某金礦簡(jiǎn)易巷道快速封閉組合板墻技術(shù)的研究與應(yīng)用

丁明飛

(山東黃金集團(tuán)青海山金礦業(yè)有限公司， 青海 都蘭 816101)

1 前言

隨著礦山的發(fā)展，井下巷道施工工程越來(lái)越多，廢舊巷道也是越來(lái)越多，但對(duì)于廢舊巷道的處理也要慎重。部分確定沒(méi)用巷道或者留存會(huì)有危險(xiǎn)的巷道，可以采用永久性封閉措施進(jìn)行封閉，此種封閉工藝基本采用加氣砌塊磚墻進(jìn)行封閉，或者采用更加堅(jiān)固的混凝土澆筑進(jìn)行封閉。部分暫時(shí)不用巷道，如物料硐室、天井通道、臨時(shí)水倉(cāng)、調(diào)車(chē)硐室等，則需采用臨時(shí)性封閉，往往采用加氣砌塊磚進(jìn)行臨時(shí)封閉，便于使用時(shí)拆除。而巷道中還有一部分巷道，由于特種原因，需要在特定時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行封閉，需要及時(shí)打開(kāi)使用，并且封閉后效果達(dá)到隱蔽效果。在青海山金礦業(yè)某礦山20中段運(yùn)輸巷處，需要在檢查時(shí)間進(jìn)行封閉，檢查結(jié)束后開(kāi)啟進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)。頻繁的封閉開(kāi)啟導(dǎo)致了作業(yè)施工困難，物料浪費(fèi)嚴(yán)重等現(xiàn)象，所以如何應(yīng)用一種簡(jiǎn)易的快速封閉技術(shù)成為研究的難題。

隨著對(duì)巷道進(jìn)行快速封閉研究的深入，現(xiàn)有的做法是采用加氣砌塊磚進(jìn)行封閉，封閉后進(jìn)行噴漿處理，這種做法需要材料較多，人員較多，且工期長(zhǎng)，尤其對(duì)經(jīng)常性封閉工程，造成材料浪費(fèi)且無(wú)法做好快速封閉的效果。針對(duì)這一問(wèn)題，采用一種簡(jiǎn)易巷道快速封閉組合板墻技術(shù)，并在施工地點(diǎn)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用。

2 施工工藝

現(xiàn)階段由于需要進(jìn)行安全設(shè)施設(shè)計(jì)整改驗(yàn)收，礦山20中段運(yùn)輸巷及斜坡道口需要進(jìn)行經(jīng)常性的封閉，傳統(tǒng)封閉方式浪費(fèi)人力物力，且多次噴漿，撤出后材料損壞嚴(yán)重，故對(duì)此封閉方式進(jìn)行了技術(shù)改造，研究出一種簡(jiǎn)易巷道快速封閉組合板墻技術(shù)。

此項(xiàng)技術(shù)的設(shè)計(jì)原理是根據(jù)項(xiàng)目的目標(biāo)、方法，為達(dá)到隱蔽封閉的目標(biāo)，改變封閉的方式方法，將加氣砌塊磚加噴漿的一次性物料組合轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N新型的組合板墻加噴漿的永久性物料組合，同時(shí)針對(duì)不同的難度系數(shù)進(jìn)行技術(shù)改造和適應(yīng)，最終通過(guò)不同的材料、工藝實(shí)驗(yàn)得出最優(yōu)的組合，達(dá)到目標(biāo)效果。具體工藝如下：

(1)按照封閉原理，進(jìn)行新材料新工藝改造。首先，棄用加氣砌塊磚材料，改用鋼材、木板、金屬網(wǎng)、土工布組合材料作為門(mén)面。根據(jù)以往具體施工經(jīng)驗(yàn)，鋼材尤其是大規(guī)格槽鋼和工字鋼的強(qiáng)度及耐腐蝕性滿(mǎn)足此次工藝改造的要求，此次封閉巷道規(guī)格為3.8m×3.5m，規(guī)格相對(duì)較大，采用的鋼材為16b槽鋼，既滿(mǎn)足了組合板墻的強(qiáng)度要求，同時(shí)又將組合板墻的自重降到最低，保證門(mén)的開(kāi)閉正常，不會(huì)破壞連接件，達(dá)到永久材料的性能。鋼材做框架，需要木板的固定和內(nèi)件連接作用，同時(shí)木板較輕，滿(mǎn)足了組合板墻的自重要求，但是木材的防火性能差，不利于安全保證，故需在木板連接完成后對(duì)木板進(jìn)行噴漿處理，木板上固定螺紋金屬網(wǎng)和土工布，為100mm噴漿掛墻做好準(zhǔn)備。因?yàn)楣に嚨淖詈笠徊綖閲姖{，傳統(tǒng)工藝中噴漿非常簡(jiǎn)單，100mm噴漿料很容易掛住，能夠保持良好的工藝性能，但是改造后的組合板墻若無(wú)金屬網(wǎng)和土工布的話(huà)，只憑木板的黏合力無(wú)法掛住100mm的噴漿體，最終會(huì)導(dǎo)致噴降體厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或隨時(shí)脫落，故在木板上固定螺紋金屬網(wǎng)，覆蓋土工布進(jìn)行噴漿，達(dá)到了傳統(tǒng)工藝掛漿的效果。

(2)安裝門(mén)框和合頁(yè)，保證封閉板墻的轉(zhuǎn)動(dòng)，保證封閉時(shí)嚴(yán)絲合縫，打開(kāi)時(shí)確保鏟運(yùn)機(jī)等設(shè)備運(yùn)行。門(mén)框選用配套的鋼材框架，即16b槽鋼，按照巷道規(guī)格進(jìn)行加工制作。巷道四周需提前進(jìn)行鑿巖機(jī)打眼，打20組，每組兩個(gè)，呈外八字形態(tài)，眼深400mm，采用φ36mm圓鋼進(jìn)行固定。將加工好門(mén)框與圓鋼進(jìn)行焊接，要求焊接必須牢固，焊接接觸點(diǎn)不低于50mm，焊接后進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后焊接工作結(jié)束，進(jìn)行下一步的合頁(yè)安裝和開(kāi)關(guān)門(mén)試驗(yàn)，達(dá)到靈活有效長(zhǎng)久的效果后進(jìn)行噴漿定型。

(3)巷道封閉的最關(guān)鍵技術(shù)在于噴漿，噴漿工藝能夠保證封閉的隱蔽性，同時(shí)噴漿體的顏色與巷道顏色差別不大，噴漿厚度根據(jù)設(shè)計(jì)要求為100mm，保證了強(qiáng)度要求也滿(mǎn)足了隱蔽性要求。而新型組合板墻封閉技術(shù)，需要進(jìn)行兩次噴漿，一次是將板墻門(mén)組織提前噴漿，保證了大部分的噴漿工作提前完成，其他噴漿在需要封閉時(shí)，直接封閉組合板墻后，局部連接縫處、門(mén)框處及板墻四周的巷道壁進(jìn)行少量噴漿，提高封閉效率，減少?lài)姖{浪費(fèi)。注意最后一次噴漿必須全部進(jìn)行無(wú)死角噴漿，之前的板墻提前噴漿處也需要薄薄噴上一層水泥漿，達(dá)到整體性的工藝效果，保證封閉質(zhì)量。

根據(jù)斜坡道現(xiàn)場(chǎng)規(guī)格3.8m×3.5m，根據(jù)坑卡規(guī)格2m×2.3m，留出《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》要求的最小安全間距，每邊留出600mm的安全間距后，得出封堵門(mén)規(guī)格確定為3.2m×2.9m。即能夠達(dá)到快速封堵的要求，又能保證將來(lái)坑卡運(yùn)輸順利通過(guò)，又符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[1]。

活動(dòng)門(mén)檻制作如圖1所示。

圖1 活動(dòng)門(mén)檻制作示意圖

門(mén)扇采用16#槽鋼滿(mǎn)焊制作，材料量3.2×9×10=290kg。

門(mén)框采用100×100×10角鋼制作，寬×高=3 300mm×3 100mm，安裝完成后，根據(jù)門(mén)扇下方空間，制作安裝活動(dòng)門(mén)檻，材料量3.3×4×15=200kg。

門(mén)面采用20mm木板，并焊接三層φ12 mm圓鋼，不規(guī)則布置，形成凹凸面，材料量3.2×30=110kg。

現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)門(mén)的重量及開(kāi)啟方向，安裝3組門(mén)軸合頁(yè)，門(mén)軸單獨(dú)固定，不固定在門(mén)框上。門(mén)軸直徑不小于36mm。焊后矯正，門(mén)安裝完成應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活可靠，并進(jìn)行防腐。制作方法設(shè)計(jì)圖如圖2所示。

圖2 制作方法設(shè)計(jì)圖

3 新工藝優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)此種巷道快速封閉組合板墻的試驗(yàn)應(yīng)用及推廣來(lái)看，其優(yōu)點(diǎn)為：

(1)采用活動(dòng)室組合板墻，可隨時(shí)封閉，隨時(shí)打開(kāi)，靈活性高；尤其是高原礦山人機(jī)工效全部降低的情況下，采用永久性、靈活性的工藝方式，降低了生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，具有非常先進(jìn)的人機(jī)工效效果。

(2)采用新式鋼材、木板、金屬網(wǎng)組合材料，形成一個(gè)整體，降低了材料損耗費(fèi)用；新材料、新工藝的研究，往往意味著生產(chǎn)技術(shù)的提高，同時(shí)又能達(dá)到新的工藝性能，所有傳統(tǒng)材料的科學(xué)搭配和組合，形成了新型的統(tǒng)一整體，達(dá)到了力學(xué)平衡狀態(tài)，同時(shí)滿(mǎn)足了生產(chǎn)要求。

(3)采用合頁(yè)轉(zhuǎn)軸連接封堵門(mén)和邊框，保證了巷道的正常使用。

(4)提前噴漿。將板墻提前噴漿，保證需要封閉時(shí)直接封閉，局部連接縫處少量噴漿，提高封閉效率，減少?lài)姖{浪費(fèi)。

(5)封閉時(shí)間由原來(lái)的2個(gè)班，提高至現(xiàn)在的半個(gè)班，效率提高了4倍。而改造后，除了最后的噴漿設(shè)備，其他的搬運(yùn)、砌筑均不需要設(shè)備，所需人員較少。

4 經(jīng)濟(jì)效益 、社會(huì)效益

本項(xiàng)目的實(shí)施可以通過(guò)技術(shù)改造，通過(guò)一次性投入，減少以后經(jīng)常性封堵成本。

原封閉技術(shù)成本：加氣砌塊磚費(fèi)用1 200元，噴漿費(fèi)用1.5×650=975元，人工費(fèi)800元。按照封閉5次計(jì)算，成本為(1 200+975+800)×5=14 875元。工期：2個(gè)班16h。

技術(shù)優(yōu)化后成本：鋼材費(fèi)用2 100元，噴漿費(fèi)用975元，人工費(fèi)800元，只需安裝一次成本為2 100+975+800=3 875元。工期：0.5個(gè)班4h。

現(xiàn)在效率提高了4倍，經(jīng)濟(jì)效益提高1.1萬(wàn)元/個(gè)。每年封閉巷道約20個(gè)，年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益為22萬(wàn)元。

社會(huì)及安全效益：由于技術(shù)的優(yōu)化，提高了效率，縮短了封閉時(shí)間，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)為周邊相似礦山的巷道快速封閉技術(shù)提供借鑒作用[2]。

5 結(jié)論

簡(jiǎn)易巷道快速封閉組合板墻技術(shù)的試驗(yàn)和應(yīng)用成功，給礦山帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益，解決了傳統(tǒng)工藝方法采用加氣砌塊磚進(jìn)行封閉噴漿做法需要材料較多，人員較多，且工期長(zhǎng)，尤其對(duì)經(jīng)常性封閉工程，造成材料浪費(fèi)且無(wú)法做好快速封閉的效果的問(wèn)題。提高了效率，縮短了封閉時(shí)間，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)為周邊相似礦山的巷道快速封閉技術(shù)提供借鑒作用。