金属矿山竖井快速施工的措施

【摘要】在一座新的地下金属矿床开发中，无论是井巷掘砌工程总量还是基建投资都占总工程量或总投资额的很大比重，其工程费用一般占总投资的60%以上，而总工期也一般以井巷掘砌工作为关键工作，其他工程建设都比井巷建设耗时短。目前我国的矿山资源开采多以井下坑采为主，利用竖井开拓的矿山占大多数，因此加快竖井施工速度对缩短矿山建设周期有着十分重要的意义。基于此，本文主要对金属矿山竖井快速施工的措施进行分析探讨。

【关键词】金属矿山；竖井；快速施工；措施

1、工程简况

某铁矿是股份制民营企业，位于安徽省庐江县龙桥镇。矿山储量为1×108t铁矿石，年产量100×104t。主井井筒净断面直径φ5.5m，掘断面直径φ6.2m，井口标高+88.8m，井底标高-522m，井筒深610.8m，井壁为整体浇筑混凝土支护，砼标号C25。

主井井筒围岩主要是粗安岩、粉砂岩、粗安斑岩和泥质粉砂岩，围岩除局部破碎外完整性较好，岩石质量中等-良好，f系数为10～12。主井的水文地质条件简單，井筒实际涌水量为5.68m3/h。

2、施工方法及工艺

根据井筒工程特点以及对井筒施工速度的要求，井筒施工方法采用普通钻爆法，短段掘砌混合作业方式，二掘一砌成井4m。

2.1凿岩爆破

采用FJD-6型竖井钻机凿岩打眼，炮眼深度4.3m，非电导爆管雷管起爆乳化炸药爆破，爆破进尺一般在4m左右。

2.2装岩运输

爆破后的矸石用HZ-6中心回转抓岩机装入3m3矸石吊桶，利用JKZ-2.8x2.2提升绞车提至井口倒入矸石仓，通过东风8t自卸式汽车运输。

2.3砌壁

砌壁段高4m，实现二掘一砌成井4m正规作业循环。井口1台JS-500搅拌机搅拌混凝土，经井筒内1路φ159mm×10mm下料管下料至整体移动式液压金属模板内，电动振捣棒随混凝土浇灌分层振捣。

3、施工辅助系统

3.1提升系统

选用Ⅴ型钢管凿井井架，1台JKZ-2.8x2.2提升机提升3m3吊桶作为主提，用于矸石提升；1台JT-1.6提升机提升2m3吊桶作为副提，用于人员、材料上下。

3.2供电系统

在井口附近建了一个临时配电所，将矿供10kV高压进行变压。为满足施工需要，结合所选用的施工设备，供电电压高压为6kV，低压为380V。

3.3供风系统

在井口附近自建临时空压机站，安装了2台OPT-307型和1台VW-22/7型压风机，通过井筒悬吊的一路φ159mm×6mm无缝钢管向井下供风。

3.4供水系统

施工用水取自井口附近的梅庄水库。在水库里安装1台7.5kW潜水泵通过一路φ108mm×6mm无缝钢管向井下供水。

3.5排水系统

井筒涌水采用工作面潜水泵※吊盘水箱※卧泵接力排水方式进行排水，即在工作面摆放1台7.5kW潜水泵向吊盘水箱排水，利用安装在吊盘上层盘的1台D25-50×10型卧泵，通过井筒一路φ108mm×6mm排水管排至地表。

3.6通风系统

采用压入式通风方式，选用1台30kW筒局扇，配备一路500mm胶质风筒，风筒用锚杆固定在井壁上。

4、施工组织管理

主井工程施工实行项目法管理，由项目部全权负责工程的开工、施工和交工等工作，项目部下设施工队、机运段、技术组、安全组、供应组。施工队负责井筒的掘砌作业，机运段负责设备的运转、维护和保养，职能组负责施工技术管理、经营管理、质量管理、材料管理、后勤保障、安全检查与监督、文明施工等工作。为适应井筒快速施工的要求，井下直接工分凿岩班、出矸班和砌壁班三班作业，实行专业工种固定工序流水作业制度，辅助工种实行“三八”作业制度。

5、施工工期

主井井筒从破土动工到井筒下掘到底，井筒施工期为5个月，其中最快施工速度为一个月183m进深，达到国内同行业先进水平，受到业主的好评。井筒被评定为优良工程，整个施工期没有发生一起重伤以上的安全事故。

6、主要措施

该主井井筒快速、安全、优质掘砌到底，为矿山早日建成奠定了基础，采取的主要措施是：

第一，发挥先进凿井设备快速高效作用。主井井筒施工配备了先进凿井设备，由于有了这些先进设备，不仅降低了劳动强度，也提高了施工效率。如金属模板比传统的木板浇砼速度快，金属模板一次浇4m只要3～4h，而用木模板浇同量的砼则需要6h以上。中心回转抓岩机出矸速度快，比其它出矸方式效率高的多。项目部维修人员每天都对设备进行检查保养，发现问题及时处理，而不是等设备出现故障再去修理，变被动修理为主动保养，避免设备故障对施工产生的不利影响。

第二，加强工序管理，实现正规作业循环。项目部规定了井筒掘砌各道工序的作业时间：凿岩爆破4.5h、通风0.5h，出矸4h、清底2h、浇砼4h，二掘一砌成井4m循环时间为20h。为保证各工序时间控制在预期的目标内，每一工序均安排专人负责，及时协调解决施工中存在的问题。对没有达到时间要求的工序，及时分析原因采取措施，想方设法缩短各工序的作业时间，从而使循环时间平均达到18小时，最快的一个循环仅需15h。

第三，严格按规范要求施工，确保工程质量。井筒掘进每次凿岩时都按中线并依据岩石情况合理布置炮眼、正确装药爆破，不仅爆破进尺高而且井筒断面控制在规范要求的范围内。为保证井筒的浇砼质量，项目部制定了金属模板浇砼作业指导书，并对作业人员进行技术交底，做到措施到位、责任到人、正确配比、加强振捣，从而使工程质量大大提高。

结语：

矿业开发是21世纪国民经济发展的基础产业，国民经济发展离不开矿业开发，有矿业开发就有井巷建设，从而竖井施工技术具有推广应用前景。竖井施工进度指标主要取决于掘进、出碴和支护个工序的时间，对于大直径竖井而言，进一步缩短出碴和支护的时间意义更加重大。

参考文献：

[1]杨继胜.大直径竖井的无井架施工技术[C].第八届全国采矿学术会议论文集.马鞍山：金属矿山杂志社，2009：417-418.

[2]谢建兵，林章锋.大红山铜矿东部箕斗竖井施工技术[C].第八届全国采矿学术会议论文集.马鞍山：金属矿山杂志社，2009：233-237.

作者简介：

朱广斌（1986-），男，汉族， 山东烟台人，本科，任职于烟台金邦冶金工程咨询有限公司，研究方向：矿山井巷工程。