孟慶才,許貴林
(遼寧東煤基本建設(shè)有限責(zé)任公司, 遼寧 沈陽 110122)
遼寧本溪龍新礦業(yè)有限公司思山嶺鐵礦進(jìn)風(fēng)井工程,由遼寧東煤基本建設(shè)有限責(zé)任公司(以下簡稱“遼寧東煤”)負(fù)責(zé)施工。該礦位于遼寧省本溪市東南16 km,南芬區(qū)北9 km處,礦區(qū)行政區(qū)劃隸屬于思山嶺滿族鄉(xiāng)所轄,礦區(qū)北距沈陽市直距70 km,距沈陽桃仙國際機(jī)場65 km,南距丹東港180 km,西距沈丹鐵路橋頭站8 km,距G025高速公路橋頭出口3 km,與其連通的鄉(xiāng)級公路縱貫礦區(qū)東西南北,交通條件十分方便。
思山嶺鐵礦鐵礦石探明儲量為24.87億t。礦區(qū)屬長白山脈南西延伸部分,地貌為遼東淺切割中低山區(qū),山地面積占90%以上,地形趨勢為北高南低。礦區(qū)最高海拔高度為579.70 m,最低侵蝕基準(zhǔn)面標(biāo)高為169.70 m(三道河),相對高差為410.00 m。
進(jìn)風(fēng)井深度為1213.5 m,井筒凈直徑為8.5 m,是目前國內(nèi)井筒超千米,井筒直徑較大的金屬礦井。井筒基巖巖石硬度f=8~12。涌水量Q≤15 m3/h。井筒采用2套單鉤提升系統(tǒng),主提升為JK-4×3/18.5單滾筒提升機(jī),配7 m3、5 m3吊桶出矸,副提升為2JK-4×2.2P/18.5雙滾筒提升機(jī),提升吊桶同主提。副提升機(jī)選用雙筒4 m提升機(jī)的目的是為了下一步各中段平巷開拓施工,改絞后采用雙罐籠雙車提升。選用兩臺固定在下層吊盤方孔中的HZ-6型中心回轉(zhuǎn)式抓巖機(jī)進(jìn)行裝巖。商品混凝土通過3.0 m3底卸式材料吊桶經(jīng)分灰器入模進(jìn)行 澆筑。
井筒施工進(jìn)入堅硬的石英巖、大理巖段時,巖石硬度系數(shù)為10~12;采用FJD6C-48型氣動傘鉆打眼時工作時間平均長達(dá)10 h,最長達(dá)15 h,工人勞動強(qiáng)度大,施工時間長,并且氣動鑿巖機(jī)鑿巖時產(chǎn)生的巖塵和噪聲對工人的身心健康損害極大,極易造成職業(yè)病害。為此,通過市場調(diào)研、經(jīng)驗對比,選擇購置了1臺六臂YSJZ6.12型液壓傘鉆鑿巖,該機(jī)鉆孔動作(回轉(zhuǎn)、沖擊、推進(jìn))由兩臺90 kW電機(jī)提供動力,采用液壓傳動形式,所有動作實現(xiàn)機(jī)械化。釬桿移位迅速、準(zhǔn)確、平穩(wěn),配備高效率鑿巖機(jī)高速鉆孔,鉆鑿巖石硬度可達(dá)f20,更適合硬巖施工。此液壓傘鉆可將鉆眼時間縮短3~6 h,達(dá)到了快速和環(huán)保的期望效果。六臂YSJZ6.12型液壓傘鉆與FJD6C-48型氣動傘鉆的主要技術(shù)參數(shù)見表1。
井筒硬巖段采用鉆爆法掘進(jìn),根據(jù)作業(yè)面大小和巖石情況,布置掏槽眼、輔助眼和周邊眼。爆破采用電雷管引爆、導(dǎo)爆管雷管引爆乳化炸藥。六臂YSJZ6.12型傘形鉆架配6臺HYD-200型鑿巖機(jī)鑿巖。使用乳化炸藥,藥卷直徑為45 mm。半秒延期抗雜散電流電雷管引爆非電導(dǎo)爆管雷管,在井口用交流電起爆。掘進(jìn)實行光面爆破,掏槽眼與輔助眼炸藥采用反向耦合連續(xù)裝藥,周邊眼采用反向空氣柱間隔裝藥。炮眼深度為5.0 m,炮眼個數(shù)為156個。井筒出巖采用兩臺HZ-6B中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)裝巖。提升容器為7.0 m3、5.0 m3和3.0 m3座鉤式矸 石吊桶各2只。采用商砼澆筑。井頸段、井身段井筒支護(hù)采用整體懸吊液壓伸縮式金屬模板,模板高度為4.5 m。每次爆破進(jìn)尺為4.5~4.7 m,爆破率達(dá)95%。為確保井筒快速施工的要求,實行專業(yè)隊伍鉆眼、出巖、砌筑、清底等工序“循環(huán)”作業(yè)制度,輔助工種實行8 h倒班作業(yè),確保實現(xiàn)井筒施工正規(guī)化循環(huán)。
表1 YSJZ6.12型液壓傘鉆與FJD6C-48型氣動傘鉆的主要技術(shù)參數(shù)
2.1.1 地面準(zhǔn)備及設(shè)備入井
傘鉆下井前做好檢查工作,鉆具的各個注油口要灌滿油脂,高壓油管各接頭須保持完好,不得有漏油現(xiàn)象,檢查各部位螺絲不得有松動現(xiàn)象,啟動馬達(dá)檢查設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。經(jīng)檢查確認(rèn)鉆具能確保正常工作后,由井口調(diào)度絞車將傘鉆挪至井口,傘鉆在懸吊梁上的10 t電動葫蘆配合下提到主提鉤上,與絞車司機(jī)、井口、吊盤、工作面上的信號工聯(lián)系下井。運(yùn)行時,速度不可過大,特別是通過喇叭口時吊盤上的人員要密切注意傘鉆的狀態(tài),如遇險情,應(yīng)馬上發(fā)送信號,及時排除。把傘鉆順利下放到井筒內(nèi)工作面后用奪鉤鋼絲繩和U型卡,與傘鉆吊環(huán)繩扣聯(lián)接并緩慢拉向井筒中心。找平安穩(wěn)后,調(diào)整好傘鉆立柱,撐起支撐臂,使之達(dá)到平、直、齊、穩(wěn),然后才能松動和摘除提升鉤繩,即可開鉆打眼。
2.1.2 鉆眼施工
鑿巖打眼時要按爆破圖表要求布置炮眼。先用3個鉆臂打掏槽眼,其余的鉆臂張開打輔助眼,并逐步擴(kuò)大到周邊眼。這樣既避免了剛下井收攏狀態(tài)造成的鉆臂擁擠,又避免了鉆臂無秩序地內(nèi)外擺動頻繁,影響工效。為避免傘鉆不能以較大垂角打周邊眼產(chǎn)生欠挖,周邊眼傾角為87°,眼底落在設(shè)計荒徑邊。鑿巖打眼實行定人、定位、定眼、定機(jī)、定責(zé)的五定制度,以確保施工質(zhì)量。
2.1.3 停機(jī)收鉆
鑿巖打眼完畢后,卸下鉆桿,收好工作臂,關(guān)好各系統(tǒng)閥門,將傘鉆連同管路用繩捆綁牢固,用手動葫蘆奪鉤,除信號工外,其余人員在傘鉆提升之前全部提升至地面。通過信號系統(tǒng)與地面相關(guān)人員溝通,確認(rèn)安全后,再利用提升機(jī)將傘鉆提至 地面。
與氣動鑿巖機(jī)對比,YSJZ6.12型液壓傘鉆具有如下優(yōu)點。
(1)能量損耗低:風(fēng)動傘鉆鑿巖時需使用2臺DLG40/0.8型壓風(fēng)機(jī),每臺壓風(fēng)機(jī)電機(jī)功率為250 kW,總功率為500 kW;液壓傘鉆系統(tǒng)由兩臺90 kW電機(jī)提供動力,所需用電總功率為180 kW。電動液壓系統(tǒng)所需功率只有氣動鉆進(jìn)功率的36%。功率損失小,故可節(jié)約能源。
(2)鑿巖效率高、速度快:經(jīng)施工對比,思山嶺鐵礦進(jìn)風(fēng)井使用液壓傘鉆,每循環(huán)鑿巖時間較風(fēng)動傘鉆提前3 h,千米井筒預(yù)計工期可提前近一個月。
(3)節(jié)約鉆具成本費(fèi)用:同樣的巖石硬度,使用氣動傘鉆比液壓傘鉆每循環(huán)(4.5 m)多使用鉆頭8~10個,每循環(huán)鉆桿氣動傘鉆比液壓傘鉆多消耗1.8根。
(4)降低鑿巖成本:由于液壓傘鉆壓力較高,鑿巖使用的釬桿尾部受力均勻,應(yīng)力傳遞損失低,同時液壓傘鉆的使用壽命長,維修保養(yǎng)率低,故成本費(fèi)用可降低1/3左右。
(5)施工環(huán)境得到改善,噪聲低:由于液壓鑿巖必須使用高壓供水降低鑿巖產(chǎn)生的高溫及排出巖粉,所以施工時作業(yè)區(qū)域無粉塵產(chǎn)生,工作面的可見度較高,改善了作業(yè)環(huán)境。液壓鑿巖除金屬撞擊聲外,無廢氣排放聲音,故比氣動鑿巖噪聲可降低10~15 dB。
(6)有效提高了工程質(zhì)量:由于液壓鑿巖能做到按照爆破設(shè)計進(jìn)行鉆眼布孔,光面爆破效果較好,降低了超挖欠挖的頻率,故可提高工程的施工質(zhì)量。
通過施工過程中液壓與氣動傘鉆的成本費(fèi)用及技術(shù)性能比較,采用YSJZ6.12型液壓傘鉆大大提高了鉆眼效率,同時也節(jié)省了大量的釬桿、鉆頭, 降低了施工成本,充分體現(xiàn)了YSJZ6.12液壓傘鉆的優(yōu)越性,按4.5 m循環(huán)進(jìn)尺平均,主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比見表2。表2表明,平均一個循環(huán)4.5 m,液壓傘鉆比氣動傘鉆節(jié)省成本費(fèi)用5365元,千米井筒預(yù)計節(jié)約成本費(fèi)用120萬元。
表2 YSJZ6.12型液壓傘鉆與FJD6C-48型氣動傘鉆的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比
YSJZ6.12型液壓傘鉆在思山嶺鐵礦進(jìn)風(fēng)井井筒施工中的使用,大大縮短了鑿巖鉆眼時間,降低了職工的勞動強(qiáng)度,改善了作業(yè)環(huán)境,實現(xiàn)了大直徑井筒超千米立井連續(xù)3個月掘進(jìn)進(jìn)尺超100 m的優(yōu)秀施工業(yè)績,預(yù)計可節(jié)約成本費(fèi)用120萬元,工期提前一個月。思山嶺進(jìn)風(fēng)井井筒的施工充分體現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)設(shè)備選擇的重要性。該工程取得了建設(shè)單位的高度評價,樹立了遼寧東煤的良好形象,為日后井筒高效、快速施工總結(jié)了經(jīng)驗、奠定了基礎(chǔ)。