金屬礦山1500m以上超深立井井筒施工技術探析

馮廣奎

中煤第五建設有限公司第三工程處 江蘇 徐州 221000

引言：

金屬礦山開采深度越深，對開采技術水平的要求越高，現階段我國開采的超過1500m的金屬礦山有兩座，但以我國現階段的立井井筒施工裝備與技術標準等很難維持1500m以下的施工作業，要求技術人員加強對超深立井井筒施工技術的分析，進一步明確立井井筒施工的關鍵技術，并促使技術的不斷優化。

1 超深立井井筒施工的設備配置

超深立井井筒施工開展之前，還需做好施工前的準備工作，主要包括技術準備、器材準備、施工人員組織、施工環境準備等，要求施工管理人員對各項準備工作進行合理的組織與調配，并與施工人員共同對立井井筒施工圖紙進行最終的確認，在施工機械設備的準備層面，要求各項設備的應用要符合施工設計圖紙上的型號、質量、數量要求等，尤其是深孔爆破施工所需的炸藥、電雷管、導爆管等符合施工標準。另外，機械化的配置主要包括分層式的永久井架一座、滾筒直徑5.0m的雙滾筒提升機一臺、7m3、5m3、4m3、3m3的矸石吊桶各4個等，各項機械設備的型號與數量必須明確，充分滿足施工現場的機械施工需求。

2 金屬礦山1500m以上超深立井井筒施工工藝

2.1 井筒施工

井筒施工主要分為試挖階段與正常施工階段，試挖階段主要利用臨時鎖口、小井架、小絞車等進行上部井筒的施工，施工的深度不超過40m，炮眼的深度為1.8m，小吊桶為1m3，具體的施工工藝為表面的土層采用人工挖土裝罐法，將挖掘的土運輸到儲放地點，當遇到風化基巖層時，采用鉆爆法或人工鑿巖法進行施工，鉆爆法后還需采用人工裝卸、運輸矸石的方式將挖掘出的材料運輸出場地外。試挖階段還需進行錨網支護，待試挖施工完成后，通過混凝土建設施工對井筒進行二次支護，需要注意的是，井口處還需預留出風筒、管路等臨時出口。

正常的井筒施工是在人工鑿井建設完成后，運用井筒進行長段的掘砌施工，掘砌時應保證間隔為30m。井筒掘砌施工工藝的具體流程為掘進、支護，首先利用傘鉆、爆破等手段進行鉆孔，當鉆取的深度在2m左右時，采用錨網對井壁進行支護，并將矸石運出，對井壁與底部進行徹底的清潔。錨網支護只是暫時的維護手段，在之后還需利用吊盤、刃腳、托架等組裝成較高的模板，上段模板為2.5m，中段模板為1.5m，模板建設完成后還需對邊線進行進一步測量，確保模板建設的各項數據符合施工標準，在此基礎上進行混凝土澆筑施工，實施對井筒的二次支護，保障井筒的穩定性與安全性。

2.2 挖掘施工

井筒掘進施工需要根據巖石層的不同采用不同的掘進技術手段，如金屬礦山巖石的硬度較大，可采用液壓傘鉆進行鉆取與掘進，以YSJZ4.8型液壓傘鉆為例，其主要組成部分為液壓鑿巖機、推進系統、立柱、擺動架、支撐臂、液壓水氣系統、電氣系統等，具體的工作原理為變壓器調節電壓至660V，帶動液壓泵將電能轉化為液壓能，作用于鑿巖機，催動鑿巖機在巖石層中的沖擊與回轉。與此同時，還需科學選用與布置爆破材料，具體的布置形式為兩級掏槽的形式，掏槽的槽眼深度控制在3.5—4.7m之間，炮眼的深度控制在4.5m左右，數量大約在156個左右，周邊眼間距為550m左右，主要選用505kg的水膠炸藥，并在爆破現場布置延期電雷管以及導爆管等，運用放炮器進行遠程起爆，確保人員的人身安全。

2.3 井筒出矸技術

井筒出矸技術是指在立井井筒施工過程中將井下矸石運出的過程，主要利用液壓式回轉抓巖機將矸石放置在吊罐中，將吊罐提升至井上，并將矸石卸載到專門的放置區域，后期還需利用卡車將矸石運輸到指定區域，實施對矸石的開發與利用。

2.4 井筒支護技術

井筒支護技術主要包含臨時支護與二次支護兩種，臨時支護是指在井筒施工作業期間，為了預防井壁上的矸石碎渣掉落，影響正常施工，需要采用錨網對井壁進行固定，主要材料為縫管式的錨桿、鋼筋網等，網片之間的搭接要求不少于100m，以此在井壁上段形成臨時的封閉網，合理把控各個錨桿的長度與鋼筋網的大小，使得臨時錨網的設置更加規范。

二次支護主要采用吊盤在井壁上進行混凝土的砌筑，循環砌筑的混凝土高度為4m，分為上段和下段，而混凝土砌筑的關鍵在于吊盤與模板的安裝與設置，利用刃腳在井壁的切斜面形成接茬，在接茬上設置錨固與懸吊裝置，并安裝下段的鋼模板，利用螺母盒對模板進行固定，并將螺母和預埋在井壁的內部，待鋼模板固定后澆筑混凝土，澆筑完成后實施中段吊盤的架設與模板的安裝，不同段模板的銜接要通過預埋件達到銜接的精準性與準確性，且4m一個循環的砌壁也要形成一個完成的循環，才能起到良好的支護作用。需要注意的是，澆筑的混凝土需要由攪拌站提前預制完成并運輸到施工現場，通過溜灰管進行井下的混凝土澆筑，進行合理的振搗以確保混凝土有效的凝結。

3 金屬礦山1500m以上超深立井井筒施工數據測量與控制

金屬礦山1500m以上的超深立井井筒施工期間需要加強數據測量，每隔200m都要進行一次卡線，邊線通過導向輪對井壁進行精準的定位，在井壁上利用錨桿托架可固定線卡，以此確保卡線在完善的施工狀態下獲取數據，使得獲取的數據更加精準。另一方面，還需加強標高控制，即以高程點作為基準點，在基準點基礎上引導安置在卡線梁上，設置高程控制點以實現對立井井筒施工的控制與管理。

結束語：

總而言之，金屬礦山1500m以上超深立井井筒施工在施工之前要做好準備工作，科學規劃施工設備的配置，在施工過程中還需注重把控井筒施工、挖掘施工、井筒出矸技術、井筒支護技術等相關技術的重點與難點，并利用施工過程中測量的數據對井筒設備等有效的控制，以提高立井井筒施工技術應用整體的精準度。