銅陵有色金屬集團(tuán)公司礦山-400m中段延伸開拓工程

1-400m中段延伸開拓工程鳳凰山銅山銅山屬于銅銅山集團(tuán)（集團(tuán)）。這是一座生產(chǎn)礦山（1965年10月開始建井，1973年1月完成）。原設(shè)計(jì)采礦能力為2000噸/天。采用下架中間混合井和左右風(fēng)井的角度配置和開發(fā)系統(tǒng)。1976年由銅陵有色設(shè)計(jì)院進(jìn)行了-240m中段延伸開拓工程設(shè)計(jì),增設(shè)一條新明井,形成了中央混合井、新明井兩翼風(fēng)井對角布置開拓系統(tǒng)。目前該礦實(shí)際生產(chǎn)能力為1700～1800t/d,-240m中段以上保有儲(chǔ)量已消失殆盡,礦山自20世紀(jì)90年代初后勁已顯不足。為了穩(wěn)定礦山銅量生產(chǎn),根據(jù)有色公司銅色基字(91)231號(hào)批文,由銅陵有色設(shè)計(jì)院做了-360m中段延伸開拓工程初步設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)深部開拓能力為:礦石1000～1200t/d,廢石為300t/d;即利用現(xiàn)有的新明井原井筒布置3#a罐籠提升間位置改為1.6m3箕斗提升礦石,礦石由-396m中段提升至-180m中段轉(zhuǎn)卸至-240m中段,再由混合井箕斗提至地表,廢石由新明井罐籠提至+140m排掉。該延深開拓工程主要由五個(gè)系統(tǒng)工程項(xiàng)目組成:(1)粉礦井回收系統(tǒng);(2)南風(fēng)井系統(tǒng);(3)-360m中段坑探系統(tǒng);(4)溜井系統(tǒng);(5)新明井改造系統(tǒng)(具體見表1)。1992年11月開始施工,至1995年2月完成了-360m中段深部延深開拓工程提運(yùn)系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)重負(fù)荷聯(lián)動(dòng)試車。這期間共完成掘進(jìn)量14177m3,支護(hù)量2711m3,新明井井底清理淤泥271m3。2該項(xiàng)目施工中存在的問題2.1施工期間工具、設(shè)備和施工團(tuán)隊(duì)的情況粉礦回收井系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著新明井箕斗礦石提升遺落在井底粉礦的回收工作。其控制性工程是粉礦回收井。該井筒為矩形斷面,凈規(guī)格2.9×2.2m2,設(shè)計(jì)澆素混凝土(灰厚250mm),井全深85m,為一盲井;于1993年2月21日開始下掘并于同年8月27日下掘到底并支護(hù)結(jié)束。施工期間最高月成井僅為18m。該井施工掘砌作業(yè)采用長段單行作業(yè)方式,段高根據(jù)巖層穩(wěn)定情況確定;由于斷面小、深度淺、施工現(xiàn)場狹窄,制約著現(xiàn)代化大型鑿井設(shè)備的應(yīng)用,在此前也沒有同類井施工經(jīng)驗(yàn),從而制約著成井速度。施工中主要存在如下問題:(1)月成井速度低。該井出矸采用人工扒,提升設(shè)備能力小、速度慢;井壁淋水采用吊桶排,造成每茬炮出矸、排水和清底占用時(shí)間長。(2)施工隊(duì)伍素質(zhì)不高。鑿井人員主要為外包農(nóng)民工,沒有豎井施工的經(jīng)驗(yàn),往往某些技術(shù)措施在施工中落實(shí)不力且安全意識(shí)淡漠,造成施工中勞動(dòng)力管理難度加大。(3)鑿井設(shè)施不配套。各配套設(shè)施在能力上不相稱,嚴(yán)重制約設(shè)備生產(chǎn)率的發(fā)揮。2.2由回風(fēng)道出口到由吊罐法施工到井筒為改善-360m中段的采場回采時(shí)的通風(fēng)狀況,決定南風(fēng)井由原-300m延深至-360m中段,原設(shè)計(jì)南風(fēng)井井位因巖石破碎,1993年12月21日由有色基建處牽頭,設(shè)計(jì)院、礦方、施工單位井巷公司共同研究決定改變南風(fēng)井井位;1993年12月23日開始南風(fēng)井-360m中段回風(fēng)道掘砌工作,于1994年4月21日全部完成了回風(fēng)道與井筒的施工。南風(fēng)井井筒采用吊罐法施工,吊罐施工完畢后,利用自制的小吊盤自上而下進(jìn)行井筒的刷大工作。存在的主要問題是:(1)吊罐鉆孔偏斜率大。據(jù)規(guī)程規(guī)定:吊罐孔偏斜率≤1%。在南風(fēng)井吊罐孔施工完畢后,該孔因偏斜過大又未進(jìn)行測孔,給找孔工作帶來較大的困難。(2)吊罐施工及刷大的安全問題。吊罐施工及井筒刷大安全問題主要是高空墜落及爆破后通風(fēng)。2.3特別破碎帶材料破碎的施工中存在的問題坑探系統(tǒng)工程是頂、底盤403m環(huán)形運(yùn)輸?shù)兰案綄俟こ淌┕?主要承擔(dān)采場礦石運(yùn)輸及設(shè)備供電、維修等工作;該運(yùn)輸平巷規(guī)格為2.9×2.98m2。1992年12月3日開始掘進(jìn),于1993年12月21日完成了403m平巷掘砌作業(yè)及附屬工程施工。頂盤108m平巷位于松軟破碎的輝綠巖層中,給施工帶來很大的困難;施工中對特別破碎帶采用先錨噴臨時(shí)支護(hù)再做永久鋼筋混凝土支護(hù),在坑探系統(tǒng)施工中主要存在問題如下:(1)破碎巖層中平巷施工。頂盤破碎巖層中平巷施工中因未對巖層充分認(rèn)識(shí),采用普通爆破法施工,未及時(shí)錨噴,垮落嚴(yán)重,在前期采用混凝土支護(hù)后仍出現(xiàn)多處開裂,巷道變形、底臌嚴(yán)重,造成斷面縮小,給加固工作帶來困難。(2)地層地質(zhì)對設(shè)計(jì)工作的重要性。采區(qū)變電所原設(shè)計(jì)位于含水豐富的巖層中,施工20m后報(bào)廢。地中衡基礎(chǔ)也位于含水豐富地段,施工支護(hù)后積水嚴(yán)重,給以后的使用帶來困難。(3)工程質(zhì)量的監(jiān)理。支護(hù)段開裂嚴(yán)重,一方面暴露了支護(hù)混凝土質(zhì)量問題,底腳基礎(chǔ)特別是垮落段隱蔽工程密實(shí)充填的監(jiān)理問題。(4)設(shè)計(jì)變更不及時(shí)。上盤坑探巷在破碎素混凝土支護(hù)50多米后開裂,才引起足夠重視,并采取變更設(shè)計(jì)的補(bǔ)救措施,既延緩施工又增加工程造價(jià)。(5)施工安全問題。破碎段施工安全在施工中一直未得到足夠重視,垮落嚴(yán)重一直未得到很好的解決,存在支護(hù)隱蔽后支護(hù)段承壓過大的安全隱患和施工期間頂板安全管理。2.4破碎帶和大浚室施工溜井系統(tǒng)主要由-180～240m,-360～396m兩條主要溜井組成,承擔(dān)礦石卸載與轉(zhuǎn)運(yùn)工作,該兩條溜井皆采用吊罐施工再刷大成形,在溜井及其附屬硐室施工中主要存在下列問題:(1)吊罐施工通過破碎帶。-360～396m溜井施工穿過一段10m長的破碎帶,施工中未及時(shí)采取必要的技術(shù)措施造成大面積的垮落,延長了施工時(shí)間,帶來新的不安全因素。(2)吊罐找孔與堵孔。在施工-180～240m斜吊罐孔,因鉆孔偏斜,給找孔工作帶來較大的困難;在施工-360～396m溜井時(shí)曾出現(xiàn)吊罐孔堵孔,造成停工20多天。(3)大硐室施工方法。在-240m裝礦硐室及-396m鐵板機(jī)硐室施工中,該處位于破碎巖層,因施工方法不當(dāng)造成大面積垮落。特別是施工-396m鐵板機(jī)硐室,因斷面跨度較大又與井筒連接,施工后暴露時(shí)間過長又未采取臨時(shí)支護(hù)措施,造成后期垮落嚴(yán)重。2.5井底清理的施工新明井擔(dān)負(fù)鳳凰山銅礦人員、設(shè)備、材料上下及廢石提升,在井筒-382.5m原水平設(shè)有封底平臺(tái),為提升-360m中段采出礦石,必須恢復(fù)-360m以下井筒,為此需對井底水和淤泥進(jìn)行排放與清理。清理時(shí)由于安全工作做得比較細(xì)致、生產(chǎn)安排得當(dāng),順利地完成了井筒排水與井底清理工作。但也存在一些問題:如井筒(-360m)以下段清理前資料不全,造成情況不明,給施工帶來一定的困難及探放水工作手段不多等。3立井施工中的注意事項(xiàng)在粉礦井施工中,因該井為盲井,施工地點(diǎn)周圍場地狹窄,施工中對井筒風(fēng)水管路、下料管及部分電纜進(jìn)行井壁懸吊,簡化了井口布置,減少了措施工程量,降低了井筒掘砌成本。同時(shí)在井筒掘砌設(shè)計(jì)梁窩位置懸吊一根線用紅漆標(biāo)示有梁窩位置指導(dǎo)掘進(jìn)時(shí)一次形成,避免支護(hù)地梁窩預(yù)埋不下的困難。立模時(shí)制成組合模板,下放四根對角線加快立模找平對中速度。井筒轉(zhuǎn)平巷施工時(shí)利用永久罐籠進(jìn)行開拓,大大縮短豎井轉(zhuǎn)平巷準(zhǔn)備時(shí)間。在立井施工中采用“流水作業(yè)”方式并制定相應(yīng)的獎(jiǎng)罰制度。在南風(fēng)井施工中,找吊罐孔采用炮震方法一次成功,即把藥包沉入孔底起爆,藥包震裂周圍巖層再灌水尋找。在坑探巷施工中對開裂的支護(hù)巷道采取架設(shè)鋼支架扎單層筋噴漿加固,底板把水溝改在中央,澆成切圓拱形以防底臌。同時(shí)對于后期開挖段采用錨噴并扎筋支護(hù),對于頂部垮落較高部位,原三心拱形支護(hù)巷改為半圓拱形并適當(dāng)加大墻高以減少支護(hù)壁后充填量。實(shí)踐結(jié)果表明效果良好。在斜溜井吊罐施工中(-180～240m),把普通吊罐加導(dǎo)向?qū)к?順利地解決了斜溜井施工問題。對吊罐孔堵塞,我們采用水洗、重錘沖擊等方法處理。對-240m放礦硐室垮落較高頂部,我們采用架設(shè)雙拱支護(hù)法效果良好,因該法有效地減少因拱頂承重,并減少支護(hù)回填量。在-396m礦石溜井與斜溜口襯軌安裝時(shí),為保證襯軌預(yù)埋質(zhì)量,采用了先架設(shè)襯軌焊接再扎筋立模支護(hù)方法,改變了先支護(hù)后預(yù)埋襯軌的施工方法,保證了焊接質(zhì)量,降低了安裝難度,一次完成斜溜井襯軌安設(shè)。對于新明井井底淤泥清理,我們著重抓好探、排、放水工作,探清水位再安排排水設(shè)施,放水時(shí)因充分考慮泵的排水能力,并做好-442m中段與粉礦井連通的放水工作;順利地完成井底排水和淤泥清理。4加強(qiáng)安全監(jiān)督,做好井底清理工作。在施工(1)在小斷面立盲井施工中,組織精干的施工隊(duì)伍,實(shí)行“流水作業(yè)”方式是行之有效的措施。同時(shí),形成一套與小斷面立井相適應(yīng)的配套機(jī)械化作業(yè)線、提高爆破效率是加快小斷面立井成井速度的主要措施。(2)對于松軟巖層巷道掘進(jìn),采用光面爆破和配套的錨噴支護(hù)技術(shù)是通過松軟巖層較為有效的方法。同時(shí),采取合理的支護(hù)手段適時(shí)支護(hù)隱蔽并加強(qiáng)支護(hù)質(zhì)量監(jiān)督是防止支護(hù)巷開裂、變形的有效方法。(3)在大跨度硐室施工中,曾有幾次垮落傷人未遂事故。因此對于大硐室施工時(shí)要用導(dǎo)硐法并實(shí)施光爆;對不安全段要及時(shí)采取臨時(shí)支護(hù)措施,同時(shí)安全人員要每班認(rèn)真詳細(xì)檢查,打眼前也要敲幫問頂,隨時(shí)觀察并嚴(yán)格責(zé)任,加強(qiáng)自我防護(hù)意識(shí)教育。(4)對于吊罐井施工,特別是斜溜井吊罐施工、穿過破碎巖層吊罐施工,尤其要注意操作安全工作和放炮后堵孔問題。對垮落高度大于支護(hù)巷1/3以上時(shí),可考慮架設(shè)二次拱頂或增大墻高改變拱頂形狀來處理。(5)工程施工前,為保證工期,加強(qiáng)施工現(xiàn)場管理,對各個(gè)工程要編排網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃并做好各系統(tǒng)工程的銜接與交叉、落實(shí)。在施工中及時(shí)修改,組織精干力量,為保主體工程按期完工。加強(qiáng)施工中難點(diǎn)工程技術(shù)管理,做好安全防范工作是順利完成難點(diǎn)工程的重要保證。(6)對于井底清理要掌握第一手資料,加強(qiáng)水的探測與排放工作,并做好井筒內(nèi)清理人員安全防護(hù)工作,特別是放水時(shí)工作要做到萬無一失。(7)對