盲豎井建井期間施工及安全技術管理

王 乾

（山東黃金集團蓬萊礦業有限公司， 山東 煙臺 265621）

引言

隨著礦井采礦作業的不斷深入，為加快對礦井內部礦產資源的挖掘，同時滿足擴大礦區生產規模的需求，采用盲豎井貫通施工方案，豎井的延深工程不斷深入，保護豎井施工作業人員的安全成為豎井施工工作的首要安全任務。

1 工程概況

蓬萊礦業有限公司強家溝井10 中2 線盲井延深工程已施工的車場、硐室工程揭露，設計工程區域內為穩固的花崗巖層，無大裂隙及淋水現象，屬I 類巖層。設計井筒凈徑規格為Φ3.5 m，荒徑為Φ3.6 m，半徑允許偏差+50 mm，豎井采用普通法施工，在井口平面以上人工保護盤和提升設備安裝完成后，方可由上而下進行。

要求井筒采用光面爆破技術，其質量要求為：硬巖的眼痕率不應小于80%，中硬巖的眼痕率不應小于50%（炮眼眼痕長度需大于炮眼長度的70%）；若遇軟巖時，井筒周邊成型應符合設計輪廓；井幫巖面不應有明顯的炮震裂縫。

2 安全風險分析

盲豎井施工存在作業空間狹窄、施工高度大等特點，各個工序的施工作業的開展、物料人員的上下運輸都存在一定的難度，材料人員的上下運輸均采用提升設備來完成，施工風險較大，經過分析盲豎井施工主要的安全風險包括以下內容：

1）豎井開挖穿越破碎巖石或者節理發育巖層導致的塌方、巖爆和掉塊問題。該類問題是導致盲豎井施工過程中發生人員傷亡、設備損壞的主要元兇，屬于重大危害因素。

2）提升設備的安全運行風險。提升設備是盲豎井人員上下、物料提升、廢渣提運的主要設備，其安裝和運行出現問題常會導致機械故障、高處墜落、物體打擊傷人等安全事故，屬于重大危險因素。

3）豎井施工過程中，井下人員的作業空間狹小，高處墜物往往造成重大人員傷亡或財產損失，屬于重大危險因素[1-2]。

4）一般危險類因素。爆破安全因素，爆破振動導致幫壁片幫塌方、有毒有害氣體中毒事故；風水電設施安全因素，人員觸電事故、機械損壞事故、有毒有害氣體中毒事故；交叉立體作業因素，引發高處墜落事故、高空墜物傷人事故；地下水因素，引發機械故障、用電設備連電事故；堵井安全危害，堵井疏通過程中常常導致高處墜落傷人事故。

3 豎井開挖安全技術措施的制定

3.1 破碎巖石開挖支護設計

1）豎井掘進過程中，要及時分析研究揭露的巖層與掌握到的地質資料的變化，凡與豎井井筒直接相連的各巷道、硐室口，應與豎井井筒同時施工，若巖體不穩固時，應采取永久支護措施。

2）14 中馬頭門以下4 m 的井筒設計支護方式為C20 素混凝土支護，支護厚度250 mm。井筒全身除現澆混凝土段外，均采用M20 噴漿支護，噴層厚度為20～50 mm[3]。

3）噴漿作業前，必須用高壓風水沖洗受噴面,清理巖壁浮石；對遇水易潮解、泥化的巖層，則用高壓風清掃巖面。

4）根據工程實際揭露巖石的穩固情況，相應調整臨時支護方案，支護方案一般包括錨網噴聯合支護或素混凝土支護，并根據支護方式相應刷大井筒斷面。采用錨桿金屬網支護時，其要求如下：金屬網選用1 100 mm×2 000 mm（網孔規格150 mm×150 mm）型金屬網；金屬網間搭接長度150 mm；金屬網以鋪蓋住不穩固區域為宜。錨桿選用縫管錨桿，長度為1.2～1.8 m；采用碟形托板，厚度不小于4 mm，尺寸不小于120 mm×120 mm；錨桿布置為菱形或矩形，錨桿間距600～900 mm；金屬網搭接長度內應布置錨桿，短邊2根，長邊3 根；金屬網中間部位，應根據巖壁凹凸情況，增加1～2 根錨桿；托板及金屬網應緊貼巖壁[4-5]。

5）混凝土的澆筑應分層對稱進行，必須采用機械震搗，井壁表面不得有露筋、裂縫和蜂窩。模板高度不應超過1.2 m，立模時應比井筒內徑大20 mm。脫模時，混凝土強度不得小于1.0 MPa。

3.2 提升設備安全技術措施

1）乘坐吊桶人數不應超過規定人數（每人所占吊桶底有效面積不應小于0.12 m2，吊桶凈高不得小于1.1 m），乘桶人員應面向桶外，不應坐在或站在吊桶邊緣；裝有物料的吊桶，不應乘人。

2）提升設備需做好日常維護點檢工作，重點檢查過電流和失電壓等保險裝置是否安全可靠、防滑裝置是否靈敏可靠、過卷過速制動裝置運行是否良好。

3）定期開展提升設備的靜動負荷試驗。其中靜負荷試驗需滿足：試驗載荷為額定負荷的1.25 倍、起升高于地面10 cm、維持時間10 min，之后檢查提升設備的工況狀態；動負荷試驗須滿足：試驗載荷為額定負荷的1.1 倍、反復升降試驗5 次，之后檢查提升設備的運行工況[6]。

3.3 高處墜落的預防措施

1）井口應設置臨時封口盤，封口盤上設井蓋門。井蓋門兩端應安裝柵欄。不應向（或在）井筒內投擲物料或工具。

2）吊桶上方應設保護傘，且應沿導向鋼絲繩升降，吊桶內的巖碴應低于桶口邊緣0.1 m。

3）井內噴護作業時，嚴禁在作業地點的下方站人或放置設備，以防止回彈料或混凝土掉塊傷人或傷設備。

3.4 施工技術措施

針對該深豎井施工技術，采取了鉆孔卸壓技術，能量可以得到有效釋放，避免了應力集中現象，改善了井筒圍巖的應力狀態，可以有效地防止巖爆等動力災害，降低了新主井發生圍巖或襯砌破壞失穩的可能性，有效了降低支護成本，數值模擬分析得知，新城金礦新主井卸壓施工建議采用150 mm 的卸壓鉆孔，同時考慮到豎井施工每次掘進4 m，設計鉆孔深度為8 m。最佳卸壓鉆孔間距為0.7 m，最佳卸壓孔排距最優值為0.6 m 或0.7 m。在實際鉆孔卸壓施工過程中，卸壓孔布置在靠近井壁時加密鉆孔，在工作面中心區域時可適當減少鉆孔數量的等差間距，卸壓孔布置方式可獲得最佳的卸壓效果。

3.5 其他安全技術措施

1）鑿巖注意事項。應堅持濕式鑿巖，灑水防塵、處理好井幫浮石，并符合下列規定：鑿巖前應清出實底、集水坑；按井筒中心確定炮孔圈徑，除掏槽孔外其余孔底宜在同一個水平面上。

2）爆破注意事項。進行爆破作業時必須定時定人，嚴格做好放炮警戒工作，由工程管理技術人員協調開展爆破工作施工，安全管理人員定時通知作業人員，確保安全躲避。每次爆破完成后進行爆破效果技術分析，總結爆破藥量、爆破布孔參數，在保證爆破效果的前提下，降低炸藥單耗，以減少震動效應，實現光面爆破。

3）通風注意事項。豎井通風施工應做好強制通風工作，選用合適的通風設備。當采用軸流式通風機進行壓入式通風時，將14 中運輸巷新鮮風流送到工作面（局扇安放應符合規范要求），污風經井筒排出，并再次利用局扇將污風抽出至14 中運輸巷已形成的回風天井。當采用風筒接力通風方式時，應選取同型號局扇，局扇間的距離應根據局扇的性能曲線和風筒阻力經計算確定，且風筒直徑不得小于400 mm；工作面有人作業時，通風設備應連續運轉。

4）風水電施工安全措施。豎井施工的風水管線須做到吊掛平直有序，定期開展管線檢查工作，發現管線破損及時維修或更換；檢修期間嚴格做好警示工作，掛好“有人工作，不準送風（水或電）”的警告牌；用電設備定期做好接地干線阻值測量工作，確保漏電接地靈敏可靠，嚴禁采用不接地或者無保護設施的用電設備；井筒內的照明線嚴格采用使用絕緣性能良好的電纜線，堅決避免采取膠織線或花線；全部用電設備均須配備具有漏電保護功能的空氣開關。

4 結語

蓬萊礦業有限公司強家溝井10 中2 線盲井延深工程涉及的井數較多，工作量大且地質條件復雜，盲豎井施工施工的安全風險較為突出，通過分析盲豎井施工過程中的安全風險，并針對性地重點總結了破碎巖石開挖支護設計、提升設備安全、高處墜落等幾個方面的安全技術措施，為類似的盲豎井施工的安全風險預防提供借鑒。