井筒式溜破系統與地面井塔同時施工工藝

0破碎基肥、礦倉條件隧道工程是會寶嶺礦山生產前必須形成的系統之一，對礦工的建設尤為重要。溜破系統分-430m、-480m和-535m3個水平,破碎硐室設在-480m水平,內裝兩臺電機功率160kW的C125鄂式破碎機,包括三個卸載站,一條廢石溜井,兩條礦石溜井,以及一個廢石倉,兩個原礦倉。主井井塔工程結構形式為框架剪力墻結構,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,設有鋼梯和提升電梯各一部。1主井井塔施工嚴重滯后于主井井塔施工溜破系統的形成對-410m水平礦房出礦起到至關重要的作用,需盡快通過主井井筒施工溜破系統工程,但考慮到溜破系統工程量大(總掘進量為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施工完畢后再施工主井井塔,將會導致主井井塔完工時間滯后。為了會寶嶺鐵礦的早期實現礦井投產,只有盡快完成主井井塔的施工。經過會寶嶺鐵礦領導、相關工程技術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,井上出矸系統改為井下+44m水平卸矸,再經+44m水平主井通斜坡道聯絡巷運輸矸石至地表,井口用鋼材封死并采取了保護措施。2主井下底板的擠出系統和地面井塔的同時施工技術2.1石運輸巷道為了實現主井溜破系統與井塔同時施工的工藝,需要對部分井巷工程統籌考慮,重新進行布置,在主井井筒內增加+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絡巷道78米,通過汽車運輸矸石至地表。2.2吊桶提升空間主井施工結束后,對主井井筒進行改絞,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三個水平設有翻矸平臺和接矸平臺,3個水平要進行封閉并留出吊桶提升空間,確保3個水平同時施工的安全,加快施工進度。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井下石沖擊保護方式在+44m水平安設翻矸平臺、翻矸溜槽和封口盤,并用槽鋼加固翻矸溜槽,防止卸矸平臺溜下的矸石沖擊導致溜槽松動,確保施工安全。井下矸石經吊桶提升至+44m翻矸水平,由該水平卸載到自卸汽車內經斜坡道外運。各水平掘進時運輸選用22Kg/m軌道和Y型道岔,600mm軌距側卸式1噸礦車,礦車內的矸石側卸到溜矸槽內溜進吊桶里提升到+44米水平后排矸。2.4基坑上部為土壓力井口封閉和保護好后,開始進行井塔基槽的開挖工作。根據工程的實際情況,基坑上部只有1~2m深為土,因此上部采用機械開挖,下部采用爆破方式直接爆破至基底,且在爆破時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是爆破技術。2.4.1結構、地質條件主井井塔基坑巖石表面中等風化,內部為石英巖,節理裂紋較發育,結構致密,硬度較大,普式系數f約為8~12,其周邊環境比較復雜,主井井塔基槽內部有一直徑為5.3m的主井,東側150m有臨時配電所,南側距離廠房50m,西側距離廠房100m。2.4.2臺階高度控制根據爆破石料礦體的物理力學性質,以及節理裂隙發育情況,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×臺階高度=0.45×1.0×1.0×0.8=0.36Kg)。2.4.3爆破震動的分析方法1)一般爆破飛石安全距離計算飛石距離=20n2WK式中:n-爆破作用指數;W-最小抵抗線,m;K-安全系數針對本工程,式中:n=1,W=1.2m,K=1;經計算:飛石距離=24m。2)爆破震動速度計算式中:ν-介質質點震動速度;Q-裝藥量(齊發爆破時的總藥量;毫秒微差爆破或秒差爆破時取最大一段裝藥量);R-爆源至被保護物的距離;K-與介質性質、爆破方式等因素有關的系數;a-與傳播途徑和地質地形等因素有關的指數。本工程式中:Q=8Kg,K=135,a=1.6爆破震動對臨近建筑物的影響:廠房與爆源的距離為50m,安全震動速度為2.0~2.5cm/s,計算的震動速度為0.22cm/s,故安全。空氣沖擊波計算:對于本工程,每次最大裝藥量Q不超過8Kg,按照8Kg計算,Kn=1.5,經計算,R=4.24m。3)爆破時對主井井口的保護措施:為保護井口免受爆破震動的影響,采用打緩沖孔的方法,將爆破區域與井口分開,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,減少沖擊波對井壁沖擊。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對井筒的保護,在距井壁500mm處,打40mm孔徑、向外傾斜2-3度的孔洞進行爆破。3井站、井塔施工一體化高效施工技術采用井下溜破系統與地面井塔同時施工工藝的研究與應用,加快了會寶嶺鐵礦的項目建設速度,并實現了工程的安全高效施工。使主井溜破系統工程得以在2009年開工,充分利用了井塔施工一年時間,大大的縮