立井人工配合挖掘機(jī)快速施工技術(shù)在色連二礦風(fēng)、副井施工中的應(yīng)用
2015-04-29 00:00:00王鋒李啟龍趙均
【摘 要】該文就內(nèi)蒙古淮南礦業(yè)集團(tuán)色連二號(hào)礦井風(fēng)、副立井均采用普通鑿井法施工，在礦井項(xiàng)目核準(zhǔn)未完善，無(wú)火工品的情況下，采用人工配合挖掘機(jī)掘進(jìn)施工。施工過(guò)程中合理組織、科學(xué)管理，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)、副井安全、優(yōu)質(zhì)、快速的綜合施工效益進(jìn)行了具體的闡述，具有一定借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】色連二號(hào)礦井；鑿井法；工藝
1.井筒特征及工程地質(zhì)概況
色連二號(hào)礦井風(fēng)井井筒深344m，凈徑7.6m，掘進(jìn)荒徑8.9m；副井井筒深382m，凈徑10.6m，掘進(jìn)荒徑12.3m，均采用普通鑿井法施工。井筒穿過(guò)三疊系上統(tǒng)延長(zhǎng)組（T3y）、侏羅系中下統(tǒng)延安組（J1-2y）、侏羅系中統(tǒng)直羅組（J2z）、安定組（J2a）、白堊系下統(tǒng)志丹群（K1zh）和第四系（Q），井筒水文條件復(fù)雜。風(fēng)井井筒2012年4月開(kāi)始平整挖掘場(chǎng)地籌備，2012年6月正式開(kāi)工，2013年2月完工；副井2012年8月開(kāi)始籌備，2012年10月份正式開(kāi)工，2013年8月完工，分別創(chuàng)造了風(fēng)井井筒10個(gè)月、副井井筒12個(gè)月安全到底的優(yōu)異成績(jī)。
2.井筒掘進(jìn)風(fēng)鎬、挖掘機(jī)設(shè)備選型
風(fēng)、副井井筒表土段、基巖段采用挖掘機(jī)配合人工B87C風(fēng)鎬掘進(jìn)的施工方法。經(jīng)過(guò)比較，風(fēng)井選取一臺(tái)斗山DX60挖掘機(jī)，副井選取一臺(tái)久保田KX165、一臺(tái)KX185挖掘機(jī)。
3.施工工藝
3.1風(fēng)井籌備期施工工藝
風(fēng)井井口平場(chǎng)結(jié)束后，人工配合挖掘機(jī)施工V型鑿井井架基礎(chǔ)、穩(wěn)絞基礎(chǔ)及井筒。挖掘機(jī)將V型鑿井井架基礎(chǔ)、穩(wěn)絞基礎(chǔ)挖掘完畢后正式開(kāi)始挖掘井筒，挖掘井筒的過(guò)程中開(kāi)始澆筑V型井架及穩(wěn)絞基礎(chǔ)。井筒、風(fēng)道口掘進(jìn)以挖掘機(jī)為主、人工B87C風(fēng)鎬挖掘刷幫為輔。利用風(fēng)道口位置，由挖掘機(jī)將矸石裝入自卸式汽車排出場(chǎng)外。井深10.8m以上及風(fēng)道口預(yù)留3.9m整體綁扎鋼筋后，采用1.2m組裝模板澆筑混凝土，混凝土由泵車輸送澆入模板內(nèi)，分層對(duì)稱澆筑。井架基礎(chǔ)、穩(wěn)絞基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)夠28天后，開(kāi)始V型鑿井井架、提升系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、翻矸系統(tǒng)、天輪平臺(tái)等安裝與調(diào)試。由于地方政府原因，35kV變電所不能正常供電，利用2臺(tái)1000kW柴油發(fā)電機(jī)供電，一臺(tái)臨時(shí)壓風(fēng)機(jī)供風(fēng)，利用HZ-6型中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)的JZ-16/800穩(wěn)車提升出矸，施工至井深21.6m，安裝整體懸吊模板、一臺(tái)中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)，封口盤形成。在此期間平行作業(yè)，兩臺(tái)鑿井絞車JKZ-4/15.5、2JKZ-3.6/15.5分別調(diào)試完成，至此井筒籌備結(jié)束。
3.2副井籌備期施工工藝
3.2.1永久井塔基礎(chǔ)施工與副井永久鎖口及井筒部分段一并施工
副井井塔基礎(chǔ)開(kāi)挖同時(shí)將副井永久鎖口及井筒段8個(gè)梁窩一并挖掘，挖掘副井井筒8.55m。綁扎井塔基礎(chǔ)及副井永久鎖口、部分井筒段鋼筋，澆筑采用木模板，內(nèi)外鋼管加固，利用混凝土輸送泵車分層連續(xù)對(duì)稱澆筑。該方法減少了副井永久鎖口及梁窩后期的單獨(dú)施工，為井筒籌備期雙層吊盤、封口盤、天輪平臺(tái)、翻矸平臺(tái)、整體懸吊模板等安裝形成搶的時(shí)間。
3.2.2利用永久井塔平臺(tái)布置鑿井提升系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、翻矸平臺(tái)
利用井塔+15.5m、+24m平臺(tái)布置工字鋼天輪平臺(tái)，利用已經(jīng)安裝并調(diào)試好的穩(wěn)車將天輪工字鋼及天輪按要求進(jìn)行布置固定。固定天輪工字鋼時(shí)，將其焊接在井塔梁的預(yù)埋件上，預(yù)埋件在綁扎設(shè)計(jì)水平井塔梁的鋼筋時(shí)一并固定。
由于副井永久井塔平臺(tái)過(guò)高不能用以布置翻矸平臺(tái)，礦建單位在+11.5m位置布置安裝翻矸平臺(tái)。土建施工井塔結(jié)構(gòu)柱式時(shí)，預(yù)埋鋼結(jié)構(gòu)并在鋼結(jié)構(gòu)上設(shè)置牛腿，牛腿上安設(shè)鋼梁，利用鋼梁布置翻矸平臺(tái)并在下面增設(shè)支撐立柱。
3.2.3副井井塔與井筒平行施工
副井鑿井提升、懸吊系統(tǒng)安裝與井塔同時(shí)施工，上下平行交叉作業(yè)。為確保安全，分別對(duì)+15.5m、+24m平臺(tái)進(jìn)行封閉。在+15.5m水平梁及層面施工結(jié)束并向上延伸時(shí)，在+15.5m和+24m水平井筒上方的梁上南北向鋪設(shè)450b型工字鋼，并在工字鋼上滿鋪鋼板，待施工至+32.5m層后全面封堵+32.5m平臺(tái)及孔洞，確保礦建井筒掘砌與土建井塔施工平行作業(yè)。
3.3風(fēng)、副井基巖段掘砌施工
采用挖掘機(jī)為主、人工風(fēng)鎬刷幫為輔進(jìn)行掘進(jìn)，風(fēng)井利用V型鑿井井架、副井利用永久井塔，采用兩套獨(dú)立的單鉤提升系統(tǒng)，配4m3、5m3吊桶，鏟車配合自卸式汽車排矸。采用MJY-3.6m液壓整體移動(dòng)式金屬模板、砼下放采用DX-2.5m3、DX-3m3吊桶，經(jīng)分灰器澆入模板內(nèi)，分層振搗。
3.3.1掘進(jìn)
井筒作業(yè)方式采用滾班制，共分4個(gè)綜合性作業(yè)班組，結(jié)合井筒所穿地質(zhì)巖石條件，不斷修改每班的工作量。例如巖石較軟時(shí)各班工作量第一班井筒掘進(jìn)1.5m不開(kāi)幫；二班1.5m開(kāi)幫并井筒掘進(jìn)開(kāi)幫0.5m；三班掘進(jìn)開(kāi)幫1m；四班掘進(jìn)開(kāi)幫0.6m、綁扎鋼筋；澆筑混凝土，依次循環(huán)。巖石變硬時(shí)，細(xì)化分解減少每班的工作量。
挖掘機(jī)掘進(jìn)時(shí)，每次挖掘深度控制在0.8～1m范圍，優(yōu)先將罐窩位置挖出，方便放置吊桶。巖石較軟時(shí)，采用人工風(fēng)鎬開(kāi)幫、挖掘機(jī)挖土裝罐；巖石較硬時(shí)，人工B87C風(fēng)鎬與挖掘機(jī)裝破碎錘一并破巖、開(kāi)幫，可有效的縮短井幫暴露時(shí)間，安全系數(shù)增加，同時(shí)提高工作效率，避免了窩工現(xiàn)象的發(fā)生。
風(fēng)井井筒過(guò)3-1煤底板、4-1煤底板粉砂巖；副井井筒過(guò)3-1煤底板、4-1煤頂?shù)装濉?-1上煤頂板粉砂巖，巖石強(qiáng)度大，最大抗壓強(qiáng)度達(dá)到101.5Mpa，采用巖石劈裂機(jī)、挖掘機(jī)破碎頭、人工B87C風(fēng)鎬破巖掘進(jìn)。巖石劈裂機(jī)的使用加快了破巖速度，降低了工人了勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了掘進(jìn)時(shí)間，從而加快了施工進(jìn)度。
3.3.2臨時(shí)支護(hù)
井筒穿過(guò)灰綠色細(xì)粒砂巖時(shí)，圍巖條件差、井筒淋水及小構(gòu)造等復(fù)雜的地質(zhì)條件，導(dǎo)致井筒易片幫、抽幫。井筒每掘進(jìn)1～1.5m時(shí)，采用打Φ18×1600mm管縫式或Φ20×1600mm樹(shù)脂錨桿、掛金屬菱形網(wǎng)臨時(shí)支護(hù)。此方法確保安全的同時(shí)，避免了由于片幫、抽幫致使段高砼用量增加，矸石進(jìn)入模板質(zhì)量事故發(fā)生。
3.3.3出矸系統(tǒng)
由挖掘機(jī)將矸石裝入5m3、4m3吊桶，利用兩套獨(dú)立的單鉤提升，地面由鏟車配合自卸式汽車排矸。
3.3.4綁扎鋼筋
在井筒掘進(jìn)高度到達(dá)3m時(shí)，優(yōu)先將一側(cè)高度掘夠3.6m。此時(shí)一套單鉤配吊桶用來(lái)出矸，另一套單鉤將吊桶奪鉤用來(lái)下放鋼筋。安排人員連接縱筋，其余人員利用風(fēng)鎬配合挖掘機(jī)將另一側(cè)高度掘夠后，一起綁扎鋼筋。此方法避免每段高快掘夠時(shí)部分人員窩工現(xiàn)象，工序銜接更加緊湊。
3.3.5砌壁
井筒砌壁采用MJY型整體金屬模板，模板高度3.6m。場(chǎng)外集中攪拌站攪拌砼，輸送車將砼運(yùn)至井口，采用DX-2.5m3底卸式吊桶下放至模板。為提高澆筑質(zhì)量，加快澆筑速度，采用分層對(duì)稱澆筑。過(guò)軟巖段時(shí)，人工配合挖掘機(jī)掘進(jìn)速度快，最短段高掘進(jìn)時(shí)間約12小時(shí)。為確保安全脫模，礦建工程管理部、礦建監(jiān)理及攪拌站相關(guān)人員現(xiàn)場(chǎng)取砼試塊，并在同環(huán)境（放在井下雙層吊盤上）養(yǎng)護(hù)，在不同的養(yǎng)護(hù)時(shí)間多次對(duì)砼試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，經(jīng)仔細(xì)分析研究，風(fēng)、副井混凝土脫模時(shí)間分別為不低于16小時(shí)、21小時(shí)。由于混凝土攪拌站位于工廣外，從攪拌站到風(fēng)井時(shí)間約1.5小時(shí)，在每段高綁扎鋼筋時(shí)（綁扎鋼筋用時(shí)約3.5h）施工單位技術(shù)員下井實(shí)測(cè)掘進(jìn)荒徑數(shù)據(jù)以確定砼用量、發(fā)砼時(shí)間。此方法有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）工序銜接更加緊湊；（2）提前計(jì)算砼用量，避免了二次要砼增加段高施工時(shí)間。
4.結(jié)束語(yǔ)
風(fēng)、副井均采用人工風(fēng)鎬配合挖掘機(jī)掘進(jìn)施工，改善了作業(yè)環(huán)境，提高了安全條件，減低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了施工效率，在同類型礦井建設(shè)中具有一定借鑒意義。
