井筒式溜破系統(tǒng)與地面井塔同時(shí)施工工藝

井筒式溜破系統(tǒng)與地面井塔同時(shí)施工工藝

0破碎基肥、礦倉條件隧道工程是會(huì)寶嶺礦山生產(chǎn)前必須形成的系統(tǒng)之一，對礦工的建設(shè)尤為重要。溜破系統(tǒng)分-430m、-480m和-535m3個(gè)水平,破碎硐室設(shè)在-480m水平,內(nèi)裝兩臺(tái)電機(jī)功率160kW的C125鄂式破碎機(jī),包括三個(gè)卸載站,一條廢石溜井,兩條礦石溜井,以及一個(gè)廢石倉,兩個(gè)原礦倉。主井井塔工程結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu),平面軸線尺寸為15.5×18m,建筑總高度為91.8m,共11層,建筑面積3328m2,建筑體積27942m3,設(shè)有鋼梯和提升電梯各一部。1主井井塔施工嚴(yán)重滯后于主井井塔施工溜破系統(tǒng)的形成對-410m水平礦房出礦起到至關(guān)重要的作用,需盡快通過主井井筒施工溜破系統(tǒng)工程,但考慮到溜破系統(tǒng)工程量大(總掘進(jìn)量為20866m3)、巖石硬度大,施工難度大、工期長,如果待主井井下溜破系統(tǒng)施工完畢后再施工主井井塔,將會(huì)導(dǎo)致主井井塔完工時(shí)間滯后。為了會(huì)寶嶺鐵礦的早期實(shí)現(xiàn)礦井投產(chǎn),只有盡快完成主井井塔的施工。經(jīng)過會(huì)寶嶺鐵礦領(lǐng)導(dǎo)、相關(guān)工程技術(shù)人員和施工單位共同研究,決定采取將主井鑿井期間使用的天輪改為地輪的方案,井上出矸系統(tǒng)改為井下+44m水平卸矸,再經(jīng)+44m水平主井通斜坡道聯(lián)絡(luò)巷運(yùn)輸矸石至地表,井口用鋼材封死并采取了保護(hù)措施。2主井下底板的擠出系統(tǒng)和地面井塔的同時(shí)施工技術(shù)2.1石運(yùn)輸巷道為了實(shí)現(xiàn)主井溜破系統(tǒng)與井塔同時(shí)施工的工藝,需要對部分井巷工程統(tǒng)籌考慮,重新進(jìn)行布置,在主井井筒內(nèi)增加+44m馬頭門,將斜坡道布置靠近主井井筒,通過斜坡道施工+44水平主井與斜坡道聯(lián)絡(luò)巷道78米,通過汽車運(yùn)輸矸石至地表。2.2吊桶提升空間主井施工結(jié)束后,對主井井筒進(jìn)行改絞,采用原有提升絞車,原有的鑿井天輪改為地輪,吊桶提升井下矸石、人員及材料,并在-430m、-480m、-535m三個(gè)水平設(shè)有翻矸平臺(tái)和接矸平臺(tái),3個(gè)水平要進(jìn)行封閉并留出吊桶提升空間,確保3個(gè)水平同時(shí)施工的安全,加快施工進(jìn)度。卸矸水平為+44m,利用+44m水平主井通斜坡道措施巷汽車排矸至地表。2.3井下石沖擊保護(hù)方式在+44m水平安設(shè)翻矸平臺(tái)、翻矸溜槽和封口盤,并用槽鋼加固翻矸溜槽,防止卸矸平臺(tái)溜下的矸石沖擊導(dǎo)致溜槽松動(dòng),確保施工安全。井下矸石經(jīng)吊桶提升至+44m翻矸水平,由該水平卸載到自卸汽車內(nèi)經(jīng)斜坡道外運(yùn)。各水平掘進(jìn)時(shí)運(yùn)輸選用22Kg/m軌道和Y型道岔,600mm軌距側(cè)卸式1噸礦車,礦車內(nèi)的矸石側(cè)卸到溜矸槽內(nèi)溜進(jìn)吊桶里提升到+44米水平后排矸。2.4基坑上部為土壓力井口封閉和保護(hù)好后,開始進(jìn)行井塔基槽的開挖工作。根據(jù)工程的實(shí)際情況,基坑上部只有1~2m深為土,因此上部采用機(jī)械開挖,下部采用爆破方式直接爆破至基底,且在爆破時(shí)將施工操作面一起爆破完成。故基槽開挖主要需要控制的技術(shù)是爆破技術(shù)。2.4.1結(jié)構(gòu)、地質(zhì)條件主井井塔基坑巖石表面中等風(fēng)化,內(nèi)部為石英巖,節(jié)理裂紋較發(fā)育,結(jié)構(gòu)致密,硬度較大,普式系數(shù)f約為8~12,其周邊環(huán)境比較復(fù)雜,主井井塔基槽內(nèi)部有一直徑為5.3m的主井,東側(cè)150m有臨時(shí)配電所,南側(cè)距離廠房50m,西側(cè)距離廠房100m。2.4.2臺(tái)階高度控制根據(jù)爆破石料礦體的物理力學(xué)性質(zhì),以及節(jié)理裂隙發(fā)育情況,確定爆破單位耗藥量為0.45Kg/m3,孔徑為1.0m,排距為1.0m。臺(tái)階高度一般控制在0.8。每孔裝藥量為0.36Kg。(裝藥量=單位炸藥消耗量×孔距×排距×臺(tái)階高度=0.45×1.0×1.0×0.8=0.36Kg)。2.4.3爆破震動(dòng)的分析方法1)一般爆破飛石安全距離計(jì)算飛石距離=20n2WK式中:n-爆破作用指數(shù);W-最小抵抗線,m;K-安全系數(shù)針對本工程,式中:n=1,W=1.2m,K=1;經(jīng)計(jì)算:飛石距離=24m。2)爆破震動(dòng)速度計(jì)算式中:ν-介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)速度;Q-裝藥量(齊發(fā)爆破時(shí)的總藥量;毫秒微差爆破或秒差爆破時(shí)取最大一段裝藥量);R-爆源至被保護(hù)物的距離;K-與介質(zhì)性質(zhì)、爆破方式等因素有關(guān)的系數(shù);a-與傳播途徑和地質(zhì)地形等因素有關(guān)的指數(shù)。本工程式中:Q=8Kg,K=135,a=1.6爆破震動(dòng)對臨近建筑物的影響:廠房與爆源的距離為50m,安全震動(dòng)速度為2.0~2.5cm/s,計(jì)算的震動(dòng)速度為0.22cm/s,故安全。空氣沖擊波計(jì)算:對于本工程,每次最大裝藥量Q不超過8Kg,按照8Kg計(jì)算,Kn=1.5,經(jīng)計(jì)算,R=4.24m。3)爆破時(shí)對主井井口的保護(hù)措施:為保護(hù)井口免受爆破震動(dòng)的影響,采用打緩沖孔的方法,將爆破區(qū)域與井口分開,形成隔離帶。隔離帶中炮孔深度比政策炮孔深度深300mm,間距為600mm,孔徑為40mm。隔離帶孔眼不裝藥,減少?zèng)_擊波對井壁沖擊。為了防止緩沖孔無法全部抵消爆炸沖擊波對井壁的沖擊,在井壁四周采用光爆爆破的方法加強(qiáng)對井筒的保護(hù),在距井壁500mm處,打40mm孔徑、向外傾斜2-3度的孔洞進(jìn)行爆破。3井站、井塔施工一體化高效施工技術(shù)采用井下溜破系統(tǒng)與地面井塔同時(shí)施工工藝的研究與應(yīng)用,加快了會(huì)寶嶺鐵礦的項(xiàng)目建設(shè)速度,并實(shí)現(xiàn)了工程的安全高效施工。使主井溜破系統(tǒng)工程得以在2009年開工,充分利用了井塔施工一年時(shí)間,大大的縮