特殊條件下豎井提升對側翻矸設計

呂芳飛

(金誠信礦業管理股份有限公司， 北京 100070)

0 引言

云南馳宏鋅鍺股份有限公司會澤鉛鋅礦位于云南省曲靖市會澤縣，地理上位于云貴兩省交界線位置，兩省分界以牛欄江為界河，礦區處在牛欄江西岸。

擬建新回風豎井位于會澤鉛鋅礦區小馬坪，該豎井井口工業廣場的原始地貌屬于構造侵蝕高中山間溝谷，場地經人工適度平整，其地面標高在2 410 m左右，相對四周除通往外界的峽谷外，地形較低。

現場踏勘調查發現，工業廣場場地周圍建有圍墻，圍墻外側即當地村民住宅。圍墻內有一棟三層磚砌小樓，現為一施工單位項目部。井口位置在小樓西側，小樓東側可以作為進出廠區通道。

鑒于場地規模無法再擴大，且場地內現有辦公樓、工棚不能拆除，井口位置確定后，在提升機布置在北側滿足不了繩偏角的前提下，提升機只能布置在井口南側。如果翻矸溜槽設計在提升機同側，則出渣運輸線路為井口—辦公樓南—辦公樓東—辦公樓北—出廠區，卡車需要連續拐彎，在長期的出渣運輸過程中極易發生事故。以下設計采用對側翻矸出渣的方式，不但解決這一問題，還相對優化了工業廣場布局，為井筒順利下掘創造了必要條件。

1 工程概況及工業廣場布置

新風井為會澤礦業分公司深部資源持續接替工程新掘回風豎井。井口標高2 411.6 m，井底標高1 584m ，井深827.9 m，井筒凈直徑Φ=4.5 m。井頸段47.5 m為雙層井壁，井身段780.4為單層井壁，壁厚300～350 mm，掘進斷面20.43 m2。

井壁分別采用鋼筋砼、鋼筋鋼纖維砼、鋼纖維砼和素砼支護，砼強度C30。

現場勘察施工條件，提升機房后墻靠近南側圍墻，保留1 m寬度人行&緊急泄洪通道。兩側穩車群盡量遠離井筒中心布置，南側穩車群前空間作為主要人員、設備、材料進出通道；北側穩車群前空間作為出渣運輸通道。

辦公樓南側場地作為新建辦公、生活區，辦公區采用兩層活動板房以節約空間；東側沿圍墻建設生活區；辦公、生活區之間場地作為材料場及機修車間用地。

圖1 井口工廣示意圖

2 鑿井設計

2.1 提升系統及穩絞布置

由于井筒深度較深且直徑較小，設計采用一套提升系統承擔廢碴、材料、傘鉆提升及人員上下井。提升機選用JKZ- 3.6×3/15.5單滾筒提升機配5 m3吊桶提升，Ⅳg型鋼管鑿井井架、座鉤式自動翻矸，矸石經溜槽落地后ZL- 50B型裝載機裝自卸卡車運至排碴場排放。

圖2 穩絞布置立面圖

除兩臺模板穩車、兩臺吊盤穩車布置在井口北側外，其余穩車均布置在南側，緊靠提升機房布置。

2.2 天輪平臺設計

提升天輪直徑3 m，提升天輪跨天輪平臺中間主梁布置，軸承座布置在天輪平臺南側，懸吊點布置在天輪平臺北側。提升天輪梁采用H500×200- 10×16H型鋼加工，墊高710 mm以滿足天輪跨過中間主梁的高度要求。

由于中心回轉抓巖機需要盡量靠近井筒中心，只能布置在吊桶對側，設計考慮中心回轉抓巖機繩天輪采用與提升天輪共用天輪梁設計，與提升天輪梁一致，采用H500×200- 10×16H型鋼加工，墊高710 mm。

其余天輪均按照常規設計完成。

天輪平臺的具體布置如圖3所示。

圖3 天輪平臺布置圖

2.3 翻矸臺布置及翻矸系統

翻矸平臺主梁采用H400×300- 10×16H型鋼制作，直接座在Ⅳg型鑿井井架G15和G16號梁上，采用U型螺栓固定；副梁采用H350×175- 7×11H型鋼制作，一頭搭接在井架G- 13和G- 17鋼管上，U型螺栓固定，一頭采用T接固定在主梁上。

翻矸溜槽采用標準5 m3座鉤式吊桶溜槽，其余鋼梁、鋪板、欄桿等安裝均采用常規翻矸平臺設計。

翻矸平臺的布置如圖4所示。

圖4 翻矸平臺布置圖

2.4 計劃進度

新風井的施工關系到整個會澤鉛鋅礦深部資源接替系統的建設，因此對整個豎井井筒的施工工期要求較為嚴格。

在計算月度掘砌成井進度指標時，考慮了以下因素：(1)因為提升高度增加而增加的提升時間。(2)定期安裝排水管的時間。(3)井筒涌水量增加而降低施工效率。(4)一個月內不可預見影響系數0.85。(5)正規循環作業率系數：井筒深度在400 m以內為0.9，400 m以后為0.85。

綜合上述因素，井筒施工進度指標選取平均月成井為100 m，單個馬頭門施工工期按6天/個考慮。

3 實際施工情況

3.1 施工進度

受外界因素影響，井筒施工籌備工作至2016年5月底完成后停工。7月底恢復施工后，8、9兩月月進尺分別達到96 m和98 m。在后續的施工中，由于斷續受村民堵路停工影響，施工進度較慢，但在不受停工影響期間，單純豎井掘砌施工折合月進度都在100 m以上，實現了施工組織設計的進度要求。

3.2 循環時間

現場掘砌作業循環施工時間統計表明：循環出渣及翻矸時間，與常規提升機、吊桶與翻矸溜槽同側布置相比，提升運輸翻矸時間基本一致，完美實現了提升機與翻矸溜槽相對布置、對側翻矸設計的初衷。

3.3 存在問題

在翻矸平臺向對側倒渣時，特別是吊桶倒渣完成后提起時，如果翻矸工操作不熟練、與提升機司機配合不到位，偶爾會出現提升鋼絲繩跳槽現象。現場發現后，采取了在天輪平臺提升天輪前加裝限位導向天輪，立即解決了這一問題。

修改后天輪平臺布置如圖5所示。

圖5 天輪平臺布置平、立面圖

4 結語

(1)采用常規提升、翻矸的施工工藝無法滿足現場作業環境的要求時，完全可以采用對側翻矸來解決施工工藝問題。(2)采用對側翻矸時，提升、翻矸速度基本不受影響。(3)由于提升天輪需要跨中間梁布置，對天輪平臺的布置有一定影響。(4)快速施工時，可以考慮增加限位導向天輪，避免提升鋼絲繩調繩。(5)中心回轉抓巖機無法盡量靠近吊桶布置，對小直徑井筒影響不大。