董亞寧,葛洪亮,肖松麗,夏 儼
(安徽馬鋼羅河礦業(yè)有限責(zé)任公司 安徽合肥 231500)
羅河鐵礦措施井井口標(biāo)高+44 m,井筒凈直徑5 m,井深615.2 m,井頸段采用鋼筋混凝土支護(hù),井筒基巖段采用350 mm厚C30素混凝土支護(hù)。井筒在-508 m、-530 m、-560 m分別由馬頭門與分層平巷連接,其中-508 m、-530 m水平為單向馬頭門。該井筒2006年9月開(kāi)工,2008年5月竣工,因羅河鐵礦一期500萬(wàn)t/a擴(kuò)能工程需要,現(xiàn)將井筒延深62 m,開(kāi)拓至-620 m水平,延深段井壁采用350 mm厚C30素混凝土支護(hù)。
羅河鐵礦措施井地質(zhì)及水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜。措施井位于礦區(qū)中偏東部位的礦床12勘探線剖面和IV縱剖面,所揭露巖體的穩(wěn)固性為中等穩(wěn)固,局部破碎。在-154 m處通過(guò)F205斷裂,切割距離近22 m左右。該斷層屬于礦區(qū)北西向斷裂組,斷層走向?yàn)镹W310°-320°,傾向NE,傾角60°-80°。
結(jié)合距離措施井最近的ZK1312、ZK132-1、ZK910抽水實(shí)驗(yàn)孔資料分析:
措施井所處的地下水等水位線標(biāo)高為+26 m左右。
措施井所揭穿含水層的頂板標(biāo)高為-300 m,底板標(biāo)高為-450 m左右。
ZK1312鉆孔涌水量為484 m3/晝夜;ZK132-1鉆孔涌水量為500 m3/晝夜。
地下水水質(zhì)類型SO42--Ca2+型水,pH值為6.4-7.8之間,地下水的化學(xué)性質(zhì)對(duì)鋼材及水泥有一定的腐蝕性。
采用短掘短砌混合作業(yè)方式。淺孔光面爆破,掘砌段高3.0 m。
2.1.1 鉆眼爆破
鉆眼選用YT-28式鑿巖機(jī),中心采用楔形掏槽。采用二號(hào)巖石乳化炸藥,非電毫秒延期導(dǎo)爆管雷管,反向進(jìn)行裝藥。起爆方式為塑料導(dǎo)爆管孔內(nèi)毫秒爆破網(wǎng)絡(luò),導(dǎo)爆管雷管配合導(dǎo)爆管引爆,發(fā)爆器起爆,聯(lián)線方式串、并聯(lián)?;鶐r段炮眼布置圖見(jiàn)圖1,爆破參數(shù)表見(jiàn)表1。
圖1 基巖段炮眼布置圖
表1 基巖段爆破參數(shù)表
2.1.2 抓巖排矸
利用HZ-4型中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)抓巖,為便于清底,縮短清底時(shí)間,采用光底爆破技術(shù),爆破后工作面實(shí)底呈鍋底形狀。井上為座鉤式自動(dòng)翻矸,矸石經(jīng)溜槽溜到地面,利用排矸車轉(zhuǎn)運(yùn)至指定地點(diǎn)堆放。
2.1.3 永久支護(hù)
采用金屬組合模板砌壁。單層模板有效高度1 m,采用3層模板組合,一次砌壁高度為3 m,當(dāng)掘進(jìn)段高達(dá)到5m時(shí)(兩次爆破后),即操平工作面,組裝找正模板后澆筑混凝土。
2.1.4 井筒與馬頭門連接處永久支護(hù)
當(dāng)井筒掘進(jìn)至馬頭門上部2 m位置時(shí),施工井筒與馬頭門連接處混凝土,在馬頭門內(nèi)架設(shè)兩架鋼支架,采用木板作為模板,根據(jù)井筒模板及馬頭門巷道尺寸找出連接處相關(guān)線,固定馬頭門內(nèi)木模板;然后組裝找正井筒金屬組合模板,進(jìn)行澆筑混凝土;然后隨井筒下掘,按照上述方式進(jìn)行施工。
2.1.5 工藝流程
安全檢查→施工準(zhǔn)備→全斷面打眼→裝藥、連線→放炮、通風(fēng)→排矸→安全檢查→全斷面打眼→裝藥、連線→放炮、通風(fēng)→安全檢查→找平→穩(wěn)設(shè)鋼模板→澆筑混凝土→排矸。
與井筒相連接的工程主要為-600 m、-620 m馬頭門。馬頭門設(shè)計(jì)為錨網(wǎng)噴支護(hù)形式。即在井筒掘進(jìn)過(guò)程中,按照施工圖紙工程量,適當(dāng)選擇施工段高一并掘出相關(guān)工程全斷面,并把井筒超前掘出一茬炮的距離。當(dāng)井筒掘至馬頭門上部2 m位置時(shí),做好上部井筒的永久支護(hù)工作,然后隨井筒下掘,采用下行分層交叉作業(yè)的施工方法,兩側(cè)交替掘進(jìn),掘進(jìn)矸石排入超前井筒內(nèi),由抓巖機(jī)裝入吊桶提升上井。
井筒掘砌過(guò)程中,涌水來(lái)源主要包括井壁淋水、荒徑巖幫出水以及迎頭涌水。掘砌時(shí)應(yīng)采用防水、截水、排水及堵水等措施進(jìn)行防水治理。
防水:井筒掘砌至含水層3 m-5 m,打探水鉆孔,進(jìn)行排水。當(dāng)涌水量超過(guò)10 m3/h時(shí),進(jìn)行工作面注漿,當(dāng)注漿液強(qiáng)度達(dá)到要求后方可繼續(xù)掘進(jìn)。
截水:針對(duì)少量井壁淋水,安裝截水槽,用塑料軟管將截水槽內(nèi)井壁鄰水導(dǎo)至井底排出。
排水:針對(duì)少量井筒涌水,用風(fēng)動(dòng)隔膜泵直接排至吊桶內(nèi)提升至措施井井筒外,或排入吊盤水箱中再用排水泵排至-560 m。
堵水:對(duì)井壁出水點(diǎn)采用吊盤進(jìn)行注漿封堵。井筒落底后,若井筒涌水量大于6 m3/h,進(jìn)行一次全井筒壁后注漿(注漿長(zhǎng)度為62 m)。
采用短掘短砌混合作業(yè)方式,掘砌段高3.0 m,淺孔光面爆破效果好,井筒延伸掘砌效率高。
防水、截水、排水及堵水等防治水措施合理,可確保井筒安全掘砌。