賈穩(wěn)宏 等

摘要：礦井建設(shè)中，二期平巷工程施工通常改絞為臨時(shí)罐籠提升，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，工程由于條件限制，進(jìn)行臨時(shí)罐籠改絞會(huì)經(jīng)濟(jì)上不合理或時(shí)間上不允許?；诘跬疤嵘呢Q井改絞工藝的優(yōu)勢(shì)便在于改絞費(fèi)用低、時(shí)間短。

關(guān)鍵詞：采礦工程；豎井；改絞；吊桶提升

1 實(shí)施的必要性

某礦區(qū)回風(fēng)井工程作為地下主體工程的施工入口，在井筒建設(shè)完成后，將承擔(dān)地下1450m水平、1350m水平、1250m水平部分平面工程施工。

由該入口施工平面工程具有以下特點(diǎn)：工期緊張，依照主體工程施工計(jì)劃安排，該入口承擔(dān)的工程必須于主體工程投產(chǎn)前完成施工，純施工作業(yè)時(shí)間約為16個(gè)月；因工期緊張，所以需在井筒施工完畢后盡快開(kāi)始施工平面工程，不能在臨時(shí)改絞過(guò)程中花費(fèi)過(guò)多的時(shí)間；常規(guī)改絞費(fèi)用過(guò)高，無(wú)法有效進(jìn)行攤銷(xiāo)，將導(dǎo)致巷道施工費(fèi)用較高。

鑒于以上特點(diǎn)，須對(duì)改絞方案進(jìn)行優(yōu)化，重點(diǎn)對(duì)施工安全、改絞時(shí)間、改絞費(fèi)用等方面進(jìn)行考量，重新制定出一種施工安全有保障、改絞花費(fèi)時(shí)間短、改絞費(fèi)用低的改絞技術(shù)方案。

2 總體思路

豎井轉(zhuǎn)入平巷施工后，施工工期緊張，純施工作業(yè)時(shí)間有限，不能在臨時(shí)改絞過(guò)程中花費(fèi)過(guò)多的時(shí)間；改絞成罐籠提升所需費(fèi)用較高，無(wú)法有效攤銷(xiāo)；因此綜合考慮后不再進(jìn)行臨時(shí)罐籠改絞，而采用一種豎井改絞新工藝——一期立井吊桶提升施工平巷工程工藝技術(shù)。

2.1 總體部署

利用鑿井期提升系統(tǒng)進(jìn)行廢石提升和物料下放，在回風(fēng)井1450m、1350m水平馬頭門(mén)處重新安裝承載平臺(tái)，將鑿井時(shí)使用的吊盤(pán)下層吊盤(pán)落于1250m水平馬頭門(mén)底板作為承載平臺(tái)；在各已施工中段馬頭門(mén)處安裝信號(hào)電閉鎖裝置，同時(shí)在各中段馬頭門(mén)和聯(lián)絡(luò)道內(nèi)安裝皮帶運(yùn)輸機(jī)和耙矸機(jī)：1450m水平采用耙矸機(jī)+長(zhǎng)距離皮帶運(yùn)輸機(jī)+溜槽進(jìn)行廢石運(yùn)輸，皮帶緊隨作業(yè)面掘進(jìn)不斷延伸；1350m、1250m水平采用耙矸機(jī)+礦車(chē)+廢石倉(cāng)+耙矸機(jī)+皮帶運(yùn)輸機(jī)+溜槽進(jìn)行廢石運(yùn)輸，軌道緊隨作業(yè)面敷設(shè)，前端的耙矸機(jī)緊隨作業(yè)面推進(jìn)。

2.2 巷道前期施工

因巷道施工前期工作面距離井筒較近，為防止爆破崩壞相關(guān)設(shè)施，先不安裝承接平臺(tái)，待1450m及1350m水平巷道施工30m后再安裝相應(yīng)水平的承載平臺(tái)。各水平前30m巷道施工順序?yàn)椋?250m水平30m巷道→1350m水平30m巷道→1450m水平30m巷道，然后起吊盤(pán)拆除原有部分設(shè)施，再落吊盤(pán)安裝新設(shè)施：用吊盤(pán)安裝1450m水平承載平臺(tái)及附屬設(shè)施→落吊盤(pán)至1350m水平安裝1350m水平承載平臺(tái)及附屬設(shè)施→吊盤(pán)落至1250水平馬頭門(mén)底板，改造吊盤(pán)并安裝附屬設(shè)施。

各水平安裝平臺(tái)后繼續(xù)掘進(jìn)，由于放炮距離井筒較近，需減少單次爆破裝藥量，同時(shí)在巷道內(nèi)用大木板等遮擋保護(hù)，防止爆破沖擊破壞鋼絲繩等設(shè)施。各水平放炮均需至其他水平進(jìn)行躲避；放炮時(shí)將所有水平的平臺(tái)井蓋門(mén)打開(kāi)。

2.3 巷道后期施工

直道施工距井筒120m，平巷加彎巷施工距井筒100m后，可在本水平躲避并設(shè)立掩體。放炮時(shí)所有人員全部躲避于掩體后側(cè)并蹲好確認(rèn)安全后方可放炮，所有盤(pán)面的井蓋門(mén)必須全部打開(kāi)。

3 豎井轉(zhuǎn)平巷施工改絞方案

3.1 總體方案

在滿(mǎn)足生產(chǎn)和安全的前提下，充分利用鑿井期提升設(shè)備和設(shè)施，減少改造工作量和改造費(fèi)用，以便改造后盡快形成提升、供電、供水、供風(fēng)、排水、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、通信、信號(hào)及井上下運(yùn)輸?shù)认到y(tǒng)。

主要改造內(nèi)容包括：安裝承載平臺(tái)，安裝多水平提升信號(hào)系統(tǒng)，供電系統(tǒng)改造，施工臨時(shí)泵房、臨時(shí)水倉(cāng)、信號(hào)硐室，安裝各水平耙矸機(jī)和皮帶運(yùn)輸機(jī)，坑內(nèi)鋪軌，通風(fēng)、排水系統(tǒng)改造，井架保暖封閉，更換鋼絲繩。

3.2 系統(tǒng)改造

系統(tǒng)改造步驟如下：①起吊盤(pán)拆除舊風(fēng)筒及放炮電纜，②落吊盤(pán)安裝新風(fēng)筒和敷設(shè)通信、信號(hào)、監(jiān)控、動(dòng)力電纜，③吊盤(pán)落至各水平安裝承載平臺(tái)及附屬設(shè)備設(shè)施。此處主要詳細(xì)敘述承載平臺(tái)及附屬設(shè)備設(shè)施安裝。

第一步，吊盤(pán)落至1450m水平。

①安裝1450m水平承載平臺(tái)。

a鋼梁預(yù)組裝。按照承載平臺(tái)加工圖，地面加工并進(jìn)行試組裝，確認(rèn)無(wú)誤后拆分、編號(hào)，按照安裝先后順序下放并安裝。

b各梁利用提升機(jī)使用下放，并安置到馬頭門(mén)底板梁窩內(nèi)，梁下放時(shí)先下放主梁再下放副梁，井筒內(nèi)的副梁采用牛腿與井壁固定連接。

c抄平找正。梁系組裝完成后，利用十字線和水準(zhǔn)管、撬杠通過(guò)加減墊鐵的方法將各個(gè)鋼梁依次操平找正。

d鋪設(shè)盤(pán)面槽鋼。梁系抄平找正后再鋪設(shè)槽鋼，槽鋼與梁系焊接，確保穩(wěn)固。

e安裝承載平臺(tái)井蓋門(mén)。利用提升機(jī)下放蓋門(mén)至承載平臺(tái)后安裝蓋門(mén)，然后在馬頭門(mén)的東側(cè)安裝蓋門(mén)絞車(chē)，在承載平臺(tái)蓋門(mén)北側(cè)安裝龍門(mén)架，蓋門(mén)絞車(chē)的鋼絲繩通過(guò)龍門(mén)架接入井蓋門(mén)控制裝置以控制井蓋門(mén)的開(kāi)啟和閉合。

f安裝圍欄。井蓋門(mén)兩側(cè)安裝安全圍欄，高度不小于1.5m，圍欄與平臺(tái)焊接牢靠。

g安裝回風(fēng)口。承載平臺(tái)東側(cè)合適位置預(yù)留一個(gè)回風(fēng)口，回風(fēng)口四周安裝圍板，高度不小于1.2m，圍板頂部安裝傘帽。

②安裝1450m水平輔助設(shè)備設(shè)施。

a在馬頭門(mén)側(cè)水平巷道內(nèi)鋪設(shè)軌道，軌道自承載平臺(tái)井蓋門(mén)延伸至作業(yè)面，供物料、廢石運(yùn)輸。

b在馬頭門(mén)側(cè)巷道安裝皮帶運(yùn)輸機(jī)，機(jī)頭端采用架高，安裝活動(dòng)溜槽溜槽頭可伸入吊桶，機(jī)尾伸入耙矸機(jī)漏斗下方。

c在水平巷道的信號(hào)硐室安裝多水平提升信號(hào)裝置。

設(shè)施布置示意圖

廢石裝載示意

下料示意

第二步，吊盤(pán)落至1350m水平。

①安裝1350m水平承載平臺(tái)及輔助設(shè)備設(shè)施。

1350m水平承載平臺(tái)及輔助設(shè)備設(shè)施安裝方法與步驟同1450m水平。

②安裝臨時(shí)供電和井筒內(nèi)設(shè)施。

a在吊盤(pán)自1450m水平向1350m水平下移過(guò)程中，從1450m水平向1350m水平敷設(shè)風(fēng)筒、排水管線及供電、信號(hào)、監(jiān)控、通信線纜，并牢固懸吊于1450m水平承載平臺(tái)鋼梁上。

b吊盤(pán)落至1350m水平并完成承載平臺(tái)及其他輔助設(shè)備設(shè)施安裝后，下放高低壓供電設(shè)備至1350m臨時(shí)變電所內(nèi)，并進(jìn)行接線安裝調(diào)試。

第三步，落吊盤(pán)排水至1250m水平。

①安裝1250m水平承載平臺(tái)及輔助設(shè)備設(shè)施。

吊盤(pán)落至1250m水平，封閉吊盤(pán)上的吊桶喇叭口，對(duì)吊盤(pán)進(jìn)行穩(wěn)固處理，敷設(shè)馬頭門(mén)與吊盤(pán)連接的鋪板并固定牢固，形成1250m水平承載平臺(tái)。巷道內(nèi)輔助設(shè)備設(shè)施安裝方法與步驟，同1450m、1350m水平。

②安裝臨時(shí)排水和井筒內(nèi)設(shè)施。

a在吊盤(pán)自1350m水平向1250m水平下移過(guò)程中，從1350m水平向1250m水平敷設(shè)風(fēng)筒、排水管線及供電、信號(hào)、監(jiān)控、通訊線纜，并牢固懸吊于1350m水平承載平臺(tái)鋼梁上。

b臨時(shí)水泵房設(shè)置在1250m水平，改造安裝過(guò)程中采用吊盤(pán)上安裝的水泵進(jìn)行排水。在吊盤(pán)落至1250m水平并完成吊盤(pán)改造及其他輔助設(shè)備設(shè)施安裝后，將吊盤(pán)上的水泵安裝到臨時(shí)水泵房，進(jìn)行調(diào)試后形成排水系統(tǒng)。

第四步，調(diào)試、完善三水平信號(hào)閉鎖裝置。

對(duì)多水平提升信號(hào)系統(tǒng)、通信、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、電視監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，合格后投入使用。

第五步，井架封閉。

為確保冬季正常施工，防止井筒結(jié)冰，在井口安裝暖風(fēng)爐，對(duì)井架進(jìn)行密閉。

①用花紋鋼板封堵天輪鋼梁之間的空隙。

②在井架底部四周砌筑磚墻。

③井架外部使用彩鋼板包圍，彩鋼板與方鋼采用螺絲固定。

④彩鋼板從井口地坪一直密封到二平臺(tái)上方，彩鋼板搭接處再鋪一層彩鋼瓦密閉。

⑤為了方便設(shè)備、行人進(jìn)出，在井架南北兩側(cè)修建人員、設(shè)備進(jìn)出通道。

4 方案評(píng)價(jià)

4.1 改絞時(shí)間

利用吊桶提升的豎井改絞工藝，無(wú)須改變?cè)刑嵘到y(tǒng)，改造內(nèi)容主要是承載平臺(tái)，通風(fēng)、供電，井下廢石運(yùn)輸設(shè)備設(shè)施等，可在較短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入平面工程施工。

該回風(fēng)井井筒工程于2014年10月7日施工完畢，于2014年11月20日開(kāi)始臨時(shí)改絞，2014年12月18日改造調(diào)試完畢，正式開(kāi)始施工平巷，改造共花費(fèi)時(shí)間29天。同比同一礦區(qū)類(lèi)似工程的常規(guī)改絞，可縮短改絞時(shí)間2個(gè)月以上。

4.2 主要設(shè)備設(shè)施

設(shè)備設(shè)施改造過(guò)程中，沿用了鑿井期的主要設(shè)備設(shè)施，只對(duì)部分附屬設(shè)備設(shè)施進(jìn)行了更新，并新增、新購(gòu)了少許設(shè)備，形成了新的施工設(shè)備配套方案。系統(tǒng)改造中新增新購(gòu)的設(shè)備設(shè)施主要是鋼絲繩、電纜、風(fēng)筒和信號(hào)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等。相較于常規(guī)罐籠改絞，改造范圍小，工作量少，發(fā)生的費(fèi)用少。

4.3 巷道施工效率

該回風(fēng)井為入口施工的平面巷道均為長(zhǎng)距離獨(dú)頭巷道，平巷施工期間作業(yè)面巖石較為破碎，節(jié)理裂隙較為發(fā)育，滲水量較大，在巷道施工過(guò)程中造成了諸多不利影響，制約了巷道掘進(jìn)速度。

盡管在巷道掘進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)了諸多不利影響，改絞后的系統(tǒng)亦能夠同時(shí)滿(mǎn)足兩個(gè)平面巷道的施工作業(yè)，單個(gè)作業(yè)面月進(jìn)尺可保持在35m以上，平均月進(jìn)尺為40m，可滿(mǎn)足平巷施工進(jìn)度要求。

4.4 優(yōu)點(diǎn)與不足

與常規(guī)罐籠改絞方案相比較，吊桶提升的豎井改絞工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：改絞花費(fèi)時(shí)間短，可較快進(jìn)入平面工程施工，時(shí)間效益明顯；改絞費(fèi)用低，投入少，同比得出可減少費(fèi)用50%左右，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

與常規(guī)罐籠改絞方案相比較，吊桶提升的豎井改絞工藝具有以下不足：井下增加了一次倒運(yùn)，運(yùn)輸、提升能力固定，無(wú)法進(jìn)行趕工，適用工程范圍受限；人員進(jìn)入吊桶不方便，占用時(shí)間長(zhǎng)，材料下放需摘鉤換桶，花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，效率低。

5 結(jié)語(yǔ)

利用吊桶提升的豎井改絞新工藝，無(wú)須建設(shè)地表窄軌線路和專(zhuān)門(mén)的翻毛設(shè)施，可有效節(jié)約井口場(chǎng)地，可在較小的場(chǎng)地內(nèi)組織施工；系統(tǒng)沿用了大部分鑿井期的設(shè)備、設(shè)施，改造范圍小，新購(gòu)置、新增設(shè)備少，改絞費(fèi)用少、時(shí)間短。可廣泛應(yīng)用于平面開(kāi)拓工程量不大、工期緊張、可作業(yè)時(shí)間短、進(jìn)行常規(guī)罐籠改絞經(jīng)濟(jì)上不合理的工程中，能有效降低改絞費(fèi)用，節(jié)約改絞時(shí)間，增加平巷工程施工純作業(yè)時(shí)間。

參考文獻(xiàn)：

[1]程志彬，付萬(wàn)貴.利用吊桶提升施工平巷工程[J].建井技術(shù)，2006，27（6）：34-36.