鸡冠嘴金矿二期工程混合井“无井架”施工实践.pdf

2 0 0 1 年 l 1月 第 3 0卷第 6 期 有色矿山 N0 n f e r r o u s Mi n e s No v ． ． 2 0 0 1 Ⅷ． 3 0 No 6 鸡冠嘴金矿二期工程混合井“ 无井架” 施工实践 杜贵文 ， 王先成。 1 北京有色冶垒设计研究总院． 北京 1 0 0 0 3 8 ； 2 ． 北京垒诚信矿山建设有限公司， 北京 1 0 0 0 1 1 , [ 关麓调 】井简 ； 施工 ；无井架 [ 摘要】在鸡冠嘴垒矿期工程{ 昆 台井施工中， 利用平硐出矸， 不设井架． 实现了井塔和井筒 平行作业。 确保 了该工 程在三 年内完成。 [ 中圉分类号】T D 2 6 2 ． 1 1 [ 文献标调码】B [ 文章缩号]1 0 0 2 ． 8 9 5 1 2 0 0 1 0 6 - 0 0 0 8 - 0 4 Co n s t r u c t i o n p r a c t i c e o f m u l t i - pu r p o s e s ha f t wi t h o u t ho i s t f r a me i n t h e s e c o n d p h a s e p r o j e c t i n J i g u a n z u i G o l d Mi n e DU Gm． we n ．W ANG Xi a n ． c h e n g 1 ． B e O i n g C e n t r a l E n g i n e e r i n g＆ R e s e a r c h I n s t i t u t e ， No n - f e r r o u s Me t a l l u r g i c a l I n d u s t r i e s ， B e O i n g 1 0 0 0 3 8 ，C h i n a； 2 ． B e i j i n gJ i n c h e n g x i nMi n eC o n s t r u c t i o n C o ． L t d． ，B e ij i n g 1 0 0 0 1 1 ． C Ai n a K WI “ d Ss h a f t c o n s t r u c t inl t ；w t h o u t h o f r a me Ab s t r a c t Du r i n g t h e mu l t i - p u r p 0 s e s h a f t c o n s t r u c t i o n i n J i g u a n z u i Go l d M i n e ，t h e p e r ma n e n t I 1 0 i s t t o we r wa s c o n s t r u c t e d wh i l e t h e s h a f t Was s i n k i n g wi t h o u t h o i s t f r am e ．a n d t he r o c k t r a n s p o r t e d t h rou g h a d i t ．I t e n s u r e d t h a t t h e p r o j e c t Was c o mp l e t e d i n t h r e e y e a r s a s t h e s e h e d u l e I t 工程概况 鸡冠 嘴金矿二期工程是将矿山原生产能 力 2 0 0 t ／ d扩建 到 8 0 0 t ／ d 。混合井是本工 程 掩工的关键工序， 为保证总工期不突破三年， 采用“ 无井架” 旌工方案． 实现了地面井塔和 井下工程平 行作业． 开凿井筒 4 3 8 m， 纯工期 7 ． 3 个 月． 平均月进尺 6 0 m， 实现 了安全优质 快速旌工， 收到 良好效果。 井筒工程水文地质条件较复 杂。井筒地 层属于燕山早期的火成岩 区， 岩性多属高岭 石化石英正长闪长玢岩及风化层风化残坡积 层。井筒 南侧约 1 3 m 处有一呈 NF A5 ～6 0 。 【 收稿 日期 l 2 0 0 1 ． 0 8 ． 0 8 [ 作者筒升】杜贵文 1 9 6 9一 ． 男， 山西孝义人 工程师． 从事 矿山工 程设 计工 作。 方向的鸡冠 山破碎 带， 由西 向东蜿蜒 经过。 北恻、 西侧、 西南侧均为隐伏型的岩溶化的大 理岩区， 火成岩上部已普遍风化 。 并 在井 口下 6 5 m 处探明一大溶洞． 溶洞 内成份大部分为 泥砂和碎石， 其余为积水， 致使井筒水文地质 条件局部地段复杂。井筒水文地质条件大致 呈简单至中等复杂类型， 井筒最大涌水量为 4 5 m ／ h 。 混合井位于矿区鸡冠 山顶 部的边缘。 蓝 工场地狭小。井口上方设计有长宽高为 2 2 m1 6 m 6 0 m的提升井塔， 框架结构， 第 一 层层高 8 0 m， 井口标高 5 4 ． 2 m。井筒净 径 帖． 5 m， 井深 4 3 8 m， 设五对双侧马头门、 一 个单侧马头 门和一个箕 斗计 量硐 室， 2 7 m 双侧马头门通过平硐与地表相通。井筒内设 箕斗配平衡锤、 罐笼配平衡锤两套提升系统， 有梯子间、 管缆闻 井瑷段 9 O re ， 其康表土段 维普资讯 第 6期 杜贵文 等 鸡冠 嘴金矿二期工程混合 井“ 无井架” 施工 实践 1 3 8 m。 钢筋混凝 土井壁厚 6 0 0 mm； 基岩 风化 段5 2 m， 钢筋混凝土井壁厚 3 0 0 r la m； 基岩段 3 4 8 m， 素混凝土井壁厚 3 0 0 m 。 2 无井架” 方案的确定 混合井若采用常规立 井法施工 ， 必然造 成井塔与井筒不能平行作业， 也难于满足二 期工程总工期不突破三年的要求， 为了缩短 建设工期， 须对现场具有条件进行认真分析 研究， 确定合理可行的施工方案。 混台井 2 7 m 马头 门以平硐 与地 表相 通， 其底板标高与井13 地面 标高 5 4 ． 2 m 相差 2 7 ． 2 m， 据此可利用 2 7 ． 2 m 的井颈段作 为施工提 升井架， 把提 绞设备布置在 5 4 m 平台， 让井筒及备中段 施工矸石通过 2 7 m 平硐排放， 在 井 口 5 4 m 完成全部施工准 备后即可进行地 面井塔 的施工作业， 实现井 下工程和地面井塔平行作业而互不干扰， 实 现井筒 “ 无井架” 施工。此 旋工方案 有工期 短、 费用低、 占用场地 小等优点， 可节约工期 约一年 ； 虽在安全上要求较高， 但通过加强井 塔施工安全管理， 采取有效 的防坠措施可得 到圆满解决； 与“ 井塔预建整体平移” 类似方 案相 比施工简单、 技术要求低。 3 凿 井设 备布置 1 卸矸 台 卸矸平 台设 在 2 7 m 马头 门轨面以上 5 ． 8 m 处， 卸矸托 架设在卸矸平 台以上 5 ． 6 m 处。为便于安装 卸矸溜槽。 将 2 7 m 马 头 门高 度 在原 设 计 基础 上 增 加 0 ． 5 m至 5 ． 5 m。受空间限制采用人工摘挂钩 卸矸。 2 凿井工作 盘 封 口盘设在 2 7 m 马 头门底板标高， 旋工人员、 材料通过 2 7 m平 硐进出和运输， 固定盘设在封 1 3 盘以下 3 O m 处。井筒和井塔平行施工期间， 为保证施工 完全， 在井 1 3 5 4 m 以下 3 O m处设安全平 台， 除留钢丝绳绳孔外全部密封， 以防止杂物 坠人井筒 。 3 吊盘 ； 采 用 双 层 钢 吊盘， 层 间距 4 ． O m， 外径 5 ， 2 m， 双绳悬吊。 4 天轮平台 在永久井塔第一层框架 结构的有效空间内布置 4 ． 5 m高的提升小井 架， 由于小井架受力较大， 如在镇口盘外单独 设基础， 不仅浪费了混凝土， 而且增大了井架 横梁的跨度， 因而将小井架立柱 固定在永久 锁 13盘上， 小井架的四个立柱星梯形布置， 小 井架斜撑基础设在锁 13 盘外。悬吊钢丝绳天 轮平台避开井塔立柱布置在井口， 其天轮梁 焊接在井13 的预埋构件上。 5 井内凿井设备 的布置 凿井采用一 套 单钩提升系统， 选 用 2 ． 0 m3吊桶。装岩采 用 0 ． 6 m] 长绳悬 吊抓岩机。 抓岩机中心布置 在吊桶对侧。 以保证工作面不出现抓岩死角。 井筒砌壁时可将抓岩机提至 2 7 m马头门吊 挂在卸矸台大梁 下。排水选 用一 台吊泵， 双 绳悬吊， 避开吊桶和抓岩机运行空闯布置 于 井筒的北侧。砌 壁采用装配式模板。 采用溜 灰管输送混凝土。 由于混凝土搅拌机布置在 井 1 3 5 4 m ， 而接管子在 2 7 m 马头 门， 因 此平硐以上溜灰管用钢丝绳固定在井13 天轮 粱上， 平硐以下溜灰管固定在稳车钢丝绳上， 采用双绳悬 吊。通 风方式采用压人 式， 风机 安放在 2 7 m平硐北 1 3 ． O 0 m 柔性风筒井 壁固定。采用 b 1 3 3 mm 压风管和 帖O mm 供 水管 ， 两条管路共 同采用双绳 悬吊。凿井井 筒 断面布置见图 1 。 6 地面提绞设 备的布置 ； 提 绞设备 布 置在井 I ／ 5 4 m 狭小的场地 内， 北 侧为陡 峭 山坡 ， 东侧一期已建有两水池， 东南侧 为二 期新建 高位水池场地 ， 不能布置施工设备， 并 且还必须留出施工公路用地 。 综合考虑 以上 因素， 地 面采用东西两侧布置方式， 井筒南侧 作为布 置混凝 土搅拌站 、 砂石 料堆场、 水 泥 库 、 值班房等场地。并筒蘸工提绞设备为一 台 2 O m单筒提 升机和 1 3台 l O t 凿井绞车。 提升机布置在井筒东埘。由于井筒和井塔平 行作业， 井塔基础施工须下挖 7 ． 5 m， 并要进 维普资讯 1 0 有色矿山 2 0 0 1 盘 3 ＆ 卿 3 1 3 7 弋一 ． 荔 ； 对 y 、 1 | r 肿 心 线 『 ＼』 J 斟 A L 0 l 萄 I 莹 芝 8 5 0 ＼l 8 i I 2 螺 d 、 l 生／ r 。 1 7 5 0 丝／ 圉 1 凿 井井 筒断面 布置 田 l 一吊捅； 2 一风筒； 3 一抓岩机{ 4 一通讯电缆； 5 一信号 电缆 ； 6 一吊泵； 7 一照明电缆； 供水臂； 压风臂； l O 一安全梯； 1 l 一放炮电缩； 1 2 一溜灰臂； 1 3 一抓岩机 控糊 电缆； l 4 ～稳绳； l 5 一吊盘绳 l 一捧水管； l 卜 临时罐笼提升点； l 8 一井筒装备时吊捅提升点 行打桩作业， 故提绞设备 必须布置在 井塔开 挖范围以外。 且保证钢丝绳运行空间避 开井 塔立柱、 小井架立柱和斜撑。 混合井的提绞设备布置具有特殊性 。受 凿井天轮安装高度限制提升纲丝绳和悬吊钢 丝绳的仰角近似为 0 。 ， 采用两台单滚筒 凿井 绞车悬吊需双绳悬挂的施工机具 。 两者滚筒 中心线布置在一条线上， 后 台凿井绞车高出 前台绞车基础 5 0 0 ra m ， 这样使前后两l台凿井 绞车的出绳互不影响。凿井绞车与提升帆在 井筒两侧呈扇形布置， 通过调整滚筒与天轮 之间的距离， 保证凿井绞车最大绳偏 不超 过 2 ， 提升机最大绳偏角不超过 1 3 0 。为改 善小井架的受力条件， 提升机采用下出掘， 钢 丝绳仰角增大至 4 “ I ， 提升机位置兼颟井筒 施工提升点、 井筒安装提升点以及二次改绞 提升 点综合确定。 在任何条件下均保证提 升 机最大绳偏角均小于 l 。 3 O 。地面提绞设备 布置见图 2 。 设备基础地脚 螺栓孔的预留 施工时对 预 留孔方法做 了改进， 采用 1 4 根 长 1 ． 5 m外 径 1 5 9 m m的废钢管取代术盒子， 基础浇筑 前在其底面确定地脚螺栓位置， 将钢管定位 。 然后开始浇混凝土。 边浇灰边旋转钢管， 防止 钢管与混凝土粘结在一起， 待混凝土浇到一 定高度时可将钢管适 当上提。 防止钢管埋 深 较大时不便转动． 待一个基础浇完凝固 4 5 分 钟后， 可将钢管取出浇制 另一个基础。 如此反 复使用将所有基础浇完。 4 混合井施工 1 表土施工 大I f 占 设施准备开始， 即着 手井筒表土段的施工， 在地面设备安装就绪 和吊盘、 溜槽及平台加工 完毕前施工 4 5 m 井 筒， 以达到吊盘安装高度。 田 2 地面 撮纹 设备布 置圉 l 一提升机{ 2 一穗绳用凿井绞车； 3 一抓岩机用营井绞车； 4 一安全梯用凿井绞车 5 一祷蕊臂用凿井竣车； 6 垃 炮电缆用凿井绞车； 7 一压风供水臂用凿井绞车； 8 一吊盘用凿井绞车； 9 一吊泵用凿井竣车 维普资讯 第6 期 杜贵文等 鸡 冠嘴金矿二期工 程混合 “ 塑” 堕三 堕 表土施工 采用吊挂井壁施工法。表土为 砂质粘土， 表土段井壁 2 8 ． 8 t ／ m， 因表土与井 壁之间的摩擦力难 以承受井壁重量， 对井 口 设计进行了修 改。井 口部位增设倒壁座， 外 径 懈 ． 0 m， 利用井壁 内设计的钢筋悬吊井壁， 为保证 吊挂强度， 井壁接茬处钢筋搭接 采用 焊接方式。 表土施 工采用 掘、 砌混 合作 业． 短掘 短 砌。 掘砌段高 2 ～6 r n ， 人工挖掘、 装罐。在小 井架上 设 6 0 0 mm 天 轮， 用 2 t小卷 扬 提 升 0 ． 5 m 3 底卸式吊桶， 1 ． 5 t 小汽车排矸。砌壁 采用装配式 模板， 用简 易布置的溜灰管 下放 混凝土。 2 基岩风 化段和 基岩段 施工 这两段 井筒利用安装完 善的施 工设施， 采用长段单 行作业， 钻爆法掘进． 0 ． 6 r n 3 长绳悬吊抓岩机 抓岩。 砌壁采用装配式模板， 共备 l 层接茬模 板、 8 层标准模板、 1层斜面接茬底 圈模板。 在施工过程中． 模板严格按分层编号管理。 混合井在井颈段 中均有配筋， 由于砌壁时在 全断面斜 口结茬部位必须预留搭接钢筋， 因 此在施工这两段井壁时取掉斜面结茬底圈模 板， 在工作面岩石中竖向钢筋位置凿孔， 将预 留段钢笳插 入钻孔 中， 接茬斜面用碎石和砂 子铺成。 5结 话 混合井施工组织 充分利 用现场条件， 在 立井施工传统方法 的基础上， 采 用“ 无井架” 施工方案， 实现地面井塔和井下工程平行施 工， 互不干扰， 使该工程在既定三年工期内顺 利完成。本工程已于 1 9 9 7 年 6 月2 5日按期 竣工验收并交付矿山生产。总结混合井施工 组织实践， 笔者有以下几点体会 。 1 鸡冠嘴金矿混合井采用“ 无井架” 施 工方案的成功说明对立井的蘸工组织， 应在 常规的几种布置形式基础 上拓宽思路， 做到 园地制宜。 2 在施工市场竞争非常激烈的今天， 施工组织方案在竞标申起着非常重要的作 用。以合理 、 可行的施工方案进行施工， 达到 了建设单位对工程建设的要求， 取得了预期 的 良好效果。 3 施工组织在方案合理的前提下尽量 简单化。 争取少投入、 多产出， 降低施工成本。 鸡冠嘴混合井施工组织省去一座大井架 ， 不 仅减少了施工费用， 而且缩短了麓工准备期。 4 施工单位要密切与设计单位联系， 设计也要从现场 施工实际 出发， 在设计完成 的同时应备有相应的施工设想。鸡冠 嘴混合 井井口结合现场表土层 吊挂井壁施工方案做 的设计修改和 2 7 m马头 门加高 0 ． 5 m 在现 场施工中都收到 良好 的效果， 既满足 了设计 意图， 又便利了现场施工， 同时也节省了工程 费用。 5 具体的施工方法要在成熟经验的基 础上不断 革新。立井施工 大临设备 基础较 多， 若采用常规的木盒子留制， 需要消耗大量 木材， 且定位 困难 。在施 工中采 用废钢管取 代传统的木盒子取得 了很好的效果。 竖井“ 无井架” 施工方案是类似矿山竖井 施工的理想方案。 [ 参考文献 ] [ 1 ] 沈季良等． 建井工程手册[ M】 ． 北京 煤炭工业 出版社 ， 1 9 8 6 ． [ 2 ] 王介 峰等 ． 凿井工 程图册 [ M]北京 煤炭 工韭 出版社， 1 9 8 8 ． [ 3 ] 王平 淮北朱仙庄 精 c 矿主井钢 筋混凝 土井塔 预建整体平移[ J 】 ． 建井技术． 1 9 8 2 ． 1 5 0 52． 维普资讯