立井硬巖掘砌快速施工實踐探討

史小龍　王軍

摘要：由于大部分鐵礦水文地質(zhì)條件比同類煤礦復雜，立井井筒掘砌指標一直沒有達到煤礦先進水平。司家營礦區(qū)基巖段平均掘砌速度只有60m/月，而某主井通過優(yōu)良的設(shè)備選型、合理的穿孔爆破、科學的施工組織，基巖段成井速度連續(xù)三個月超100m/月，最高紀錄120m/月。文章以司家營礦區(qū)該主井為例，對其硬巖掘砌快速施工實踐進行了探討。

關(guān)鍵詞：鐵礦；立井硬巖掘砌；快速施工；掘砌速度；掘砌指標 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD235 文章編號：1009-2374（2015）16-0163-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.080

司家營礦區(qū)共有立井30多條，其基巖段平均掘砌速度僅有60m/月。其礦區(qū)南區(qū)某主井基巖段掘砌經(jīng)優(yōu)化改進后，井筒掘砌進度可達到120m/月，打破了司家營礦區(qū)的最高紀錄。該井采用的設(shè)備比較先進，炸藥選擇合理，維修和施工組織到位。

為提高硬巖立井掘砌速度，給司家營礦區(qū)后續(xù)的井筒建設(shè)提供參照。選擇在司家營礦區(qū)某主井進行實驗，通過不斷實踐改進，基巖段連續(xù)三個月成井速度超100m/月，最高紀錄120m/月。遠遠超過司家營礦區(qū)平均60m/月的成井速度。

1 地質(zhì)概況

該主井位于河北省灤南縣境內(nèi)，井筒深度1141.5m，井筒荒徑7.4m，凈直徑6.5m，基巖段基本為混合花崗巖：淺灰色，中-粗粒變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成份長石，石英，云母，屬堅硬巖，巖芯呈長柱狀，完整，錘擊聲脆，裂隙發(fā)育，充填鈣質(zhì)，綠泥石，巖石普氏硬度系數(shù)f最高可達18，極其堅硬。

2 設(shè)備選型

2.1 井架

該井采用V型井架，該井架四面具有相同的穩(wěn)定性，天輪及地面提絞設(shè)備可以在井架四周布置，具有較大的天輪平臺，滿足多種鑿井設(shè)備的吊掛，基礎(chǔ)頂面至卸矸臺的高度高，便于安設(shè)溜矸槽及用汽車運矸，也便于傘形鉆架、挖機等設(shè)備進出井筒，有較強井架的承載能力。

2.2 絞車、穩(wěn)車

兩側(cè)均配備JKZ-3.6×3型絞車大直徑滾筒絞車，最大提升速度達7.18m/s，配套5m3吊桶進行裝巖出矸，每班配備經(jīng)驗豐富的主、副絞車司機各一名，提升運輸能力充足，滿足裝巖出矸的需要。吊盤采用5根鋼絲繩懸吊，配備5臺相同型號JZ-25/1300型穩(wěn)車，保證了吊盤提升、降落的同步，大大縮短了每次起落吊盤的時間。

2.3 抓巖機

配備HZ-6型中心回轉(zhuǎn)抓巖機兩臺，0.6m3和0.4m3容積抓斗各一個，采用5m3吊桶，抓巖機直接固定在吊盤下方，平時隨吊盤起落，放炮時無需單獨提放，簡化了工序的準備時間。

2.4 傘形鉆架

傘形鉆架具有機械化程度高，操作靈活，打眼眼位和角度好控制、質(zhì)量高，有利于推行大直徑深孔光面爆破，安全可靠，勞動強度低等優(yōu)點；該井使用SJZ6.7傘形鉆架，配6臺YGZ-70鑿巖機，使用25×5000mm六角中空合金鋼釬，Φ55mm十字型合金鉆頭，鉆眼深度4.5m，實行大直徑深孔光面爆破，以達到一掘一砌的正規(guī)循環(huán)作業(yè)。

2.5 整體金屬模板

采用MJY型單縫液壓整體下行刃腳金屬模板砌壁，模板由直模和刃腳兩部分構(gòu)成整體（采用螺栓連接），模板配操作腳手架和翻轉(zhuǎn)擠壓式受灰合茬窗口，由地面穩(wěn)車懸吊，模板有效段高4.0m。

3 穿孔爆破

3.1 炸藥的選擇

針對巖石硬度大的特點，使用T220高威力水膠炸藥，其主要技術(shù)參數(shù)為：直徑Φ45mm、炸藥密度1.2～1.3g/cm3、每卷藥重0.65kg、藥卷長350mm的防水藥卷；為了滿足中深孔的起爆，選用6m長腳線，1、3、5、7、9段半秒及秒延期導爆管雷管爆破。采用大直徑光面、光底、弱震、弱沖深孔爆破技術(shù)，反向連續(xù)

裝藥。

據(jù)了解別的井采用的是直徑為Φ32mm或Φ35mm的水膠炸藥。相對于Φ32mm或Φ35mm的水膠炸藥，Φ45mm的水膠炸藥威力更大，同時炮眼個數(shù)減少，縮短了打眼和裝藥的時間。

3.2 炮眼深度

正常情況下炮眼深度為4.5m，取炮眼利用率0.89，則L=4.5×0.89≈4.0m。

3.3 炮眼布置

共鉆眼7圈，炮眼118個，炮眼總長度532.6m，總裝藥量395.2kg。基巖段爆破參數(shù)見表1，預期爆破效果見表2。

掏槽眼：掏槽眼圈徑Φ1.6m，直眼，眼8個，眼間距626mm，眼深均為4.7m，每眼裝藥9卷，裝藥系數(shù)0.7，炮泥封堵長度600mm，采用1段半秒延期導爆管雷管爆破。

輔助眼：分3級布置，級間距為550～700mm，一級輔助眼16個，圈徑Φ3.0m，眼距585mm，直眼，每眼裝藥6卷，裝藥系數(shù)0.47；二級輔助眼24個，圈徑Φ4.2m，眼距548mm，直眼，每眼裝藥5卷，裝藥系數(shù)0.39；三級輔助眼32個，圈徑Φ5.92m，眼距580mm，直眼，每眼裝藥4卷，裝藥系數(shù)0.31；均間隔不耦合裝藥，封泥長度不少于300mm，采用3、5、7段秒延期導爆管雷管爆破。

周邊眼：共40個，按光爆要求布置，圈徑Φ7.3m，眼距569mm，深度均為4.5m，外插0.6°角，眼口距設(shè)計輪廓線50mm，眼底落在設(shè)計輪廓線上，最小抵抗線為500mm，每眼裝藥3卷，間隔不耦合裝藥，封泥長度不少于300mm，采用9段秒延期導爆管雷管爆破。

此主井采用Φ45mm的水膠炸藥，每次爆破基本都能達到4m，正好一模段高，不用再進行2次爆破，縮短了爆破時間。

4 裝巖出矸

（1）采用2臺HZ-6型中心回轉(zhuǎn)抓巖機為主要裝巖設(shè)備，分別配0.6m3和0.4m3抓斗，進行抓巖裝矸。主副提均采用5m3吊桶進行提升，以配套裝巖速度。出矸效率最高350m3/班，正常出矸300m3/班，井口座鉤翻矸，ZL50裝載機排矸，專門自卸汽車運輸車隊拉運矸石；（2）在采用抓巖機出矸的立井施工中，清底工序一直是耗費時間長、占用人力大的一項工作。該實踐中通過改良，采用MWY6/0.2型電動小挖機下井清底。即在裝巖出矸階段，挖機不下井，采用中心回轉(zhuǎn)抓巖機裝巖。清底階段，抓巖機停止工作，采用電動挖機下井清底。通過使用電動挖機每次清底時間輕松控制在1h之內(nèi)，相較原來抓巖機清底2h減少一倍工作時間，工作面只需挖機司機1名，掘進工2人輔助即可完成清底工作，而且清底效果比抓巖機也得到大幅度提升，為下一步鉆眼放炮提供了有利條件。

5 結(jié)語

在該主井快速掘砌施工的實踐中，通過合理配套設(shè)備，滿足了井筒掘砌設(shè)備的需要，優(yōu)化該地區(qū)硬巖爆破參數(shù)，使大直徑深孔光面爆破取得了良好效果，改善了裝巖出矸方式，縮短了工序循環(huán)時間，合理進行勞動組織，提高了勞動人員的專業(yè)性和生產(chǎn)積極性，從而實現(xiàn)了立井硬巖掘砌的快速施工，為司家營礦區(qū)后續(xù)立井井筒施工提供了有效的參照。

參考文獻

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作者簡介：史小龍（1985-），男，河北唐山人，河北鋼鐵集團礦業(yè)公司助理工程師，研究方向：礦山；王軍

（1965-），男，河北唐山人，供職于河北鋼鐵集團礦業(yè)公司，正高職稱，研究方向：礦山。

（責任編輯：王 波）endprint