凝土支護(hù)厚度300 mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20。出車道馬頭門內(nèi)布置:1個(gè)安全門立柱硐室,規(guī)格1 m×2.6 m,半圓拱形,長(zhǎng)0.7 m,支護(hù)厚度200 mm;1個(gè)推阻搖系統(tǒng)地溝。

        馬頭門井筒部位布置人行繞道,規(guī)格0.8 m×2.5 m,半圓拱形,支護(hù)厚度200 mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20。

        該礦山+14 m水平以下井筒穿過(guò)的巖層以千枚巖為主,該層上部夾多層薄層灰白色變質(zhì)粉砂巖,單層厚約0.2 m;中下部夾多層薄層大理巖,大理巖為白色,以方解石為主,薄層狀,粒狀變晶結(jié)構(gòu),厚0.2~0.5 m,巖石中等堅(jiān)硬。

        2 施工方案

        考慮馬頭門規(guī)格大及井筒支護(hù)使用整體模板的實(shí)際情況,馬頭門施工采用下行分層掘進(jìn)一次澆筑砌體的方法,即將馬頭門分為3個(gè)分層,每個(gè)分層高度1.8 m,與井筒掘進(jìn)的同時(shí),始終保持井筒超前馬頭門一個(gè)分層,由上至下將各分層掘出,在井筒筑壁的同時(shí),由上至下進(jìn)行馬頭門永久支護(hù)施工[1-3]。

        當(dāng)井筒掘至馬頭門上方1~2 m處時(shí),停止掘進(jìn),將上段井壁筑好。下掘井筒至第一分層底板標(biāo)高時(shí),井筒再放一遍炮(眼深約2 m)后,停止掘進(jìn),排出部分矸石后即開(kāi)始掘進(jìn)上分層(拱)。始終保持井筒超前馬頭門一個(gè)分層,在掘進(jìn)井筒的同時(shí),由上至下將馬頭門各分層掘出,各分層按階梯法掘進(jìn),上一個(gè)階梯超前下一個(gè)階梯2 m,待馬頭門最后一個(gè)分層掘進(jìn)一炮2 m后,將馬頭門的碴石出凈,在出車道一側(cè)安裝臨時(shí)電耙子出碴,將進(jìn)車道馬頭門工程全部掘出后,再掘鑿出車道馬頭門工程。

        掘進(jìn)馬頭門內(nèi)的其余部分工程,視圍巖情況可采用全斷面一次掘進(jìn)或分層法施工。臨時(shí)支護(hù)采用噴混凝土,個(gè)別不穩(wěn)定地段采用錨網(wǎng)噴混凝土。馬頭門及井筒全部掘出后,即開(kāi)始由上至下逐層整體澆注馬頭門拱、墻和井壁,直至澆注至馬頭門底板。全部馬頭門共分4個(gè)階段施工:第一階段施工馬頭門兩側(cè)各4 m段,第二階段施工進(jìn)車道馬頭門11 m段及附屬硐室和地溝,第三階段施工出車道馬頭門11 m段及附屬硐室和地溝,第四階段施工雙側(cè)馬頭門及附屬硐室、地溝混凝土。

        2.1 掘 進(jìn)

        馬頭門掘進(jìn)采用YT-28型鑿巖機(jī)配長(zhǎng)2.2 m,φ22 mm鉆釬、φ42 mm一字型鉆頭打眼。掘鑿采用先打?qū)ы先缓笤谒⒋蟪尚偷氖┕し椒?,頂部打眼采用墊碴打眼,刷大時(shí),炮眼深度2.0 m,要求掌握周邊眼角度,防止超挖,掏槽眼深2.2 m,輔助眼和周邊眼深2 m。爆破炸藥選用2#巖石乳化炸藥,1~13段毫秒延期非電雷管,正向裝藥,通過(guò)立井放炮電纜在井口使用起爆器起爆。

        2.2 排 矸

        在掘進(jìn)馬頭門時(shí),由于無(wú)法直接利用立井抓巖機(jī)抓矸,人工轉(zhuǎn)矸速度較慢。為加快馬頭門出矸速度,在馬頭門施工時(shí),將P-60B耙?guī)r機(jī)主機(jī)和耙斗直接下井,放置于正在施工的馬頭門對(duì)面一側(cè)馬頭門內(nèi),用耙頭將馬頭門工作面的矸石全部耙至井筒內(nèi),用立井抓巖機(jī)將矸石裝至吊桶內(nèi),利用立井排矸系統(tǒng)將矸石排出。在馬頭門掘進(jìn)爆破時(shí),為防止放炮崩壞耙?guī)r機(jī)設(shè)備,采用木板及2 mm厚的鐵板作為防護(hù)。

        2.3 臨時(shí)支護(hù)

        馬頭門在掘進(jìn)過(guò)程中,若發(fā)現(xiàn)巖層破碎,則在施工導(dǎo)硐時(shí),首先對(duì)拱部噴射厚50 mm的C20混凝土作為臨時(shí)支護(hù);然后在刷大成型后對(duì)拱及兩幫復(fù)噴混凝土。若巖層極不穩(wěn)定,則采用錨網(wǎng)噴臨時(shí)支護(hù),錨桿選用長(zhǎng)2 m、φ18 mm的樹脂錨桿,網(wǎng)片用φ6.5 mm鋼筋網(wǎng),網(wǎng)格100 mm×100 mm,噴射混凝土厚80 mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20。噴射混凝土?xí)r,混凝土噴射機(jī)設(shè)置于井筒內(nèi),噴射料在井口用攪拌機(jī)攪拌后,用底卸式混凝土吊桶裝運(yùn)下放至噴射機(jī)旁,人工上料。

        2.4 混凝土砌碹支護(hù)

        馬頭門設(shè)計(jì)為C20混凝土支護(hù),支護(hù)厚300 mm,支護(hù)工作待馬頭門全部掘進(jìn)工作完成后統(tǒng)一進(jìn)行。采用底卸式吊桶輸送入模的方法施工混凝土支護(hù),混凝土在井口集中拌料后經(jīng)溜槽卸入固定于測(cè)量平臺(tái)的底卸式吊桶中,經(jīng)吊桶送至井下吊盤位置,利用溜灰節(jié)將混凝土料送至搭設(shè)于馬頭門內(nèi)的平臺(tái),人工上料。支模采用木模配鋼模的方法進(jìn)行,鋼模板為組合鋼模板及自制整體模板,組合模板長(zhǎng)1 500 mm,寬100~300 mm,木模采用長(zhǎng)1 500 mm、寬200 mm、厚50 mm的松木板制作,采用120 mm×120 mm的方木作立柱,16#的槽鋼作拱架,120 mm×120 mm的方木作橫擔(dān)兼作混凝土澆筑平臺(tái)。支模時(shí)技術(shù)人員首先對(duì)巷道規(guī)格進(jìn)行檢查,合格后進(jìn)行立柱位置的找正、找平;然后進(jìn)行橫擔(dān)的架設(shè)和加固;最后擺放模板混凝土澆筑入模。井筒兩側(cè)的5 m馬頭門采取與井筒同時(shí)澆筑的施工方法,其余部分馬頭門混凝土單獨(dú)施工,混凝土一次連續(xù)澆筑長(zhǎng)度6~7.5 m,墻拱整體式襯砌,機(jī)械振搗,馬頭門模板采用自制鋼模板。

        3 結(jié) 語(yǔ)

        結(jié)合某礦山馬頭門施工實(shí)例,對(duì)豎井馬頭門掘進(jìn)及支護(hù)工藝進(jìn)行了詳細(xì)分析,結(jié)果表明,采用該工藝快速、安全、可靠地施工完成了該礦主井6對(duì)馬頭門,大大縮短了建井工期。

        [1] 崔云龍.簡(jiǎn)明建井工程手冊(cè)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2003.

        [2] 東兆星,吳士良.井巷工程[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2004.

        [3] 沈季良,崔云龍,王介峰,等.建井工程手冊(cè)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1984.

        2015-07-28)

        臧潤(rùn)成(1977—),男,工程師,134304吉林省白山市。

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