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时间:2017-12-30
《黑梁煤矿超大断面冻结斜井井筒表土段快速施工技术》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、黑梁煤矿超大断面冻结斜井井筒表土段快速施工技术 摘要:本文结合内蒙能源黑梁煤矿主斜井井筒技术特征,优化施工方案和劳动组织,科学管理,实现了国内大断面、大埋深、支护工艺复杂条件下冻结斜井表土段施工速度的较大突破,为冻结斜井井筒表土段的安全高效施工提供了可行的借鉴经验。关键词:超大断面;冻结斜井;快速施工中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:1工程概况内蒙能源黑梁煤矿位于内蒙古自治区鄂托克前旗西约70km处,地处内蒙古自治区与宁夏回族自治区接壤地带,井田西南距银川市40km,南距磁窑堡煤矿26km,距离新上海庙镇2
2、3km。行政区划隶属鄂托克前旗新上海庙镇管辖。黑梁井田属内蒙古自治区鄂尔多斯上海庙煤田西部芒哈图勘查区。施工方案由北京大地工程开发集团有限公司设计。主斜井井筒表土冻结段开挖断面分别为1-1断面36.82m2、2-2断面39.86m2,净断面16.818m2。采用反底拱形式增强抗压强度。井筒支护采用双层井壁联合支护,外层井壁采用锚网喷作为临时支护方式,喷射厚度200mm,喷射混凝土强度C20;内层井壁采用双层钢筋混凝土砌碹支护,厚度为800mm,钢筋采用Φ22mm二级螺纹钢,间距250*250mm,砼强度C55。井壁厚度
3、1-1断面700mm,2-2断面800mm。2施工方案施工时,由于冻土较硬实,按照全断面光面爆破一次成巷的方案施工,顶板及围岩采取一掘一锚网、三掘一喷混凝土的作业方式。采用挖机配合箕斗排矸,人工绑扎钢筋,大模板整体浇筑,混凝土输送泵机械上料,混凝土泵车运输下料。根据冻结单位围岩暴露时间不超过15天的要求,采用短段掘砌,一周完成一循环,循环进尺7.2米。3快速施工技术研究经过不断摸索、总结,优化改进、科学组织,逐步形成了一套完整的快速施工技术。目前,冻结斜井实现了月掘进45米,成井40米,达到国内先进水平;实现了国内大埋
4、深(113米至220米)、长距离(斜长最长621米)、支护工艺复杂(井壁最厚、支护最复杂、反底拱)条件下冻结施工速度大跨越,可以为类似条件矿井建设提供技术指导和经验支持。3.1爆破技术研究3.1.1打眼:8初期,迎头采用风煤钻打眼,使用1.5米钻杆,打眼深度在1.4米左右。由于迎头冻土较硬,导致打眼速度慢,三人使用一部钻情况下平均每个炮眼用时15分钟,加之风煤钻配备不足,原交接的风煤钻大部分已损坏,导致效率较低。后期,随着距离的增加,工艺的熟练,环境的适应,迎头最多可同时使用6部钻进行打眼工作,每个炮眼深度1.4米左右
5、,用时约10分钟。现场实际掘进荒高4.8-5米,留底1米左右,全断面打炮眼95~100个,最快时可实现每间隔8小时一茬炮。3.1.2爆破初期,由于掘进断面大,采用分次装药、分次爆破方式,先对断面底部进行爆破,后分别对断面左上部、右上部进行爆破,如此完成全断面掘进需进行三次装药爆破,且有时需进行二次爆破,费时费力,最快也需要2小时方能完成爆破作业。后期,通过更换放炮器,加强放炮管理,实现了全断面一次爆破。爆破时间缩短为30分钟,实现了掘进班每天完成3次爆破。3.1.3进尺初期,每茬炮进尺仅1米左右,通过不断的摸索改进,进
6、尺达到了每茬炮1.2米左右,日进尺最高达到3.5米。3.2排矸运输系统优化8施工时考虑拉开距离,砌壁距迎头保持20米至35米,迎头采用180型大挖机排矸,后部采用CAT350型电动小挖机挖反底拱,充分发挥大挖机功率大,排矸快的优势,尽快扒出迎头矸石,为迎头打眼创造条件;同时发挥后部小挖转动灵活优势,在后部配合箕斗排矸。实现连续、平行作业。3.3临时支护优化设计院设计临时支护方式为架棚、挂网喷浆支护,采用U25型钢棚,三段对接螺母联接,喷浆厚度200mm。由于断面大,棚头、棚腿重量大,钢棚架设困难,并且爆破时极易被崩倒或
7、发生变形,增加了扶棚及整棚的困难。针对这种情况,我单位及时与建设单位、设计院联系,在确定了该外层井壁不在永久支护强度以内,仅作为施工的临时支护的情况下,专业人员及监理工程师在主斜井冻结壁内进行了锚杆安装试验。巷道顶部为冻土砂砾层,采用1.4米等强全螺纹锚杆。冻结壁厚度设计为1.5米,帮部锚杆长度不宜过长,考虑冻结壁厚度及偏差,两帮锚杆设计长度800mm,外露100mm,锚固长度为700mm,考虑封水效果。对安装的锚杆进行了不同间隔时间的拉拔试验,检测冻结壁内锚杆锚固力,试验结果表明,锚杆锚固力均达到20mpa以上。经过
8、两个月的检验,确认锚网喷在冻结段作为临时支护方式效果显著。但锚网喷临时支护方式存在一个问题,冻土内喷浆比较困难,往往8需要几次喷浆方能达到设计厚度。正确的做法是拉开距离,多次喷浆,最后达到设计厚度。迎头爆破后先打安锚杆挂网喷浆,仅支护顶板至拱基线,拖后10~15米,随着两帮清出,补打两墙锚杆。先期喷浆厚度达到100mm即可,最后复
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