斜井井筒表土段起底、刷大施工技術(shù)

劉曉東

摘要：大同煤礦集團同安煤業(yè)有限責(zé)任公司副斜井井筒表土段起底、刷大采用邁步式施工、ZWY60-30L型履帶式扒渣機在開挖土層、裝矸施工環(huán)節(jié)上大大縮減了作業(yè)時間，有效的保證了原料石砌碹穩(wěn)定性、安全性和工程質(zhì)量。

Abstract： Datong Coal Mine Group Tong'an Coal Industry Co.， Ltd. adopts step-by-step construction for the top soil section of the auxiliary inclined shaft， and the ZWY60-30L crawler slag raking machine greatly reduces the operation time in the construction links of excavation of soil layers and gangue loading， and effectively ensures the stability， safety and engineering quality of raw stone masonry.

關(guān)鍵詞：斜井井筒起底、刷大;邁步式施工;掘砌平行作業(yè);安全高效

Key words： floor dinting and large brushing of inclined shaft;step-by-step construction;parallel operation of digging and masonry;safe and efficient

中圖分類號：TD262? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）32-0098-02

0? 引言

大同煤礦集團同安煤業(yè)有限責(zé)任公司隸屬大同煤礦集團有限責(zé)任公司，該礦井設(shè)計生產(chǎn)能力0.9Mt/a。該礦井采用斜井和立井混合開拓。

1? 概況

1.1 工程概況

副斜井利用原山西嵐縣侯家?guī)r煤礦副斜井凈高2.5m，凈寬3.2m，凈斷面積6.9m2，傾角18°，斜長721m，半圓拱斷面，料石砌碹支護，井底落于9號煤層。

原山西嵐縣侯家?guī)r煤礦副斜井改造而成（起底1300mm，不含鋪底200mm），井筒為半圓拱斷面，改造后凈寬3.0m，凈高3.7m，凈斷面積11.33m2，起底后原井筒維持砌碹支護，起底部分表土段采用鋼筋混凝土支護，基巖段采用錨網(wǎng)噴支護。斜長727.009m，坡度-18°，表土段長231m，基巖段長496.009m;井底落于+1062.1。井筒內(nèi)布置有排水管路及消防灑水管路，副斜井鋪設(shè)30kg/m，軌距900mm的卡軌齒軌車軌道，采用防爆柴油齒軌卡軌機車提升，擔(dān)負(fù)礦井的輔助提升任務(wù)并兼作安全出口。

1.2 支護參數(shù)

1.2.1 表土段? 采用雙層鋼筋混凝土支護，構(gòu)造筋采用Ⅱ級鋼筋，連系筋采用Ⅰ級鋼筋，澆筑厚度400mm，墻基礎(chǔ)深度250mm?；炷镣饩壉Ｗo層厚度為70mm，混凝土內(nèi)緣保護層厚度為50mm。圖紙設(shè)計橫筋為Φ22mm鋼筋，縱筋為Φ18mm鋼筋，聯(lián)系筋為ф6mm鋼筋，澆筑混凝土強度等級為C30。鋪底厚度200mm，砼強度等級C15。

1.2.2 基巖段? 基巖段永久支護采用錨網(wǎng)噴形式，噴厚100mm，噴射混凝土等級為C20。錨桿采用螺紋鋼錨桿，規(guī)格為？準(zhǔn)22×2400mm，樹脂錨固劑規(guī)格為一支K2335型，一支Z2360型，每根錨桿使用2卷，托盤采用高強托盤，托盤規(guī)格為130×130×10mm;錨桿間排距為800×800mm;網(wǎng)片采用菱形網(wǎng)，網(wǎng)格50長50mm，每隔300mm用14#綁絲雙股纏繞一圈擰緊。

外延段鋼筋混凝土澆筑支護厚度500mm，澆筑混凝土強度等級為C30。鋪底厚度250mm，砼強度等級C15。

2? 施工方案

2.1 表土段施工方案

由于副斜井井筒原有料石碹體年久失修，且多處存在松動、沒有漿液灌縫、淋水的現(xiàn)象出現(xiàn)，處于對原巷道料石碹體受力方向，施工安全性以及避免二次出渣等綜合因素的考慮，該井筒施工采取自上而下，先施工中間部分，后兩幫邁步施工。

井筒在起底、刷擴掘進施工中，采用人工風(fēng)鎬起底、刷幫，采用ZWY-60-60L型履帶式扒渣機裝至側(cè)卸式礦車通過JK2.0×1.5提升絞車配？準(zhǔn)24mm鋼絲繩將礦車提至井口翻矸平臺。人工將矸石翻到地面800mm皮帶上，通過地面兩部800mm皮帶將矸石運至臨時翻矸場，通過臨時翻矸場內(nèi)ZL—50型鏟車將矸石裝入20T自卸汽車運至建設(shè)單位指定排矸地點。

施工所需材料人工裝入礦車，通過提升絞車運至施工地點。

2.2 基巖段段施工方案

采用人工風(fēng)鎬、手鎬配合EBZ—132型掘進機起底、刷幫施工，利用掘進機自帶的40型刮板輸送機二運運至側(cè)卸式礦車，通過JK2.0×1.5提升絞車配？準(zhǔn)24mm鋼絲繩將礦車提至井口翻矸平臺，人工將矸石翻到地面800mm皮帶上，通過地面兩部800mm皮帶將矸石運至臨時翻矸場，通過臨時翻矸場內(nèi)ZL—50型鏟車將矸石裝入20T自卸汽車運至建設(shè)單位指定排矸地點。

噴射砼支護使用JPS71-L轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機噴砼。

墻部錨桿使用ZMS60型風(fēng)動鉆機打眼，并安裝錨桿。

3? 表土段施工方法

根據(jù)同安煤業(yè)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)資料及副斜井技術(shù)特征，結(jié)合我單位多年斜井施工經(jīng)驗，通過進行多方案論證和比較，確定副斜井表土段采用金屬網(wǎng)噴射混凝土加固原料石碹、兩幫邁步式施工。

3.1 料石碹加固

井筒起底、刷擴施工前，需將原井筒料石碹進行加固，加固方法：采用膨脹螺栓+鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土的方法加固。膨脹螺栓間排距800×800mm（根據(jù)現(xiàn)場情況確定螺栓位置），采用？準(zhǔn)18×150mm膨脹螺栓;壓板采用120×120×10mm的鋼板，中間用臺鉆鉆孔，鉆孔直徑20mm;鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)2000×1000mm，？準(zhǔn)6mm盤條制作，網(wǎng)片搭接100mm，采用14#鐵絲綁扎連接，間距300mm，菱形布置;噴漿厚度為50mm，混凝土強度C20。鉆眼打好后，將膨脹螺栓用錘子打入眼底，卸下螺帽，將連接好的網(wǎng)片鋪設(shè)在需要加固的部位，將壓板壓住網(wǎng)片并將中心鉆孔對準(zhǔn)膨脹螺栓穿入，接著帶好螺帽，并用扳手將螺帽擰緊，以此增加料石碹體的整體性，粘結(jié)性。

3.2 掘進

表土段采用人工風(fēng)鎬配合ZWY60-30L型履帶式扒渣機施工，首先對井筒底板以中心為準(zhǔn)向左右各開挖1.1m寬，1.5深，根據(jù)地質(zhì)情況施工15-30m長的槽子，兩幫各留500mm寬的土層保護層，ZWY60-30L型履帶式扒渣機配側(cè)卸式礦車配合出矸。

3.3 混凝土支護

履帶式扒渣機前風(fēng)鎬施工期間，扒渣機后邊人工風(fēng)鎬開挖底腳與及混凝土澆筑平行作業(yè)，礦車提升時運行區(qū)域不得有人作業(yè)。挖底角時利用預(yù)先加工好的支撐柱進行支撐，支撐柱每700mm一根，支撐柱上部為10mm厚鋼板300×300mm，下部為10mm鋼板350×350mm，中間焊接2根2寸鋼管支撐（如圖1所示）。施工時首先挖夠放置支撐柱的尺寸，將支撐柱放穩(wěn)背實后繼續(xù)向前開挖，前挖至700mm位置時放置第二根支撐柱，挖至1400mm位置時放置第三根支撐柱（必要時在接茬處多加一根），三根支撐柱放置完成后向前邁步至下一施工地點（邁步距離為4.5m），每個基槽1.5m長（如圖2所示）。同時對已經(jīng)完成支撐柱架設(shè)的基槽進行鋼筋綁扎、立模澆筑，兩者平行作業(yè)。以此施工方法逐次循環(huán)作業(yè)。

表土段工藝流程：開挖中間部分→退回起始位置→開挖一幫底角→綁扎鋼筋→立模澆筑混凝土，邁步開挖另一幫底角→進入下一循環(huán)。

3.4 裝巖（土）及運輸系統(tǒng)

采用ZWY-60-30L型履帶式扒裝機直接裝入1m3側(cè)卸式礦車通過JK2.0×1.5提升絞車配？準(zhǔn)24mm鋼絲繩將礦車提至井口翻矸平臺。人工將矸石翻到地面800mm皮帶上，通過地面兩部800mm皮帶將矸石運至臨時翻矸場，通過臨時翻矸場內(nèi)ZL—50型鏟車將矸石裝入20T自卸汽車運至建設(shè)單位指定排矸地點。

施工所需材料、工器具人工裝入礦車，通過提升絞車運至施工地點。

3.5 攪拌系統(tǒng)

采用商品砼：將商砼車開至井口，砼經(jīng)隨車溜灰管裝入輸送泵再經(jīng)溜灰管送至澆筑工作面鋼模中，砼澆筑要對稱入模，分層振搗?；炷寥肽囟炔坏陀?5℃。

3.6 通風(fēng)

井筒刷大施工在回風(fēng)流里進行（井下新鮮風(fēng)由行人斜井進入，經(jīng)過井底車場，乏風(fēng)由副斜井排出），回風(fēng)量1533m3/h，滿足要求施工要求。

按人數(shù)計算掘進工作面的需要風(fēng)量

經(jīng)計算，施工期間最大用風(fēng)量為200m3/min，礦原有負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)可滿足施工需求。

4? 勞動組織

結(jié)合本工程施工方案、施工技術(shù)裝備情況、工效確定各工種需要人數(shù)。選用“三·八”制作業(yè)方式。

邁步式掘進正規(guī)循環(huán)率93%，掘進月進尺3×30×0.93=83.7m，按80m/月考慮。

5? 工期

采用邁步式施工方案后，由于正規(guī)作業(yè)循環(huán)的合理安排，起底、刷幫、混凝土澆筑作業(yè)時間平行作業(yè)，影響時間減少，副斜井井筒表土段提前20天完成。

6? 結(jié)束語

在同安煤業(yè)副斜井表土斜井開拓條件下，通過研究使用該技術(shù)，成功完成了副斜井井筒表土層施工。副斜井井筒表土段起底、刷幫采用履帶式扒渣機和邁步式施工，在開挖土層、裝矸施工環(huán)節(jié)上大大縮減了作業(yè)時間，有效的保證了原砌碹穩(wěn)定性、安全性和正規(guī)循環(huán)。因此，該技術(shù)為類似工程地質(zhì)條件下類似工程設(shè)計及施工提供了一套規(guī)范、可靠的施工方法。該技術(shù)具有廣泛的推廣與應(yīng)用前景。

參考文獻：

[1]崔云龍主編.簡明建井手冊[M].煤炭工業(yè)出版社，2003.

[2]中國煤炭建設(shè)協(xié)會，主編.煤礦井巷工程施工規(guī)范[S].中國計劃出版社，2011.

[3]煤礦建設(shè)安全規(guī)范[S].煤炭工業(yè)出版社，2011.