地下矿山溜破系统立体化快速施工（17页）

1、地下矿山溜破系统立体化快速施工1 前言溜破系统是地下矿山基建期关键工程，其直接关系着整个矿山生产系统的形成，特别是目前施行以矿养矿发展模式的矿山溜破系统的早日形成尤为重要。目前国内地下矿溜破系统因矿山设计规模以及各个设计单位的设计理念而多种多样，但其总体模式相对固定，每部分组成功能相同。地下矿山溜破系统结构复杂，上下联系密切，相互牵制，且各自掘砌工程量大，施工空间狭小，溜破系统如何快速施工成为每个矿山基建期首要任务，与此同时也是承建单位的技术攻关目标，随着目前矿山机械化设备的广泛应用，为地下矿山溜破系统快速施工提供良好基础。安徽分公司在草楼铁矿基建工程中广泛溜破系统立体化施工，取得良好社会效益

2、。并在实际运用中不断摸索优化，逐步形成了一套较为成熟的施工方法。为使本施工方法在地下矿山基建施工中推广应用，特编写本工法。2 工法特点 2.1 溜破系统立体化快速施工通过利用溜破系统各结构间的空间布置情况，细化各部分封闭防护和提绞设施布置，从而实现人员上下、材料提升与作业平台紧密结合的施工技术，很好地解决了溜破系统立体化平行交叉施工安全问题。2.2 本工法在溜破系统掘进高峰期单点出碴，后期支护混凝土集中搅拌，效率高，便于管理。2.3 本工法大力推广应用新奥法，在硐室和巷道开挖过程中，特别是破碎硐室、除尘硐室、配电室等大硐室，根据各地段围岩情况分别采取喷砼、锚喷砼、锚网喷砼等支护形式，简化施工工

3、艺，提高了施工效率，缩短了施工工期，大大降低了支护成本。2.4 本工法矿仓及大硐室施工过程中强化临时安全支护措施，依据各部分围岩情况选择合适临时支护措施保证了施工安全。2.5 溜破系统立体化施工工法是一种集大硐室、溜井反井、矿仓、卸载站掘砌于一体的施工方法，对加速矿山建设、矿山早投产早见效方面有着重大意义。3 适用范围该工法适用于冶金地下矿山溜破系统施工，也可用于其他特殊硐室施工。4 工艺原理溜破系统立体化施工通过利用溜破系统各结构间的空间布置情况，细化溜破系统各水平封闭防护和提绞设施布置，高峰期安排单点出碴、混凝土集中搅拌，从而实现人员上下、材料提升与上下立体式作业平台紧密结合的施工技术，以

4、及新奥法在硐室、矿仓开挖中的应用，均很好地解决了溜破系统立体化平行交叉施工问题。5 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程：运输水平卸载线掘进大件道及破碎硐室导硐掘进皮带道及放矿硐室掘进粉矿回收巷掘进卸载站硐室掘砌原矿仓反井施工成品仓反井施工粉矿回收水平泵房掘砌卸载站卸矿坑掘砌 原矿仓反井施工破碎硐室导硐法上层开挖粉矿回收水平泵房安装原矿仓反井贯通卸矿坑防护盘及提绞布置施工 皮带水平液压、电气硐室掘砌破碎硐室导硐法上层开挖原矿仓下刷粗喷原矿仓检查井及联巷掘进破碎水平巷道喷砼支护原矿仓下溜口下刷粗喷破碎硐室导硐法上层施工破碎水平巷道喷砼支护 破碎基础、成品仓上渐变段掘砌给矿基础掘砌给矿硐室支

5、护原矿仓下溜口、破碎硐室、除尘硐室及给矿硐室同时分层下刷支护 成品仓下刷、粗喷给矿硐室支护皮带水平巷道喷护给矿硐室支护破碎基础封闭及提绞布置皮带水平巷道喷护成品仓支护原矿仓支护破碎、皮带水平零星工程放矿硐室掘砌原矿仓下溜口支护破碎、皮带水平零星工程卸载站曲轨及附属设施安装溜破系统设备安装及调试破碎、皮带水平零星工程卸矿坑曲轨基础支护成品仓支护破碎、皮带水平零星工程5.2 操作要点5.2.1 各水平平巷及大硐室导硐施工 溜破系统各水平平巷主要有大件道、皮带道、粉矿回收巷以及上面运输水平的卸载线，巷道长度长短不一，关系各处反井贯通，但对整个溜破系统均为重要，均需竖井转换后同时施工。平巷施工前期，工

6、作面距离井筒较近时封闭防护后采用人工装碴入矿车，工作面距离井筒30m以上时，各水平下放电动铲运机，用其装碴如矿车，此前需在井口附近布置转载硐室。5.2.2 矿仓反井施工平巷施工至矿仓后，即开始矿仓反井施工，原矿仓、成品矿仓段高一般在2550m之间，直径一般在5.0m以上，因此矿仓反井规格取2.02.0m。各平巷施工进度及矿仓所在位置考虑，矿仓反井施工为普通法和吊罐法反掘联合施工，普通法反掘反井20m左右时，上部吊罐孔要求施工到位，随后20m以上部分采用吊罐法施工反井。5.2.3 大硐室掘砌施工溜破系统与各水平联系密切的大硐室主要有破碎硐室、给矿硐室、放矿硐室以及输运水平的卸载站硐室，其中破碎硐

7、室规格最大，其与原矿仓、给矿机硐室、除尘硐室联系密切，统一考虑施工，而放矿硐室与成品仓施工较为密切，为此本阶段只考虑破碎硐室、运输水平的卸矿硐室两个大硐室。5.2.3.1 上下导硐法施工破碎硐室，矿仓硐室统一分层下刷支护。破碎硐室规格较大，采用上下导硐法施工，底部设两个导硐，顶部设一个导硐，溜井和通风井的数量可根据破碎硐室的长度确定。因破碎硐室与原矿仓、给矿机硐室、除尘硐室相连，因而原矿仓在下刷到破碎硐室拱部时，应与破碎硐室及各功能硐室统一分层下刷。在下刷过程中及时完成破碎硐室、除尘硐室的锚喷或锚网喷支护工作，各种吊装锚杆及结构锚杆应一并施工。破碎硐室施工工艺见图5.2-1、5.2-2。图5.

8、2-1 破碎硐室施工工艺示意图（剖面）图5.2-2 破碎硐室施工工艺示意图（切面）5.2.3.2 上下分层开挖卸矿硐室与卸矿坑下向掘支 卸矿硐室高度一般在9.0m以下，采用上下分层法开挖，即全宽开挖硐室底部后，从硐室一端压顶落碴，随后蹬碴支护硐室顶部，出碴后再行支护硐室墙部。下层高度选取根据硐室规格满足后续落碴与支护空间要求，多为取4.05.5m；底部刷扩前，卸矿硐室两端应具备行人、出碴条件，这样压顶过程中，电动铲运机在出碴侧出碴，灵活控制碴堆高度，起刷端人员进出安全有保障，压顶层支护完毕及时进行行车立柱及承轨梁安装起吊及结构锚杆施工。卸矿硐室施工工艺见图5.2-3。卸矿硐室掘支完毕，立即进行

9、卸矿坑下向掘支工作，卸矿坑出车方向坡度较缓，其下向开挖从出车方向开始下挖，前期使用电动铲运机出碴，后期使用电动耙岩装载机装碴入矿车，挖至卸矿坑底以下2.0m处，开始进行卸矿坑支护工作。卸矿坑支护分两个阶段施工，卸矿坑在原矿仓支护完成前，仅支护曲轨基础下面部分剩余部分则在原矿仓支护完成后施工，第一阶段施工则为自下而上支护，支护至曲轨基础高度结束。图5.2-3 卸矿硐室施工工艺图5.2.4 矿仓刷扩及临时喷护 5.2.4.1 原矿仓刷扩、粗喷卸矿坑曲轨基础以下部分支护完毕，及时在卸矿坑已支护部分上面布置封口盘一座，在封口盘上布置措施井架及其它提绞设施，形成原矿仓提升系统。原矿仓提升系统形成后，即开

10、始原矿仓下刷、粗喷施工，由于矿仓反井此时已与卸矿坑贯通，刷扩炮孔围绕反井布置。考虑矿仓后续施工安全，在下刷过程中，应用新澳法进行临时支护，两掘一支，主要采用锚喷或素喷形式临时支护。爆破后的碴石辅以人工清理，均通过反井溜至底部破碎水平，再经0.6m3电耙耙入成品仓反井，最终由皮带水平的0.75m3电动铲运机装入矿车推至主井罐笼，由其提升至地表排矸。原矿仓施工工艺见图5.2-4。图5.2-4 原矿仓施工工艺图5.2.4.2 成品仓刷扩、粗喷破碎硐室掘支完毕，即刻开始成品仓锁口工作，即破碎基础、成品仓上部渐变段以及给矿机基础掘支工作。成品仓锁口完成后，封闭两条形破碎基础间，在其上布置措施井架及其它提

11、绞设施，形成成品仓提升系统，满足成品仓掘支施工需要。成品仓提升系统形成后，即开始成品仓下刷、粗喷施工，成品仓刷扩炮孔围绕反井布置。考虑矿仓后续施工安全，在下刷过程中，应用新澳法进行临时支护，两掘一支，主要采用锚喷或素喷形式临时支护。爆破后的碴石辅以人工清理，均通过反井溜至底部皮带水平，再经皮带水平的0.75m3电动铲运机装入矿车推至主井罐笼，由其提升至地表排矸。成品仓施工工艺图见图5.2-5。图5.2-5 成品仓施工工艺图5.2.5 给矿、放矿硐室支护5.2.5.1 给矿硐室支护成品仓锁口施工过程中，应完成给矿硐室支护工作，给矿硐室支护自下而上分段施工，绑扎钢筋后，搭设脚手架支模浇筑混凝土施工

12、，混凝土搅拌站设在上部运输水平卸载站卸矿坑一端，搅拌站安装搅拌机一台，井下小型装载机装料，配料机自动计量，混凝土搅拌好后经溜灰槽进入6寸高分子聚乙烯溜灰管溜至浇筑工作面，溜灰管钢丝绳悬吊固定，其直径视矿仓高度计算确定。5.2.5.2 放矿硐室支护成品仓及放矿硐室刷扩完毕后，立即进行放矿硐室支护，放矿硐室支护自下而上分层进行，绑扎钢筋后，搭设脚手架支模浇筑混凝土施工，混凝土搅拌站同样设在上部运输水平卸载站卸矿坑一端，混凝土通过6寸高分子聚乙烯溜灰管溜至浇筑工作面，溜灰管钢丝绳悬吊固定，其直径视两个矿仓高度计算确定。5.2.6 原矿仓、成品仓支护给矿硐室及原矿仓下溜口、放矿硐室及成品仓下溜口支护完

13、成后，可开始原矿仓、成品仓平行支护施工，原矿仓、成品仓支护量大，特别是矿仓衬护结构多为钢结构，支护中利用矿仓衬护钢结构固定操作平台，支护操作平台主梁采用4寸加厚无缝钢管，主梁间距0.9m，其两端焊接于矿仓衬护结构上，其上铺设50mm厚的木板，支护操作平台层高与矿仓支护段高相同，滞后于矿仓一层钢结构，即操作平台始终在衬护结构下一层上部，满足人员操作要求。矿仓支护钢材均通过其上布置措施提绞设施下放，人员站在操作平台上接料、绑扎、就位固定，然后加固焊接。混凝土搅拌站同样设在上部运输水平卸载站卸矿坑一端，混凝土通过6寸高分子聚乙烯溜灰管溜至浇筑工作面，溜灰管钢丝绳悬吊固定。5.2.7 卸矿坑曲轨基础支

14、护拆除矿仓内所有设施后，拆除其措施井架及提绞设施，保留并卸矿坑处封口盘，在其上进行曲轨基础支护工作。考虑曲轨基础预埋螺栓数目较多，多成排布置，较为规整，卸矿站螺栓预埋采用螺栓群快速施工工艺，即按照每排螺栓布置数据提前在10#槽钢腹板上割出螺栓孔，预埋螺栓时将槽钢沿排线就位固定后，直接将螺栓从槽钢下面穿入螺栓孔，调平、调整焊接固定后即可。6 材料与设备溜破系统施工使用材料与设备均按照设计院和业主提供的设计集体采购，其安全技术措施所需材料均为矿山常规材料，溜破系统立体化快速施工所需设备、机具详见附表6.1。附表6.1 溜破系统施工主要机具、设备表序号设备名称规格型号单位数量用途1绞车5吨慢动台3提

15、绞布置2绞车3吨台2悬吊转运3游动绞车JB-T9029JYD-3台1反井4搅拌机JS-1000 台2混凝土5配料机PLD-1200台2混凝土6电动铲运机0.75m3台3装碴7装载机ZL-10A台2装料8耙斗装岩机P120B台1装碴9喷浆机PZ-5B台3喷砼10普通吊罐华2型个2反井11磁石电话部2通讯12电铃个2信号13局扇211kw台3通风14风动凿岩机YT-45台8凿岩15风动凿岩机YT-28台20凿岩16电焊机BX-400台1017半自动气焊切割套418提升天轮600mm个219吊桶1.0m3个220措施井架自制架221溜灰管高分子聚乙烯管米按需溜灰7 质量控制7.1 质量检验标准:7.

16、1.1 本工法执行的现行国家规范及行业质量标准煤矿井巷工程质量验收规范（GB50213-2010）（2）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB 50086-2001）（3）冶金矿山井巷工程质量检验评定标准（YBJ 218-1989）7.1.2 检验标准平巷、硐室及矿仓施工质量应满足相应的现行有关规范和标准的要求。7.2 质量控制措施7.2.1 建立质量管理组织机构，人员持证上岗，明确项目技术质量管理人员岗位责任制；根据溜破系统立体化快速施工工法的特点和技术难点编制详细的施工方案。7.2.2 绞车、搅拌机、装载机、电动铲运机等设备操作、检修人员必须经过培训考试合格后，持证上岗。7.2.3 开工前进行详

17、细的技术交底，严格按工艺流程，施工顺序施工，各工种人员掌握各工序操作规程和要领。7.2.4 严格按照现行国家及行业标准规程、规范和设计要求施工，以保证工程的规格质量。7.2.5 设备、仪器使用前应进行检查，确保其使用性能可靠，检测设备需在检定合格有效期内。7.2.6 加强施工过程中的质量检验，认真填写各种技术资料，完善质量记录，对各分项工程实行“自检，互检，专检”的三检制度，制定项目质量考核的奖惩制度，对施工各工序进行检查，发现问题及时处理，上道工序不合格，不能进行下道工序的施工。7.2.7 各工序之间应进行交接检验，应经监理工程师检查认可，并经常应用统计技术分析实际操作与标准之间的偏差，及时

18、制定纠正和预防措施，使质量事故消灭在萌芽状态。7.2.8 及时积累资料，建立完整的质量记录。7.2.9 设计、测量、施工密切配合，确保工程达到设计及验收标准，保证安全使用要求。8.安全措施本工法在工程施工过程中，必须认真贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方针，制定有力措施，严格控制和防止各类伤亡事故发生。8.1 本工法执行的现行国家及行业安全标准。8.1.1 金属及非金属矿山安全规程（2006）8.1.2 爆破安全规程 (GB6722-2003)8.1.3施工现场临时用电安全技术规程(JGJ46) 8.2 安全技术措施。8.2.1 建立健全安全管理机构、安全管理制度，执行安全岗位责

19、任制，并制定详细的实施细则。8.2.2 认真进行安全教育活动，每周五召开安全生产会议，分析本周安全生产形势，及时研究和解决施工中出现的问题。8.2.3 开工前，对参加施工的人员进行全面的安全生产教育，提高施工人员对安全的认识，保证其具备必要的安全生产知识，掌握本岗位的安全操作技能，经培训考试合格后上岗作业。每班工作前召开班前安全会议。8.2.4 认真执行“三不放过，五同时”的原则，严格安全管理制度，一旦出现问题，要严肃处理。8.2.5 进行各工种、工序安全技术交底。技术人员在现场跟踪服务，发现问题及时解决。8.2.6 爆破特种作业人员必须经培训后持证上岗，关键工序选用有经验的经过专门培训的工人

20、操作。9 环保措施根据溜破系统立体化快速施工工法的特点，环境因素主要涉及到施工现场噪声、固体废物排放，扬尘以及废弃物回收处置等方面，针对其施工工艺特点，采取相应的措施。9.1 本工法执行的现行国家环保标准9.1.1 建筑施工现场环境与卫生标准（JGJ146-2004）。9.2 环保卫生管理9.2.1 成立相应施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，遵守资源公司环境管理体系认证文件有关规定。9.2.2 做到施工场地安全标识牌醒目，整洁文明，每班做到工完场净。9.2.3 严格执行竖井人员、物料上下安全操作规程。9.2.4 所有施工人员在施工

21、过程中劳动保护用品要佩戴齐全，工作服、防水靴、安全帽、防尘口罩、携带照明灯具等。9.2.5 凿岩采用湿式凿岩，爆破作业、混凝土搅拌、喷砼支护等产尘点制定相应除尘措施。10 效益分析10.1 本工法完整阐述了地下矿山溜破系统立体化快速施工工艺全过程，为工程设计及技术人员应用该技术提供了依据。10.2 按本工法施工解决了溜破系统常规施工中相互限制多、掘支工序交错不便、人员设备投入多、掘支工期长等因素。10.3 施工方法掘支分阶段实施，利于专业化施工，缩短了工期，减少了人力物力的投入，降低了工程成本。10.4 溜破系统立体化快速施工通过利用溜破系统各结构间的空间布置情况，细化各部分封闭防护和提绞设施

22、布置，从而实现人员上下、材料提升与上下立体式作业平台紧密结合的施工技术，以及新奥法在硐室、矿仓开挖中的应用，均很好地解决了溜破系统立体化快速施工安全问题。10.5 溜破系统立体化快速施工与溜破系统其它施工方法相比，具有施工质量好、专业设备人员分时段投入、专业化程度高、施工易于管理等优点，工人的劳动强度较低，经济效益和社会效益显著（详见经济效益分析证明）。11 应用实例实例一：草楼铁矿北辅助提升井溜破系统掘砌（1）工程概况开工时间：2009年2月28日；完工时间：2009年11月27日。草楼铁矿北辅助提升井溜破系统为草楼铁矿300万吨/a扩产重要组成部分，主要针对-290m以上采矿生产设计，设计为70万吨/年生产能力，-290m水平为其运输水平，-309m为破碎水平