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类型主溜井及矿仓的复合加固工艺.pdf

  • 上传人:HR专家
  • 文档编号:6237652
  • 上传时间:2019-04-03
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    关 键  词:
    主溜井及矿仓的复合加固工艺.pdf
    资源描述:

    1、Series No. 356February 2006 金 属 矿 山METAL M INE 总 第 356期2006年 第 2期路 增 祥 (1965 - ) ,山 东 中 海 金 仓 矿 业 有 限 公 司 生 产 技 术 部 经 理 ,高级 工 程 师 ,硕 士 研 究 生 , 261400山 东 省 莱 州 市 开 发 区 玉 山 西 街 10号 。主 溜 井 及 矿 仓 的 复 合 加 固 工 艺路 增 祥(山 东 中 海 金 仓 矿 业 有 限 公 司 )摘 要 望 儿 山 金 矿 主 溜 井 局 部 地 段 及 全 部 矿 仓 采 用 了 锰 钢 板 与 混 凝 土 相 结 合

    2、的 整 体 加 固 形 式 。 所 采 用 的加 固 形 式 与 施 工 工 艺 相 结 合 实 现 了 在 垂 直 溜 井 中 浇 筑 混 凝 土 的 无 吊 盘 、 无 模 板 施 工 ,简 化 了 工 程 施 工 工 艺 。 在 给出 工 程 设 计 和 施 工 设 计 的 基 础 上 ,结 合 施 工 实 践 提 出 了 该 加 固 形 式 的 施 工 方 法 及 使 用 时 应 注 意 的 问 题 ,并 根 据 工程 投 入 使 用 3年 来 多 次 检 查 的 结 果 ,分 析 了 使 用 效 果 ,进 行 了 总 体 评 价 。关 键 词 溜 井 系 统 矿 仓 加 固 施 工

    3、工 艺 使 用 效 果 评 价Com pound Re inforcem en t Technology for M a in O re - pa ss and O re B in sLu Zengxiang(Shandong Zhonghai J incang M ining Co. , L td. )Abstract Integral reinforcement mode combing manganese steel p late and concrete was used in the local section ofthe main ore - pass and all ore bi

    4、ns at W angershan Gold M ine. The reinforcement mode adop ted in combination with theconstruction technology realized an engineering construction with no hanging scaffold and no molding p late. Based on theengineering design and construction design and in combination with the construction p ractice,

    5、 the construction method andthe issues needing attention in its app lication are put forward. The analysis of the app lication effect and the overall assess2ment are also made.Keywords O re - pass system, O re bin, Reinforcement, App lication effect, A ssessment主 溜 井 及 矿 仓 是 地 下 矿 山 生 产 系 统 的 重 要 组

    6、成部 分 ,其 工 程 稳 定 性 和 可 靠 性 在 矿 山 井 下 运 输 生 产过 程 中 起 着 举 足 轻 重 的 作 用 。 由 于 该 类 工 程 在 使 用工 程 中 承 受 着 地 应 力 、 矿 、 废 石 流 的 冲 击 和 磨 擦 等 外力 作 用 ,其 破 坏 特 征 也 因 工 程 的 地 质 条 件 、 溜 井 矿 仓的 结 构 形 式 ,加 固 方 式 和 使 用 管 理 的 不 同 而 异 。 近年 来 ,国 内 发 生 的 几 起 主 溜 井 坍 塌 事 故 1 4 ,给 相关 矿 山 的 生 产 经 营 活 动 带 来 了 严 重 的 影 响 。 文 献

    7、5 7 从 溜 井 系 统 及 矿 仓 的 加 固 形 式 、 施 工 工 艺 及材 料 选 用 等 方 面 进 行 了 有 益 的 探 索 。山 东 中 海 金 仓 矿 业 有 限 公 司 望 儿 山 金 矿 在 其 深部 工 程 建 设 过 程 中 ,为 保 证 溜 井 及 矿 仓 在 生 产 期 间的 可 靠 和 正 常 使 用 ,避 免 给 矿 山 以 后 的 生 产 造 成 影响 ,在 分 析 国 内 许 多 矿 山 溜 井 及 矿 仓 加 固 实 施 方 案和 使 用 情 况 的 基 础 上 ,结 合 矿 山 的 具 体 特 点 ,实 施 了主 溜 井 及 矿 仓 的 锰 钢 板

    8、加 固 方 案 ,本 文 根 据 作 者 设计 及 施 工 实 践 和 多 次 参 加 溜 井 系 统 检 查 的 经 历 ,就该 加 固 方 案 及 其 施 工 工 艺 和 使 用 效 果 作 了 详 细 介绍 。1 主 溜 井 及 矿 仓 加 固 设 计 概 况1. 1 加 固 工 程 设 计该 矿 主 溜 井 及 矿 仓 系 统 加 固 工 程 的 设 计 是 在 某设 计 研 究 院 的 主 溜 井 系 统 工 程 设 计 的 基 础 上 进 行的 。 主 溜 井 及 矿 仓 系 统 工 程 主 要 由 卸 矿 站 、 溜 井 矿仓 、 矿 仓 底 部 结 构 和 溜 井 检 查 平

    9、巷 等 构 成 。设 计 1、 3号 主 溜 井 的 净 直 径 为 2. 5 m ,支 护 厚度 为 300 mm,支 护 高 度 为 77. 8 m,矿 仓 净 直 径 为3. 5 m,支 护 厚 度 为 300 mm,加 固 高 度 为 16 m,其 中在 - 430. 0 m和 - 390. 0 m标 高 ,分 别 设 有 溜 井 检 查平 巷 ,检 查 平 巷 通 过 联 络 巷 与 外 部 车 场 相 连 通 。 溜井 卸 矿 站 设 在 - 350. 0 m 中 段 ; 2、 4号 短 溜 井 (矿仓 )净 直 径 为 4. 0 m,支 护 厚 度 为 300 mm ,加 固 高

    10、 度为 13. 8 m。 4条 溜 井 上 口 卸 矿 站 的 高 度 均 为 2. 2m。 溜 井 卸 矿 站 设 在 - 430. 0 m中 段 。溜 井 及 矿 仓 的 支 护 断 面 设 计 如 图 1所 示 。 1、 362号 主 溜 井 与 矿 仓 过 渡 处 及 检 查 平 巷 加 固 设 计 如 图 2所 示 。 矿 仓 底 部 结 构 下 口 为 一 矩 形 ,上 口 为 一 内 接圆 直 径 为 4. 0 m的 正 八 边 形 。图 1 溜 井 及 矿 仓 加 固 方 式图 2 矿 仓 与 溜 井 过 渡 处 及 检 查 平 巷 加 固1. 2 施 工 设 计1. 2. 1

    11、 圆 形 筒 板 的 加 工 设 计(1)根 据 所 购 进 的 锰 钢 板 宽 度 ,确 定 圆 形 筒 板的 加 工 高 度 为 1. 30 m。 将 锰 钢 板 焊 接 到 圆 形 筒 板的 周 长 长 度 。(2)将 对 接 好 的 锰 钢 板 用 卷 板 机 冷 弯 卷 曲 直 至成 为 圆 形 。(3)对 加 工 好 的 圆 形 筒 板 焊 内 支 撑 ,内 支 撑 材料 采 用 50 50 5的 角 钢 。 内 支 撑 的 焊 接 以 保 证筒 板 剖 分 后 不 变 形 为 原 则 。(4)将 圆 形 筒 板 纵 向 等 分 剖 开 (2 4部 分 ) ,并用 气 割 割 出

    12、焊 接 坡 口 。 剖 分 时 ,其 中 一 条 剖 分 线 为卷 板 时 的 对 焊 部 位 。(5)按 设 计 要 求 焊 生 根 锚 钩 及 吊 装 环 ,吊 装 环采 用 14或 16的 圆 钢 加 工 。1. 2. 2 现 场 施 工(1)利 用 溜 井 刷 大 施 工 时 的 慢 速 调 度 绞 车 进 行人 员 和 材 料 的 提 升 和 下 放 。 人 员 上 下 时 必 须 用 专 用容 器 (如 吊 桶 、 吊 笼 等 ) ;材 料 吊 装 时 一 定 要 绑 挂 牢固 ,防 止 坠 物 伤 人 。(2)圆 形 筒 板 的 各 部 分 下 放 到 工 作 面 后 进 行 组

    13、装 。 组 装 时 ,在 下 层 圆 形 筒 板 的 上 层 支 撑 上 铺 厚 度为 50 mm的 木 板 ,作 为 作 业 人 员 的 工 作 平 台 ;组 装焊 接 结 束 后 ,将 木 板 上 移 到 已 组 装 好 的 圆 形 筒 板 的上 层 支 撑 上 混 凝 土 浇 筑 时 的 作 业 平 台 和 第 三 层 圆 形筒 板 的 组 装 平 台 。(3)焊 接 时 ,电 焊 机 安 放 在 溜 井 附 近 的 巷 道 中 。(4)混 凝 土 通 过 溜 灰 管 输 送 到 工 作 面 直 接 入模 。 采 用 电 动 振 捣 棒 振 捣 。(5)为 确 保 安 全 ,溜 井 上

    14、下 必 须 设 有 可 靠 的 信号 联 络 系 统 ;溜 井 口 须 进 行 简 单 的 封 口 ,并 保 持 周 围没 有 可 能 坠 落 的 杂 物 。2 施 工 方 法2. 1 准 备 工 作(1)矿 仓 和 溜 井 的 刷 大 要 严 格 按 设 计 断 面 进 行施 工 ,最 大 限 度 地 减 少 超 挖 ,避 免 欠 挖 ,以 保 证 支 护混 凝 土 的 设 计 厚 度 ,并 为 圆 形 筒 板 的 下 放 与 拼 装 提供 足 够 的 空 间 ,同 时 减 少 混 凝 土 工 程 量 。(2)在 矿 仓 和 溜 井 刷 大 期 间 ,适 时 安 排 底 部 结构 钢 板 、

    15、 圆 形 筒 板 、 矿 仓 与 溜 井 连 结 处 的 过 渡 板 及 生根 锚 钩 的 加 工 ,以 确 保 使 用 。 加 工 时 要 严 格 按 设 计的 施 工 图 和 工 艺 要 求 ,按 所 需 求 的 数 量 进 行 准 备 。(3)在 皮 带 道 支 护 完 成 溜 口 部 分 施 工 后 ,即 可进 行 矿 仓 底 部 结 构 的 加 固 施 工 。2. 2 矿 仓 及 溜 井 加 固 施 工 的 方 法 与 步 骤(1)矿 仓 底 部 结 构 施 工 。 第 一 步 ,先 将 底 部 结构 的 8块 锰 钢 板 下 放 到 工 作 面 ,按 各 自 的 位 置 摆 放并

    16、点 焊 固 定 ,然 后 按 设 计 中 心 找 正 位 置 ,并 在 其 外 周用 适 当 长 度 的 直 径 为 36的 圆 钢 (每 块 钢 板 保 证 有一 根 )固 定 ,防 止 其 发 生 偏 移 ;第 二 步 ,按 设 计 要 求施 焊 ;第 三 步 ,浇 筑 混 凝 土 。 浇 筑 时 要 注 意 移 动 溜 灰管 ,使 四 周 混 凝 土 面 均 匀 升 高 ,以 防 止 混 凝 土 不 均 匀升 高 所 产 生 的 侧 压 导 致 钢 结 构 移 位 。 每 浇 筑 约 300mm高 时 ,必 须 停 止 浇 筑 对 混 凝 土 进 行 振 捣 ,使 混 凝土 达 到 密

    17、实 ,直 至 浇 筑 结 束 。(2)将 第 一 层 圆 形 筒 板 的 各 部 分 下 放 到 矿 仓 工作 面 ,先 按 剖 分 时 的 位 置 将 各 块 重 新 组 装 、 焊 接 成 圆形 ;再 将 圆 形 筒 板 吊 起 ,按 设 计 中 心 位 置 将 其 找 平 找正 ,并 将 其 与 底 部 结 构 锰 钢 板 外 接 的 部 位 焊 接 ;然 后将 没 有 接 触 的 部 位 ,在 圆 形 筒 板 的 外 侧 用 钢 板 进 行密 闭 焊 接 ,以 防 止 浇 筑 混 凝 土 时 灰 浆 漏 出 ;最 后 进 行混 凝 土 的 浇 筑 ,混 凝 土 浇 筑 时 的 要 求

    18、与 底 部 结 构 浇筑 时 的 要 求 相 同 。 当 浇 筑 至 距 该 层 圆 形 筒 板 顶 部 约100 mm时 即 停 止 浇 筑 工 作 ,进 行 第 二 层 圆 形 筒 板 的组 装 与 焊 接 。(3) 在 第 二 层 圆 形 筒 板 下 放 前 ,先 在 第 一 层 圆形 筒 板 的 外 侧 接 焊 第 二 层 筒 板 定 位 销 (长 度 为 20072路 增 祥 :主 溜 井 及 矿 仓 的 复 合 加 固 工 艺 2006年 第 2期mm的 16的 圆 钢 ,上 下 两 层 各 焊 100 mm )每 块 板各 焊 3根 ,然 后 进 行 第 二 层 圆 形 筒 板

    19、的 下 放 。 下 放到 位 后 ,先 将 各 部 分 组 焊 成 圆 形 ,再 进 行 上 下 两 层 圆形 筒 板 的 焊 接 ,焊 接 结 束 后 ,进 行 混 凝 土 的 浇 筑 工作 ,浇 筑 到 距 该 层 筒 板 顶 部 约 100 mm时 ,即 可 转 入下 一 层 施 工 。(4)按 (3)所 述 的 方 法 施 工 其 余 各 层 至 矿 仓 段加 固 结 束 。(5)矿 仓 与 溜 井 过 渡 板 的 安 装 。 按 图 所 示 的 方式 将 连 接 处 过 渡 板 及 加 强 筋 板 焊 接 到 矿 仓 段 锰 钢 板上 。 焊 接 时 要 保 证 过 渡 板 的 中

    20、心 位 置 与 矿 仓 相 符 吻合 ,并 处 于 水 平 状 态 ,以 有 利 于 溜 井 圆 形 筒 板 的 找 平找 正 ;加 强 筋 板 沿 矿 仓 周 壁 均 匀 布 置 ,其 上 部 与 过 渡板 焊 接 ,侧 部 与 矿 仓 的 圆 形 筒 板 焊 接 。 焊 接 结 束 后转 入 第 一 层 溜 井 圆 形 筒 板 的 安 装 。(6)检 查 平 巷 与 溜 井 连 接 处 的 施 工 类 同 于 竖 井马 头 门 处 的 施 工 。 按 照 矿 仓 圆 形 筒 板 相 同 的 安 装 方式 ,将 溜 井 的 第 一 层 圆 形 筒 板 焊 接 在 过 渡 板 上 ,在 浇筑

    21、混 凝 土 前 要 先 进 行 检 查 平 巷 与 溜 井 连 接 处 支 护 的立 模 工 作 ,以 便 溜 井 与 检 查 平 巷 处 的 混 凝 土 浇 筑 一同 进 行 ,增 强 检 查 平 巷 与 溜 井 结 合 部 位 的 整 体 性 和支 护 效 果 。 若 检 查 平 巷 的 高 度 大 于 溜 井 一 层 圆 形 筒板 的 高 度 ,则 须 将 第 二 层 溜 井 圆 形 筒 板 安 装 起 来 后再 进 行 检 查 平 巷 的 立 模 工 作 。 为 加 强 支 护 效 果 ,自溜 井 边 缘 起 1 1. 5 m长 度 范 围 的 检 查 平 巷 也 可 按照 溜 井 的

    22、 加 固 方 式 进 行 支 护 ,其 钢 板 在 外 侧 与 溜 井壁 的 钢 板 焊 为 一 体 。 检 查 平 巷 立 模 结 束 后 即 可 按 前述 的 方 式 进 行 混 凝 土 浇 筑 工 作 。 混 凝 土 浇 筑 结 束 3d后 ,即 可 将 检 查 平 巷 范 围 内 溜 井 壁 上 的 锰 钢 板 用气 割 除 。(7)完 成 检 查 平 巷 与 溜 井 连 接 段 的 加 固 后 ,可按 照 类 同 于 (3)的 施 工 顺 序 和 方 法 进 行 下 一 段 高 溜井 的 加 固 施 工 ,直 至 接 续 溜 井 卸 矿 站 的 加 固 施 工 ,直至 施 工 全 部

    23、 结 束 。(8)施 工 过 程 中 ,可 利 用 圆 形 筒 板 上 焊 接 的 内支 撑 在 其 上 铺 上 木 板 作 为 工 作 平 台 ;施 工 结 束 后 进行 工 程 验 收 时 ,验 收 人 员 可 攀 登 内 支 撑 上 下 。(9)工 程 验 收 全 部 合 格 后 ,方 可 将 内 支 撑 全 部割 掉 并 回 收 ,以 备 再 用 。(10)为 提 高 混 凝 土 的 早 期 强 度 ,可 按 水 泥 用 量的 3% 5%掺 入 复 合 型 早 强 剂 。2. 3 工 程 质 量 保 障 措 施(1) 井 巷 工 程 施 工 时 ,要 严 格 按 照 矿 山 井 巷工

    24、程 施 工 及 验 收 规 范 ( GB213 - 90)的 有 关 要 求 进行 施 工 ,尽 可 能 减 少 超 挖 ,避 免 欠 挖 。(2)由 于 溜 井 系 统 在 使 用 过 程 中 井 壁 会 受 到 矿块 较 大 的 冲 击 ,因 此 ,必 须 保 证 工 程 的 垂 直 度 。(3)焊 接 ,是 保 证 工 程 质 量 的 最 关 键 环 节 ,必 须注 意 以 下 几 方 面 的 问 题 :一 是 所 有 焊 缝 必 须 达 到 设计 要 求 的 焊 接 长 度 和 焊 缝 高 度 ;二 是 全 部 生 根 锚 钩必 须 在 地 面 焊 接 ;三 是 可 能 的 情 况 下

    25、 ,圆 形 筒 板 的 拼装 焊 接 及 对 接 尽 可 能 在 其 外 侧 施 焊 ;四 是 必 须 保 证对 接 时 不 能 出 现 超 过 钢 板 厚 度 三 分 之 一 的 错 位 。(4)保 证 混 凝 土 的 施 工 质 量 ,是 保 证 加 固 工 程使 用 的 可 靠 性 和 其 使 用 寿 命 的 关 键 之 一 。 应 从 两 个环 节 入 手 :一 是 要 严 格 执 行 混 凝 土 的 实 验 室 配 合 比 ,确 保 混 凝 土 的 设 计 强 度 ;二 是 要 加 强 混 凝 土 的 振 捣 ,确 保 浇 筑 质 量 。(5)圆 形 筒 板 在 加 工 成 型 后

    26、,一 定 要 先 焊 内 支撑 ,再 用 气 割 剖 分 。 剖 分 后 ,先 用 气 割 在 将 来 组 装 焊接 的 部 位 割 出 焊 接 坡 口 ,然 后 按 设 计 要 求 焊 接 生 根锚 钩 。 剖 分 时 要 做 好 识 别 标 记 ,方 便 现 场 重 组 。(6)加 固 工 程 施 工 中 ,要 按 照 矿 仓 底 部 结 构 矿 仓 矿 仓 与 溜 井 连 结 处 (含 部 分 检 查 平 巷 ) 溜井 溜 井 卸 矿 站 的 顺 序 ,依 次 先 后 施 工 。(7)工 程 实 践 中 ,对 混 凝 土 的 施 工 质 量 的 检 查 ,采 用 了 “ 敲 击 法 ”

    27、检 查 。 具 体 做 法 是 :混 凝 土 浇 筑 结束 3 d后 ,在 井 壁 四 周 用 锤 子 随 机 敲 击 锰 钢 板 (但 不少 于 8个 部 位 ) ,通 过 敲 击 的 回 音 来 判 断 混 凝 土 是否 密 实 。(8)对 检 查 中 发 现 的 有 空 洞 回 音 且 面 积 超 过0. 1 m2 ,或 是 其 最 大 边 长 超 过 0. 5 m的 部 位 ,必 须 采用 “ 注 浆 法 ” 处 理 。3 使 用 效 果 分 析为 节 省 工 程 投 资 ,根 据 工 程 围 岩 的 稳 定 性 , 1号主 溜 井 按 设 计 加 固 方 式 仅 加 固 至 - 38

    28、6. 50 m标 高 ,3号 主 溜 井 仅 加 固 至 - 397. 50 m标 高 ,其 上 部 剩 余部 分 为 “ 裸 体 ” ; 2、 4#短 溜 井 (矿 仓 )加 固 至 与 卸 矿 站相 接 。 工 程 投 入 使 用 5年 多 来 ,以 1#矿 石 溜 井 为例 ,放 矿 量 达 140多 万 吨 。 期 间 ,为 了 检 查 验 证 加 固效 果 ,矿 山 组 织 专 门 人 员 对 该 工 艺 的 使 用 效 果 进 行了 多 次 全 面 检 查 。 笔 者 作 为 加 固 工 程 设 计 与 施 工 的技 术 负 责 ,直 接 参 加 了 前 3年 的 溜 井 检 查

    29、工 作 ,并 对检 查 结 果 进 行 了 实 录 。 采 用 该 加 固 工 艺 的 使 用 效 果呈 现 出 以 下 特 点 。(1)矿 仓 加 固 部 分 锰 钢 板 呈 现 出 明 显 的 磨 损 破82总 第 356期 金 属 矿 山 2006年 第 2期坏 特 征 。 井 壁 自 上 而 下 形 成 了 锯 齿 状 擦 痕 ,深 度 为1 2 mm (由 于 矿 山 缺 少 必 要 的 检 测 仪 器 ,因 而 无法 检 测 磨 损 量 )。 其 主 要 原 因 是 矿 山 在 溜 井 系 统 使用 过 程 中 ,始 终 保 持 矿 仓 料 位 处 于 存 满 状 态 ,加 之 该

    30、矿 的 矿 石 硬 度 较 大 ,因 而 在 放 矿 过 程 中 ,矿 仓 壁 承 受了 矿 块 下 落 时 较 大 的 磨 擦 力 的 作 用 。(2)主 溜 井 加 固 部 分 锰 钢 板 呈 现 出 明 显 的 冲 击破 坏 和 磨 损 破 坏 双 重 特 征 。 井 壁 因 磨 损 形 成 的 锯 齿状 擦 痕 深 度 为 2 3mm;冲 击 破 坏 使 井 壁 锰 钢 板 在 其水 平 接 缝 的 下 方 ,形 成 了 面 积 不 等 的 “ 月 牙 形 ” 缺 损(或 是 该 层 锰 钢 板 上 缘 外 卷 ) ,造 成 该 处 混 凝 土 外 露 。锰 钢 板 上 缘 外 卷 的

    31、 情 形 基 本 上 发 生 在 上 、 下 两 层 锰 钢板 对 接 不 齐 且 下 层 向 内 收 缩 的 部 位 ,而 锰 钢 板 “ 月 牙形 ” 缺 损 则 在 对 接 非 常 平 齐 的 部 位 也 会 发 生 。(3)主 溜 井 加 固 顶 部 处 理 方 式 的 不 同 ,其 破 坏特 征 也 不 同 。 3号 主 溜 井 先 行 加 固 ,其 加 固 顶 部 直接 采 用 混 凝 土 施 工 成 一 与 水 平 面 成 45 夹 角 的 斜面 。 检 查 中 发 现 该 斜 面 大 部 分 已 不 存 在 ,且 井 壁 锰钢 板 出 现 向 内 撕 裂 现 象 ,使 用 2年

    32、 后 掉 下 一 块 约 1. 5m2 大 小 的 锰 钢 板 ,矿 山 随 即 采 取 措 施 处 理 ,现 已 稳定 。 1#溜 井 的 加 固 顶 部 采 用 与 溜 井 壁 同 型 号 的 锰 钢板 ,加 工 成 一 与 水 平 面 成 45夹 角 的 “ 喇 叭 口 ” ,外 侧焊 生 根 锚 钩 ,小 口 直 径 略 小 于 溜 井 内 径 ,与 溜 井 锰 钢板 焊 接 ,大 口 直 径 小 于 溜 井 掘 进 直 径 200 mm,以 保证 混 凝 土 浇 筑 与 振 捣 。 采 用 这 种 方 法 对 井 壁 锰 钢 板起 到 了 很 好 的 保 护 作 用 ,井 壁 锰 钢

    33、 板 没 有 出 现 任 何撕 裂 或 脱 落 现 象 ,但 该 “ 喇 叭 口 ” 形 锰 钢 板 因 受 到 矿块 的 较 大 冲 击 变 形 严 重 ,出 现 了 许 多 “ 坑 窝 ” 。(4)主 溜 井 未 支 护 部 分 井 壁 围 岩 ,掘 进 时 所 形成 的 粗 糙 棱 角 已 变 得 较 为 光 滑 。(5) 3号 主 溜 井 施 工 过 程 中 ,采 用 了 先 上 部 、 后 下部 的 两 段 施 工 。 由 于 施 工 单 位 在 接 茬 时 没 有 按 竖 井施 工 的 接 茬 方 式 处 理 ,且 事 后 也 没 进 行 注 浆 处 理 ,最终 导 致 该 层 锰

    34、 钢 板 在 矿 块 的 冲 击 作 用 下 全 部 脱 落 ,而与 其 临 近 的 上 下 两 层 锰 钢 板 除 磨 损 外 完 好 无 损 。(6)锰 钢 板 的 厚 度 与 其 化 学 成 份 ,尤 其 是 其 机械 性 能 对 该 工 艺 的 加 固 效 果 也 有 着 重 大 影 响 。 如1、 3#主 溜 井 加 固 采 用 了 不 同 生 产 批 号 的 同 型 号 、 同厚 度 的 锰 钢 板 , 3#溜 井 锰 钢 板 损 坏 情 况 要 较 1号 溜井 严 重 。 事 后 取 样 分 析 化 验 后 发 现 ,加 固 采 用 的 锰钢 板 化 学 成 份 有 较 大 的

    35、差 异 , 1#溜 井 的 锰 钢 板 组 份明 显 好 于 3#溜 井 的 锰 钢 板 。4 加 固 方 案 评 价(1)锰 钢 板 以 其 较 高 的 抗 冲 击 性 能 和 抗 磨 擦 性能 ,与 混 凝 土 共 同 作 为 加 固 体 ,且 直 接 承 受 矿 块 的 冲击 与 磨 擦 ,有 效 解 决 了 混 凝 土 抗 冲 击 性 能 和 抗 磨 擦性 能 差 的 问 题 。(2)简 化 了 工 程 施 工 工 艺 ,加 快 了 工 程 进 度 。锰 钢 板 作 为 混 凝 土 浇 筑 的 模 板 ,减 少 了 普 通 加 固 方式 的 立 模 、 脱 模 、 模 板 及 工 作

    36、盘 升 降 、 维 修 等 环 节 ,但增 加 了 材 料 下 放 、 焊 接 和 内 支 撑 割 除 时 间 。 相 比 之下 ,综 合 作 业 时 间 可 减 少 1 /4 1 /3。 在 保 证 现 场 通风 的 前 提 下 ,采 用 多 台 焊 机 作 业 ,可 加 快 施 工 速 度 。(3)对 所 增 加 的 内 支 撑 材 料 消 耗 ,可 以 对 加 固工 程 实 施 分 阶 段 验 收 ,割 除 后 回 收 ,进 行 重 复 利 用 。(4)大 量 的 材 料 加 工 集 中 在 地 表 进 行 ,减 少 了现 场 作 业 的 准 备 环 节 。(5)大 量 的 焊 接 和

    37、气 割 工 作 集 中 在 空 间 较 小 的矿 仓 和 溜 井 中 进 行 ,所 产 生 的 烟 尘 会 对 施 工 工 人 的健 康 带 来 较 大 的 危 害 ,施 工 中 要 采 取 必 要 的 机 械 通风 措 施 ,以 改 善 作 业 条 件 。5 推 广 应 用 建 议应 用 该 工 艺 时 应 注 意 :(1)在 满 足 竖 井 罐 笼 尺 寸 、 井 下 运 输 及 吊 装 空间 的 条 件 下 ,尽 可 能 加 大 圆 形 筒 板 的 高 度 ,减 少 筒 形板 剖 分 的 块 数 ,以 减 少 焊 接 ,提 高 其 整 体 性 ,达 到 加快 工 程 施 工 速 度 的

    38、目 的 。(2)锰 钢 板 选 择 要 同 时 考 虑 材 料 的 化 学 成 份 及其 机 械 性 能 。 厚 度 的 确 定 要 根 据 百 万 吨 磨 损 率 、 抗冲 击 性 能 指 标 、 个 别 最 大 矿 块 在 溜 井 中 下 落 时 的 动力 学 特 性 、 混 凝 土 内 衬 的 力 学 性 能 和 溜 井 的 服 务 年限 等 因 素 综 合 考 虑 。(3)在 该 加 固 工 艺 中 ,混 凝 土 起 着 固 结 锰 钢 板和 给 围 岩 提 供 支 护 抗 力 的 作 用 ,在 溜 井 使 用 后 期 ,特别 是 混 凝 土 外 露 后 ,混 凝 土 又 起 到 抵

    39、抗 矿 块 冲 击 和磨 擦 的 作 用 。 因 此 ,提 高 混 凝 土 的 强 度 和 韧 性 ,也 是非 常 重 要 的 。(4)严 密 的 施 工 组 织 、 合 理 的 施 工 顺 序 、 严 格 的安 全 保 障 措 施 、 健 全 的 质 量 保 证 体 系 是 保 证 工 程 优质 高 效 施 工 的 基 础 。6 结 语采 用 锰 钢 板 +混 凝 土 整 体 加 固 工 艺 ,将 工 程 永久 支 护 与 施 工 方 法 结 合 ,为 类 似 工 程 的 设 计 和 施 工探 索 出 了 一 条 新 路 。 工 程 投 入 使 用 3年 多 来 的 放 矿实 践 证 明 ,

    40、该 方 案 具 有 施 工 工 艺 简 单 ,现 场 作 业 辅 助92路 增 祥 :主 溜 井 及 矿 仓 的 复 合 加 固 工 艺 2006年 第 2期环 节 少 ,施 工 速 度 快 的 特 点 。 更 重 要 的 是 ,有 效 提 高了 加 固 体 的 抗 冲 击 和 抗 磨 损 性 能 ,对 延 长 溜 井 服 务年 限 ,确 保 其 可 靠 使 用 具 有 十 分 现 实 的 意 义 。参 考 文 献1 高 永 涛 ,王 金 安 ,宋 卫 东 ,等 . 一 种 治 理 主 溜 井 特 大 塌 方 的 新 方法 托 斗 法 . 岩 石 力 学 与 工 程 学 报 , 2002, 2

    41、1 (4) : 540 5452 宋 卫 东 ,高 永 涛 ,吴 顺 川 ,等 . 二 次 高 压 灌 浆 预 应 力 锚 固 技 术 在 程潮 铁 矿 2#主 溜 井 加 固 工 程 中 的 应 用 . 黄 金 , 2001, 22 (8) : 18 223 刘 永 会 ,张 海 茂 ,岳 发 强 ,等 . 新 城 金 矿 主 溜 井 塌 落 破 坏 分 析 及 其修 复 . 黄 金 , 2000, 21 (9) : 24 274 周 建 华 ,周 根 明 . 主 溜 井 垮 塌 分 析 与 研 究 . 有 色 矿 山 , 2001, 30(1) : 9 135 路 增 祥 . 矿 仓 钢

    42、轨 加 固 工 艺 改 进 及 其 施 工 方 法 . 有 色 金 属 (矿 山部 分 ) , 2003, 55 (2) : 29 316 安 建 英 ,张 增 贵 . 溜 井 系 统 矿 仓 加 固 形 式 的 探 讨 . 有 色 矿 山 ,2002, 31 (1) : 13 167 张 增 贵 ,安 建 英 .采 用 橡 胶 衬 板 加 固 主 溜 井 的 可 性 行 探 讨 . 有 色 矿山 , 2002, 31 (4) : 22 24(收 稿 日 期 2005212219)(上 接 第 11页 )极 值 点 ;对 于 矿 体 倾 角 为 80的 模 型 ,曲 率 值 以 矿 体为 界

    43、基 本 呈 现 对 称 分 布 ,即 上 下 盘 均 出 现 了 比 较 明显 的 曲 率 极 值 点 。 曲 率 极 值 点 出 现 的 位 置 比 较 容 易出 现 地 表 的 相 对 沉 降 ,容 易 产 生 地 表 裂 缝 。 这 说 明当 随 着 矿 体 倾 角 的 变 大 ,地 表 的 下 盘 位 置 受 到 的 影响 也 变 大 。图 10 地 表 曲 率 K2. 4 计 算 结 果 与 模 型 实 验 结 果 的 对 比代 高 飞 3 等 人 利 用 相 似 模 拟 实 验 研 究 了 矿 体 倾角 为 70时 的 地 表 变 形 规 律 ,其 地 表 的 下 沉 动 态 曲

    44、线见 图 11。 比 较 数 值 模 拟 结 果 与 相 似 模 拟 结 果 ,两 者的 变 化 趋 势 大 致 相 同 ,而 且 在 下 盘 位 置 均 出 现 了 第 二个 沉 降 中 心 。 从 一 个 侧 面 证 明 了 计 算 的 正 确 性 。图 11 地 表 下 沉 动 态 曲 线矿 体 倾 角 为 70时 候 的 物 理 模 拟 研 究 结 果 3 3 结 论(1)对 于 急 倾 斜 矿 体 ,矿 山 的 下 盘 位 置 也 不 是不 受 开 采 影 响 的 “ 安 全 岛 ” ,地 表 仍 有 可 能 存 在 很 大的 变 形 和 移 动 ;(2)下 盘 受 开 采 引 起

    45、移 动 的 影 响 程 度 与 矿 体 的倾 角 有 关 ,倾 角 越 大 ,即 矿 体 越 倾 斜 ,下 盘 受 到 的 影响 越 大 ;(3)对 于 利 用 充 填 法 开 采 的 急 倾 斜 矿 山 来 说 ,下 盘 位 置 可 能 会 有 第 二 个 沉 降 中 心 的 出 现 。 下 盘 出现 沉 降 中 心 的 临 界 角 度 为 56 ,矿 体 倾 角 大 于 这 个角 度 ,下 盘 就 可 能 出 现 第 二 个 沉 降 中 心 ,反 之 ,下 盘将 不 会 出 现 第 二 个 沉 降 中 心 ;(4)随 着 矿 体 倾 角 的 变 大 ,上 盘 的 地 表 沉 陷 量值 变

    46、小 ,下 盘 的 变 形 量 值 变 化 幅 度 较 小 ,且 上 下 盘 沉降 曲 线 渐 渐 趋 于 对 称 ;(5)随 着 矿 体 倾 角 的 变 大 ,下 盘 出 现 了 比 较 明显 的 曲 率 极 值 点 ,这 些 点 的 位 置 附 近 容 易 出 现 地 表破 坏 ,产 出 地 表 裂 缝 ;(6)与 相 似 模 拟 曲 线 对 比 表 明 ,数 值 模 拟 实 验具 有 一 定 的 可 靠 性 。参 考 文 献1 栾 元 重 ,班 训 海 ,王 有 良 . 煤 矿 地 表 移 动 三 维 力 学 预 计 模 型 . 金 属矿 山 , 2000 (7) : 9 102 尹 光

    47、志 ,戴 学 福 ,代 高 飞 ,等 . 大 倾 角 煤 层 开 采 岩 移 基 本 规 律 的 研究 . 岩 土 工 程 学 报 , 2001, 23 (4) : 450 4533 代 高 飞 ,郭 胜 均 ,尹 光 志 ,等 . 急 倾 斜 煤 层 深 部 开 采 的 相 似 模 拟 试验 和 数 值 分 析 . 矿 业 安 全 与 环 保 , 2001, 28 (4) : 17 194 白 义 如 ,谷 志 孟 ,白 世 伟 . 程 潮 铁 矿 东 区 地 下 采 矿 引 起 地 表 沉 降 和岩 层 移 动 初 探 . 岩 石 力 学 与 工 程 学 报 , 2002, 21 (3)

    48、: 340 3425 乔 兰 ,王 双 红 ,蔡 美 峰 . 某 地 下 矿 岩 层 及 地 表 移 动 规 律 的 有 限 元模 拟 研 究 . 金 属 矿 山 , 2000 (4) : 23 256 何 国 清 ,杨 伦 ,等 . 矿 山 开 采 沉 陷 学 . 北 京 :中 国 矿 业 大 学 出 版社 , 19917 克 拉 茨 H 著 . 马 伟 民 ,王 金 庄 ,王 绍 林 译 . 采 动 损 坏 及 其 防 护 . 北京 :煤 炭 工 业 出 版 社 , 19848 Henryk Gil著 . 张 玉 桌 译 . 岩 层 力 学 理 论 . 北 京 :中 国 科 学 技 术 出版 社 , 20049 A 屠 尔 冒 宁 诺 夫 , M A 约 菲 思 , B 卡 斯 帕 亮 著 . 刘 昕 成 ,何 新义 ,吴 绍 倩 译 ,矿 山 岩 石 力 学 基 础 . 北 京 :煤 炭 工 业 出 版 社 , 1981(收 稿 日 期 2005212211)03总 第 356期 金 属 矿 山 2006年 第 2期

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