第一篇：淺談唐公塔煤礦主斜井擴巷維修工程設計施工

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淺談唐公塔煤礦主斜井擴斷面維修工程設計施工 淺談唐公塔煤礦主斜井擴斷面維修工程設計施工 唐公塔煤礦主 設計

作者：韓曉明

蔡永安

李晶巖

概要介紹了唐公塔煤礦及其主斜井的功能結構，并重點分析說明主斜井 擴大斷面工程的設計參數(shù)選擇，工程支護形式，施工方法，以及相關的人、車、物等的施工組織設計，就這些較其它建筑特殊的問題，闡述了在設計施 工中采取相應的對策。關鍵詞：主斜井 明槽開挖 HSCA-Ⅱ破碎劑 皮帶保護架 碹胎 砌碹

唐公塔煤礦位于內蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市準格爾旗薛家灣鎮(zhèn)東南 6km 處，具體位置在唐公塔勘探區(qū)東部，礦區(qū)位于鄂爾多斯黃土高原，呈典型的 黃土高原地貌，地表被廣厚的黃土和風沙大面積覆蓋。其主斜井為礦井的主 要皮帶運輸?shù)某鼍ǖ?，兼作礦井的進風井，同時兼作礦井的安全出口，為 滿足礦井改擴建的需要對其進行擴巷維修施工，主斜井上穿過一條公路，公 路海平面標高 1109.9 m，公路平距 34.66 m，與公路垂距 23m，今主斜井井 筒凈寬 3.0m 凈高 2.7m 不具備千萬噸皮帶設備安裝和正常運行的條件，必須 對主斜井井筒進行擴斷面維修。該單位工程為唐公塔煤礦二期技改工程的主要組成部分，是國有重點投 資項目，根據(jù)招投標法該項目必須通過招 投標來選擇施工單位，項目建設方（甲方）為東辰公司唐公塔煤礦，項目施工方（乙 方）為具有一級礦建工程施工資質的鐵煤 集團建設公司礦建分公司來承建。1 由于該巷道是礦井主要皮帶運輸通道，在施工的同時為不影響礦井正常 生產主井皮帶必須運轉，故對施工帶來 很大難度，為做好對皮帶的正常安全防 護，采用如安設皮帶保護架、架設臨時 鋼梁等臨時防護設施進行維護以確保安 全施工。該巷道全長 500.213m，巷道坡 度為 160，支護方式井口段 0-34m 為鋼筋混凝土砌碹支護，其余巷道為錨噴支 護（維修前后設計尺寸詳見附圖）。施工方案選擇確定：主斜井擴大斷面工程井口表土過公路段 0-34m 選用 明槽開挖施工鋼筋混凝土砌碹支護，其余巷道為錨噴支護。該工程的施工難 點為對主斜井進行擴大維修時不能影響主井皮帶正常運轉，故在巷道明槽開 挖和主井擴碹前事先搭設好皮帶保護架用以保護皮帶，錨噴支護段巷道為減 少使用炸藥爆破對皮帶造成的沖擊破壞作用，特選用 HSCA-Ⅱ破碎劑對圍巖 進行靜態(tài)破碎施工，具體施工步驟如下：

一、表土明槽段施工：開挖前先對井下皮帶用金屬棚圓木皮帶保護架對皮帶 機進行臨時保護，然后表土段采用挖掘機開挖并一次挖掘到位，待該段土方 挖掘到位后，清理浮貨挖基礎、立鋼筋網片、澆注混凝土墻體、再立模整體 澆筑混凝土砌碹，最后在混凝土達到設計強度后進行表土夯填。

二、錨噴支護段施工：

1、破碹施工： 破碹維修施工該段巷道，為減少使用火藥對皮帶造成的沖擊破壞作用，特 選用對圍巖進行靜態(tài)破碎施工。2 1）使用 HSCA-Ⅱ破碎劑施工工具： ①采用 7655 鑿巖機鉆眼，釬桿長 2.2m，一字型∮42mm 合金鉆頭； ②塑料桶或拌料池 2 個（拌料、盛水）； ③漏斗、水勺、護目鏡、電動攪拌器，風動注漿器等。2）、使用方法及一般破碎設計參數(shù)： 需根據(jù)被破碎物的材質、結構、形狀和破碎要求等因素設計孔徑、孔距、孔 深等。下面是一般破碎設計參數(shù)表： 鉆孔參數(shù)(H-物體的破碎高度)被破碎物體 孔徑（mm）孔距（mm）輕質巖破碎 中硬質巖破碎 巖石切割 無筋砼破碎 鋼筋砼破碎 30-50 30-50 30-40 30-50 300-500 300-500 200-500 300-500 150-300 孔深 H 105%H 90%H 二面切割 15～16 HSCA 使用量（kg/m3）8～10 10～15 一面切割 5～8 80%H H 3～10 15～25 根據(jù)現(xiàn)場實際施工環(huán)境溫度主井為 23°，可選 HSCA-Ⅱ型破碎劑。3）、主井擴斷面掘進破碎劑用量與鉆孔布置： ①根據(jù)破碎參數(shù)表，每立方巖石需要 8～10kg 破碎劑破碎效果最佳，目前施 工的主井擴斷面面積為 6.84m2，每延米破碎劑用量為 54.72～68.4kg/m。鉆 孔∮42mm，鉆孔設計深度 2.0m，裝入破碎劑量為鉆孔的 2/3m 多，計算得每 孔裝入混合量為 0.002m3（按 1.5m 計算）。施工過程中可根據(jù)實際效果對參 數(shù)進行調整。3 ②破碎劑眼位布置，主井巷道下行方向左側開幫寬度為 0.475m，縱向布置 1 排眼，眼位布置在料石墻體內效果最佳，眼距 0.4m；主井下行右側開幫寬度 為 1.225m，縱向布置 2 排眼，第一圈眼排距 0.5m，第二圈眼距第一圈眼距 離 0.6m，眼距 0.4m，眼深均為 2.0m。4)、攪拌操作： ①少量人工攪拌時，3 袋無聲破碎劑 ?。?kg/袋）撕開塑料袋將其倒入桶內，取 1 塑料袋水倒入桶內（水：破碎劑＝1：2.5～3.0）攪拌。②大量機械攪拌時，根據(jù)施工需要量，按破碎劑重量比為 25～30%，即配合 比為水：破碎劑＝1：2.5～3.0，加入 HSCA 和水，用機械或戴橡膠手套的手 攪拌成具有流動性的均勻漿體。在環(huán)境氣溫 5°C 以下施工時可用 30°C 左 右的溫水拌和。5）、注漿充填操作： 填孔之前必須將孔清理干凈，不得有水和雜物。充填作業(yè)可以采用人工 直接灌入或用壓風注漿器將漿液壓入孔內。灌漿必須密實，注漿后不必堵塞 孔口。水平或傾斜要用干稠的膠泥狀破碎劑搓成條狀塞入孔中并搗實。攪拌 后的破碎劑漿液體必須在 10 分鐘內充填在孔內，否則流動性及破碎效果降 低。注漿后待 8～10 小時需破碎圍巖開始脹裂。

2、矸石外運： 施工過程中由于出貨利用主井皮帶系統(tǒng)，破除原有料石碹體及擴斷面易 出現(xiàn)大塊巖石，因此容易造成選煤廠破碎機發(fā)生故障，影響礦方正常生產，為保證礦井運輸系統(tǒng)和生產順暢，特采用如下措施。1）、采用多打眼、盡可能破碎巖塊達到規(guī)定要求，減少影響。要求鉆眼 4 間距控制在 400mm 之內，眼深不超過 2000mm，施工過程中按照實際情況盡 可能減少破碎劑裝填量。2）、每循環(huán)破碎的巖塊必須達到規(guī)定要求，巖塊粒度小于 200mm，否則 不準進入運輸系統(tǒng)。3）、小于 200mm 粒度的巖塊要求在皮帶運轉運輸煤炭情況下裝入，不 準集中裝入皮帶。4）、大于 200mm 的巖塊和料石在處理困難的情況下，必須集中堆放在 巷道空間較大地點，由礦方統(tǒng)一安排時間由主井皮帶集中運輸外排。5）、裝卸大塊巖石和料石時必須在皮帶停止狀態(tài)下進行，嚴禁在皮帶運 行時裝卸，防止發(fā)生意外事故。6）大塊巖石和料石裝卸地點，、在擴斷面掘進工作面由上向下裝入皮帶，不準超過皮帶槽口，裝滿后所有人員撤至安全地點，聯(lián)系開皮帶運至主井過 橋變平點窗戶口處卸掉運出窗外。7）由窗外向過橋下卸巖石和料石時，、要提前在過橋下設置圍欄和警戒，防止人員進入危險區(qū)域造成砸傷人員事故。

2、錨網支護： 擴斷面后，先進行安全確認，敲幫問頂，找凈幫頂浮石、險塊，然后用 錨桿機按照巷道支護斷面圖要求，按照具體要求進行臨時與永久支護。確定錨桿孔位→ 打錨桿眼到指定深度→退出釬桿→裝填錨固劑→裝錨 桿→安聯(lián)接手→攪拌藥卷 30 秒→凝固不少于 40 秒 →卸掉連接手→按鋼帶孔 位依次施工剩余錨桿→安設鋼帶→鋪設綁扎金屬網→上好托盤擰緊螺母。

3、噴漿支護： 5 1）巷幫刷齊、找平→地面拌料運送到噴漿地點 →挖基礎確定噴厚標記 點 →初噴由墻到拱噴射混凝土 20～30mm →復噴達到 100 mm →收拾回彈料。2）噴射混凝土支護材料 噴混凝土強度為 C15，噴射厚度 100mm。噴射混凝土所用材料：水泥為普 通硅酸鹽水泥，標號為 PO32.5＃，中粗砂，瓜子石為粒徑 5～15mm，噴射前 應過篩并用凈水沖洗干凈。速凝劑必須是經國家鑒定的產品，噴射混凝土拌 和料配合比為水泥：砂子：石子＝1：1.96：1.96（重量比），水灰比為 0.43，每立方米混凝土拌和料消耗水泥 430Kg，砂子 0.56m3,碎石 0.5m3，速凝劑摻 入量為水泥用量的 3％～5％，噴射拱頂時取上限，淋水段可酌情加大速凝劑 參入量，速凝劑必須在噴漿機上料口均勻加入。掘進施工及支護效果：該工程使用了靜態(tài)破碎巖石的新工藝，掘進巷道 成型規(guī)格好，不僅實現(xiàn)了在不影響礦井正常生產的情況下完成了主井擴大斷 面施工，提高了礦井的整體運營經濟效益，也減少了人員的勞動強度，安全 系數(shù)有顯著提高并防止了使用炸藥對皮帶等機械設備的破壞沖擊作用，支護 效果達到預期、支護強度符合設計要求，目前該工程已正常交付使用，一切 運轉正常。

三、總則 礦井建設行業(yè)是一個高危行業(yè)，隨著社會化大生產的不斷發(fā)展，勞動者 在經營活動中的地位不斷提高，人的生命價值也越來越受到重視。關心和維 護從業(yè)人員的人身安全權利，合理安排施工組織與設計是社會主義制度的本 質要求，是實現(xiàn)安全生產的重要條件。安全生產事關人民群眾的生命則產安全，關系到國民經濟持續(xù)發(fā)展和社 6 會穩(wěn)定的大局。是貫徹落實科學發(fā)展觀，構建和諧社會，實現(xiàn)經濟發(fā)展和社 會全而進步的需要。沒有安全的保障，便沒有職工的高度積極性，就沒有施 工生產的高效益。因此，科學的施工組織與設計是相當重的，是企業(yè)生產經 營活動的重要組成部分，是一門綜合性的系統(tǒng)科學.也是非常嚴肅細致的一項 工作。

準格爾項目部 2011 年 1 月 17 日 7 1