广西大新锰矿主井施工存在的问题及解决方法研究

朱其昌

(广西锡山矿业有限公司,广西南宁 530022)

中信大锰矿业有限责任公司大新分公司60万t/a碳酸锰地采采用斜井—竖井联合开拓,斜井为大新分公司60万t/a碳酸锰地采开拓工程的主井,提升方式为胶带运输,布置在矿床的东部,副井为竖井布置在矿床中部。胶带斜井井口标高338 m,井底标高 175 m,倾角 11(°)。斜井长度 845.66 m,掘进断面：14.38 m2,净断面11.08 m2。巷道断面为1/4圆弧拱,掘进宽4.6 m,高3.55 m[1]。

斜井的围岩为硅质灰岩、泥岩夹硅质岩、硅质岩,其分类级别分别为Ⅱ、Ⅴ、Ⅳ,斜井口的围岩体级别为Ⅴ级[2]。由于斜井井筒布置在工业厂房下部且距离较近,支护采用钢筋混凝土衬砌和混凝土衬砌,深部为喷混凝土。

根据该矿区的工程地质、水文地质、矿山实际情况和设计深度,经综合考虑,井筒施工采用正掘全断面一次掘进的作业方式。井筒施工采用 YT-27气腿式凿岩机打浅眼、履带斜井装岩机装碴、汽车运碴、整体液压钢模混凝土支护。

斜井施工时采用局扇风机混合式接力通风。防尘措施有湿式作业、洒水降尘、佩戴防尘口罩等。风筒为φ500 mm胶质风筒。地面排矸采用二次排矸,用5 t汽车将矸石转运到排碴场。

1 施工存在的问题

斜井目前掘进了300 m,施工组织采用全断面一次掘进,液压钢模混凝土输送泵进行混凝土支护,履带式挖斗装岩机装碴,汽车运碴。该施工方案经过10个多月的施工,基本上可行。但随着斜井斜长逐步延伸,暴露出以下几个必须解决的问题：

1)运碴效率低

由于斜井断面只有15 m2左右,汽车运碴只能单行通过,不能在斜井中掉头,所以只能倒行正出,都是低速行驶,造成出碴时间长,导致施工进度缓慢。

2)运碴汽车故障多且费用高

由于运碴汽车只能倒进,连续爬坡重负荷运行,作业状况恶劣,导致汽车故障多,作业效率低,修理频繁,费用支出大。

3)通风状况差

由于液压钢模收缩后与井壁间距很小,井筒不能长期悬挂硬风筒,只能临时吊挂橡胶风筒,造成通风能力差。同时,由于采用汽车运碴,产生大量的尾气,恶化了井筒内的空气质量。随着井筒的延伸,空气质量越来越差,通风时间长,严重影响施工进度。

由于存在上述问题,施工进度慢,月成巷进尺最好也只有40 m左右。随着井筒向深部延伸,有必要改进目前的施工方式。

2 可行的改进方法

2.1 改进出碴汽车

改进出碴汽车的方法主要是对运碴汽车重新选型,采用故障少,爬坡能力大,汽车尾气得到净化的运碴汽车；其次是加强通风管理,强制实行抽压结合的混合式通风,在每次混凝土模筑支护作业完毕后,都重新吊挂风筒,实行混合式通风,保证通风产效果。

2.1.1 优点

1)投资少,易实施；

2)对提高施工进度有一定的效果；

3)可以缓解通风不良的状况。

2.1.2 缺点

1)不能根本解决运碴慢的问题,对提高施工进度有限；

2)可靠性差。有可能因汽车爬坡能力不够、路面湿滑等原因造成出碴困难；

3)汽车尾气造成二次污染难以解决。

2.2 斜井箕斗出碴

斜井箕斗出碴方法,即在井筒铺762轨距的铁轨,选用1.6的卷扬机提升箕斗出碴,其它工序不变的施工方法[3]。根据胶带斜井井口工业场地,安装卷扬机和布置箕斗卸碴场是可行的。

2.2.1 优点

1)箕斗提升速度快,自动卸碴,可以有效解决出碴慢的问题,提高施工进度[4]；

2)安全可靠。由于箕斗不需摘挂钩,在轨运行,因而具有安全可靠；

3)不会造成井筒内空气二次污染,改善井内空气质量；

4)出碴成本低。

2.2.2 缺点

1)需购置卷扬机,制作安装箕斗、箕斗卸碴架等,占用大量资金；

2)占用井口工业场地；

3)不能与现有的液压钢模配套使用。

3 建议

1)在目前斜井斜长不长,还需进行混凝土模筑支护的情况下,宜采用改进出碴汽车的方法。

2)当斜井延伸较长,且斜井支护改为喷混凝土时,宜采用斜井箕斗出碴的方法。

3)尽快对斜井箕斗出碴方法进行研究,在适当的时机改用箕斗出碴。

[1]高金凤,王天凤.中冶长天国际工程有限责任公司.大新锰矿60万t/a地下开采工程胶带斜井施工说明书[R].长沙：长沙冶金设计研究总院,2006.

[2]广西有色勘察设计研究院.大新锰矿深部开采胶带斜井岩土工程详细勘察告[R].南宁：广西有色勘察设计院,2007.

[3]李长权,戚文革.井巷施工技术[M].北京：冶金工业出版社,2008.

[4]朱嘉安.采掘机械与运输[M].北京：冶金工业出版社,1990.