上青礦主井儲礦倉維修實踐

朱生青　臧云培　李安生

(吉林通鋼礦業(yè)有限責任公司)

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上青礦主井儲礦倉維修實踐

朱生青臧云培李安生

(吉林通鋼礦業(yè)有限責任公司)

礦山地下開采主井儲礦倉擔負礦石的臨時儲礦任務，礦石通過主井卸載曲軌及卸貨溜槽放貨至主井儲礦倉，主井儲礦倉及斜溜道反復被礦石沖擊、磨損，經(jīng)常出現(xiàn)儲礦倉及斜溜道損壞嚴重現(xiàn)象，導致儲礦倉及斜溜道無法使用，影響礦山的正常生產(chǎn)。結(jié)合上青礦主井儲礦倉及斜溜道維修經(jīng)驗，通過改變斜溜道溜礦礦石對礦倉井壁的沖擊方式及儲礦倉維修方式，延長了儲礦倉的使用壽命，縮短了儲礦倉維修時間，降低了儲礦倉維修費用，可為類似礦山儲礦倉維修提供參考。

儲礦倉斜溜道維修方式

上青礦主井儲礦倉作為該礦礦石提運的重要通道，是該礦主井礦石提升系統(tǒng)的“咽喉”，擔負該礦135萬t/a鐵礦石的溜礦任務。主井儲礦倉被礦石反復沖擊、磨損，已與放礦機硐室擊穿，斜溜道鑲嵌的12層襯板磨損嚴重大部分已脫落，斜溜道與井筒交叉點附近的三角地帶基巖磨損嚴重，磨損傾角75°～80°，斜溜道對面井壁可見一跨度約15m的空區(qū)(沖擊窩)，溜頭上部儲礦倉井壁有一個高6m、寬約1.6m的沖擊溝槽，且溝槽下部已與溜頭上部貫穿，且儲礦倉及斜溜道的其他部位也磨損嚴重，儲礦倉已無法使用，礦山停產(chǎn)。為此，礦山組織了相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員對礦倉進行了詳細的技術(shù)論證，提出了切實可行、安全可靠的維修方案，并組織專業(yè)施工隊伍對礦倉進行了搶修，在短時間內(nèi)恢復了生產(chǎn)。本研究對該礦主井儲礦倉維修方案及施工工藝進行詳細分析，供類似礦山參考。

1　維修方案

斜溜道與儲礦倉均處于同一井筒內(nèi)，為降低施工安全風險，斜溜道維修不宜與下部儲礦倉維修同時進行。經(jīng)反復論證，確定了主井儲礦倉維修方案，即首先維修上部斜溜道，然后維修下部儲礦倉。為確保儲礦倉澆筑混凝土后可立即投入生產(chǎn)，儲礦倉主要采用鋼架結(jié)構(gòu)、同時澆筑混凝土的形式進行維修，斜溜道采用錨桿配鋼筋網(wǎng)同時澆筑混凝土的形式進行維修。若儲礦倉損壞區(qū)域按原設計方案恢復，斜溜道溜下的礦石將繼續(xù)沖擊礦倉井壁，投入生產(chǎn)3個月后斜溜道對面的井壁仍被礦石砸出一個凹坑，仍需繼續(xù)維修。經(jīng)論證，儲礦倉維修不按原設計方案恢復，僅維修儲礦倉下部井壁，高度為5m，將斜溜道溜礦礦石下落的整體中心下移，確保礦石下落無法沖擊井壁，而是直接落于井壁平臺上，在井壁平臺上形成一個軟墊層，有效避免了礦石下放對井壁的破壞(圖1)。

2　施工工藝

施工流程為施工準備→搭設作業(yè)平臺→清掃斜溜道及儲礦倉上部浮石→搭設腳手架平臺→打錨桿注錨桿→綁扎鋼筋→澆筑混凝土→斜溜道襯板安裝→清掃礦倉下部浮石→繼續(xù)搭設腳手架平臺→打錨桿注錨→ 型鋼框架安裝焊接→綁扎鋼筋→安裝礦倉井壁錳鋼板→澆筑混凝土→礦倉加固其他工作→進行初步驗收工作→拆除腳手架及其他施工設施→驗收→投入生產(chǎn)[1-2]。

2.1斜溜道施工

首先將儲礦倉內(nèi)的礦石下放至維修斜溜道的指定位置；然后在斜溜道磨損處搭設工作平臺，平臺用厚50mm的木板搭接而成，作業(yè)平臺設置完畢后，將斜溜道上部剩余磨損嚴重的襯板由下至上全部拆除，用風鎬將鋼筋混凝土全部鑿下。

對于斜溜道下側(cè)井壁損壞部分，可在下部脫落斜面布置規(guī)格為400mm×400mm的倒楔式錨桿(φ32mm圓鋼)，錨桿長2～5m，錨桿嵌入圍巖深度不得小于2m，錨桿安裝角度根據(jù)具體情況而定。為防止在澆筑儲礦倉和斜溜道混凝土時發(fā)生坍塌，錨桿應全部與斜溜道下側(cè)的鋼筋網(wǎng)及錨栓和儲礦倉井壁的鋼筋網(wǎng)焊接，錨桿與錨栓、鋼筋網(wǎng)的焊接長度不小于300mm，焊接標準按國家焊接標準執(zhí)行。

圖1　斜溜道及儲礦倉維修方案

安裝儲礦倉壁側(cè)的43kg/m鋼軌時，鋼軌按設計方案安裝(斜溜道下側(cè)的井壁損壞部分按原設計進行恢復)，安裝完畢后按設計焊接預埋鋼板，等同于對鋼軌進行了加固。由于鋼軌由高碳鋼制成，可焊性差，焊后變脆，受到?jīng)_擊后易裂縫，可在鋼軌鉆孔用圓鋼和預埋件焊接進行加固。

采用鋼梁支架、焊接鐵板作為胎板的方式加固混凝土胎板。最底層鋼梁，兩端、中間打錨桿眼(2個1組，共3組，八字形平眼)，以防鋼梁向外脫落。最底層鋼梁架設完畢后，按間隔1m往上敷設鋼梁，依次類推，約10層(視現(xiàn)場情況定)。每道鋼梁架設完畢后，在兩端、中間打錨桿眼(平距間隔1.5～2m1組)，對鋼梁進行加固，鋼梁之間用槽鋼支撐于礦倉另一側(cè)，鋼梁和鋼軌之間用厚10mm的鋼板作為模板進行固定，鋼板與錨桿、鋼筋網(wǎng)焊接一起并在井壁筑錨桿固定鋼板，防止混凝土坍塌。

鋼梁和鋼板全部加固完畢后，將最底部平鐵板作為底支護胎板，在鋼軌內(nèi)進行鋼筋編網(wǎng)(網(wǎng)眼規(guī)格400mm×400mm)，布設時應滿足混凝土搗固需要，利于人員作業(yè)。在編制鋼筋網(wǎng)前在斜溜道每隔200mm用δ6花紋鋼板制作格擋，保證斜溜道坡度及阻止混凝土流動，確保施工安全。

混凝土澆筑前用高壓風及高壓水徹底清洗儲礦倉壁，采用快速硬化混凝土進行施工，可縮短施工工期，提前恢復生產(chǎn)。澆筑混凝土標號不低于C30，1m一層澆筑，要求振動棒振搗密實，直至上部結(jié)頂。澆筑混凝土采用溜灰管作業(yè)，溜灰管采用鋼絲繩(φ12.5mm)吊掛，在斜溜道礦倉口吊掛應不少于3個點，卸料漏斗設于礦倉口，應牢固固定。

2.2儲礦倉施工

斜溜道維修完畢后，需將儲礦倉內(nèi)的礦石放空后方可進行礦倉維修，隨著礦石的下放，自上而下對儲礦倉進行檢查，對于巖石松動或大塊礦石脫落的情況應及時撬毛。自上而下逐漸放礦石時，以每次下放2m的原則，放夠2m停止放礦石，開啟通風機將放礦石時產(chǎn)生的粉塵吹散，并用高壓風輔助通風。施工人員從卸載曲軌處將施工機具和材料下放至礦石面，認真檢查巖壁的毛石和浮石，重復上述流程直至放空儲礦倉。

儲礦倉放空后，用方木密集排列，方木間不留空隙。沿方木的垂直方向用3塊50mm厚的木板，搭建腳手架基礎平臺(木板間距1.5m)。將方木用鐵線與鐵釘進行連接，在排礦口留尺寸為1 000mm×1 000mm的排礦口作為人員和材料上下之用。

在沖擊窩下部搭設鋼結(jié)構(gòu)框架，用于增加儲礦倉修復段的強度，框架結(jié)構(gòu)采用22#槽鋼，槽鋼網(wǎng)度800mm×800mm×800mm，框架結(jié)構(gòu)的高度為6m，框架結(jié)構(gòu)采用焊接方式，焊接施工符合施工規(guī)范要求，焊縫高度不小于10mm。在安裝鋼結(jié)構(gòu)框架時，框架最底部槽鋼應坐落于基巖上，如此需將礦倉下部掘鑿一個平臺，用于固定槽鋼，同時防止槽鋼整體下滑，每根錨桿應與鋼框架焊接，錨桿與槽鋼的焊接長度不小于300mm，焊接標準按國家焊接標準規(guī)定執(zhí)行。

在沖擊窩下部巖壁上鉆鑿錨桿眼，安裝錨桿，用于固定鋼板、鋼筋網(wǎng)、槽鋼框架。錨桿采用倒楔式錨桿(φ32mm圓鋼)，長2～6m，錨桿嵌入圍巖的深度不得小于2m，錨桿網(wǎng)度400mm×400mm，每根錨桿應焊接于鋼板、鋼筋網(wǎng)、槽鋼框架上。

安裝錳鋼襯板時，鋼板的尺寸及材質(zhì)按斜溜道鋪設的鋼板形式進行加工和安裝。每根錨栓應與槽鋼進行焊接，錨栓與槽鋼的焊接長度按錨栓的全長進行焊接，焊接標準按國家焊接標準規(guī)定執(zhí)行。為加快施工進度，在澆筑混凝土時鋼板可作為混凝土模板使用。由于錳鋼襯板尺寸為1 050mm×890mm，而沖擊窩寬約1.6m，儲礦倉維修完畢后須保持井壁平整，因此在安裝錳鋼襯板時需將原井壁作一定的摳除處理，達到錳鋼襯板尺寸后方可安裝襯板。

儲礦倉維修段的鋼筋布置形式按原設計恢復，同時儲礦倉的損壞部分采用鋼筋混凝土充填，鋼筋網(wǎng)度200mm×200mm×200mm?；炷翝仓?，須用水清洗凈巖壁，混凝土強度為C30。δ50鋼板作為模板澆筑混凝土前，對鋼板進行加固。在每層襯板接縫處用22#槽鋼進行間斷焊接，槽鋼兩端用筑于井壁上的錨桿進行固定，分層為1.5m澆筑一次，直至將儲礦倉內(nèi)上部沖擊窩全部支護完畢為止。

整個加固維修工程施工完畢后，將施工中剩余的施工材料或廢舊邊角料用吊桶提出儲礦倉外，由上至下逐層拆除腳手架和工作平臺，所有的材料從排礦口運出。

3　施工安全措施

(1)所有施工人員須具備井下檢修經(jīng)驗，熟悉《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》及礦山各項規(guī)章制度中有關(guān)工種的操作規(guī)程，做到“三不施工”(不安全不施工、沒有安全措施不施工、安全措施不落實不施工)。

(2)每班施工前應對每名施工人員進行施工技術(shù)及安全交底，參與施工的人員須進行三級安全教育，考試合格后方可上崗。

(3)總工程師和技術(shù)員同時監(jiān)督安全工作，各班設兼職安全員，及時作好安全教育和安全檢查工作，并作好安全記錄。

(4)井口應設置警示牌，無關(guān)人員不得靠近井口，井口設專人看管，嚴禁各種物品墜落井下。

(5)現(xiàn)場作業(yè)人員進入主井儲礦倉內(nèi)時，須戴安全帽、系安全帶、安全繩，并在井口設專人負責檢查監(jiān)督。

(6)配備8部對講機，其中4部作為地表與井筒內(nèi)施工作業(yè)人員的通訊工具，剩余4部對講機為備用。

(7)井下應有充分的照明，儲礦倉照明和信號系統(tǒng)使用安全電壓。

(8)應認真檢查所有損壞巖壁的活動浮石和礦石，檢撬浮石時，人員須站立于外側(cè)，檢撬浮石下方不得站立人員。

4　結(jié)　語

對上青礦主井儲礦倉的維修方案及施工工藝進行了詳細分析，并對施工安全措施進行了討論。該維修方案的實施使得斜溜道及儲礦倉的維修工期由計劃的40d縮減至9d，確保礦山在短時間內(nèi)恢復生產(chǎn)，為礦山創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟效益。經(jīng)近1a的生產(chǎn)驗證，該維修方案完全能夠滿足該礦山的生產(chǎn)、安全、技術(shù)要求。

[1]沈季良，崔云龍，王介峰.建井工程手冊[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1986.

[2]劉剛.井巷工程[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2005.

2016-06-07)

朱生青(1970—)，男，高級工程師，134304 吉林省白山市渾江區(qū)錦繡家園。