前言
CENGIZ集团公司ETI铜矿井筒位置土耳其屈雷镇西北,由我项目部承建立井井筒及相关硐室掘砌工程,目前即将转入+230m水平马头门及胶带巷的施工,为加快工程进度、降低成本、提高工程质量,有计划合理地组织劳动力、资金、设备及材料,特编制本安全施工技术措施。
一、工程概况
1、+230m水平马头门
+230m水平马头门方位角为106ο56′2″,马头门中心线偏移井筒中心线750mm。施工长度为20m,直墙三心拱,净高×净宽=5000×5000㎜,支护厚度500mm,铺底厚度400mm,掘进断面为32.67㎡,净断面为23.23㎡,双层钢筋混凝土支护。马头门内设有摇台坑,摇台坑中线偏移井筒中心线1475mm,施工长度1.7m,净高×净宽=2000×1950㎜,支护厚度400mm,铺底厚度400mm,素混凝土支护。
2、+230m水平液压站硐室
马头门左帮与井筒交接处施工液压站硐室,方位角为16ο56′2″,液压站硐室中线偏移井筒中心线3030mm。施工长度7.5m,直墙三心拱,净高×净宽=3000×5000㎜,支护厚度500mm,铺底厚度400mm,掘进断面为23.08㎡,净断面为15.23㎡,双层钢筋混凝土支护。液压站硐室内设有摇台坑,摇台坑中线与井筒液压站硐室夹角58ο00′00″,施工长度2.3m,净高×净宽=2000×1400㎜,支护厚度400mm,铺底厚度400mm,素混凝土支护。
3、+230m水平胶带巷
+230m水平胶带巷方位角为286ο56′2″,胶带巷中心线偏移井筒中心线500mm,直墙三心拱,断面由F-F大断面变为G-G小断面。胶带巷开口F-F断面施工长度为3.3m,净高×净宽=6400×8200mm,掘进断面为60.91㎡,净断面为47.73㎡。F-F断面内设有预留坑,井筒中心线即为预留坑中心线,预留坑施工长度1.6m,净高×净宽=2500×5400㎜,支护厚度500mm,铺底厚度400mm。G-G断面施工长度为20m,净高×净宽=5500×5000㎜,掘进断面为35.68㎡,净断面为25.73㎡。胶带巷及预留坑均为双层钢筋混凝土支护。
马头门、液压站硐室、胶带巷及预留坑均采用双层钢筋混凝土作为永久支护,双层钢筋砼设计强度C25,永久支护壁厚500mm,铺底厚度400mm。环筋、竖筋均采用¢18螺纹钢,内、外环筋间排距均为300×300mm,联系筋采用¢10螺纹钢现场加工,间距600×600mm。钢筋绑扎要求横平竖直,钢筋搭接长度为900mm(按50d计算,d为钢筋直径),采用18#铁丝绑扎,钢筋的保护层均为50㎜。
附图1:+230m水平马头门及胶带巷掘砌图
附图2:+230m水平马头门及胶带巷配筋图
附图3:+230m水平马头门及胶带巷摇台及梁窝图
施工马头门及胶带巷时,将使用锚网喷作为临时支护。喷射混凝土厚度为100mm,拱部锚杆采用Φ18的树脂锚杆,L=2000㎜,间排距1000×1000㎜,允许误差±100mm,呈矩形布置,每根锚杆安装2块树脂药卷端头锚固,药卷型号分别为K2350一卷,Z2360一卷;墙部锚杆采用Φ41的管缝锚杆,L=2500㎜,间排距1000×1000㎜,允许误差±100mm,呈矩形布置;钢筋网采用Ф6.5圆钢焊接而成,网格100×100㎜,网片规格为2000×1000mm。喷射砼强度等级为C20。
二、井筒地质概况
根据CENGIZ集团公司ETI铜矿井筒地质柱状图可知:本井筒从井口至700m井深段主要为变质的玄武岩,伴随一些绿泥石、硅酸盐、石英石、阳起石、透闪石等;700m井深以下段主要为粘土岩、伊利岩、高岭岩等。以上所介绍岩石均为中等硬度的岩石,应采取措施探明地质及水文地质条件。
三、施工方案
根据目前人员组成、施工技术、设备配置状况、马头门及胶带巷的跨度及围岩情况,从安全施工角度出发,经项目部研究决定施工方案如下:
+230m水平马头门、胶带巷开口处与井筒同时施工,井筒施工至胶带巷净顶板上1米处,便停止浇注混凝土。向下掘进采用短掘短支的施工方法,即井筒每掘进2m进行一次锚网喷临时支护,井筒暂不浇筑砼。
首先,井筒下掘至马头门及胶带巷毛底板后,停止井筒继续向下掘进,将马头门、胶带巷分别掘出5m、4m,液压硐室全部掘出并临时支护好,与该段井筒同时绑扎钢筋,浇筑混凝土直至与上段井壁合茬;其次,马头门剩余巷道掘进并浇筑;第三,胶带巷剩余巷道掘进并浇筑;最后,预留坑、2个摇台坑掘进,与巷道铺底同时浇筑。
四、施工工艺
1、施工顺序:
第一步:井筒掘至+237.4m停止浇注混凝土,采用短掘短支的施工方法掘至马头门及胶带巷拱基线位置→→打马头门及胶带巷拱部眼→→井筒继续下掘至马头门及胶带巷底板→→打下部眼→→放全迎头炮→→拱部临时支护→→打拱部眼→→出矸→→打下部眼,将马头门掘出5m及胶带巷掘出4m并支护好→→液压站硐室开门掘出并临时支护,掘进到位→→马头门、胶带巷及液压站硐室底板一次找平→→马头门、胶带巷、液压站硐室与井筒同时绑扎墙部钢筋→→马头门、胶带巷、液压站硐室稳碹股→→浇筑砼→→模板上提与上段井筒井壁合茬;
第二步:马头门剩余巷道掘进临时支护到位→→马头门绑扎墙部钢筋→→马头门稳碹股→→马头门浇筑砼;
第三步:胶带巷剩余巷道掘进临时支护到位→→胶带巷绑扎墙部钢筋→→胶带巷稳碹股→→胶带巷浇筑砼;
第四步:井筒继续下掘,将预留坑及2个摇台坑掘进够设计尺寸→→绑扎井筒、预留坑、马头门及胶带巷底板钢筋→→稳好预留坑及摇台坑模板,与井筒及巷道铺底同时浇筑→→井筒正常向下掘进。
2、掘进
(1)打眼
采用钻爆法施工,应用光面、光底、减震、弱冲、浅眼爆破技术。打眼用YT28凿岩机,2500mm中空六角合金钢钎杆,Φ42“一”字型钻头。炮眼深度:掏槽眼2.2m,辅助眼和周边眼2m。打眼前技术人员下放马头门、胶带巷及液压站硐室中线,根据标高点,按照炮眼布置图画好轮廓线方可打眼。炮眼布置图及爆破参数表见附图,马头门、胶带巷、液压站硐室与井筒连接处的上部、下部井筒掘进参照基岩段井筒掘进。
(2)装药放炮
打完眼后将工具提升至地面,扫净炮眼中水和岩粉后方可装药,装药采用正向装药。采用水胶炸药,药卷直径35 mm长250 mm,重0.2kg/卷,雷管为3.0m脚线铜矿专用气雷管,段别分别按1、2、3、4、5段使用,利用一发电雷管作为起爆雷管。装药时用炮泥封孔,封孔长度必须符合规定。装药后进行联线,联线方式为大串联,在地面使用专用高频起爆器。装药及联线时必须切断井下电源。联线结束后吊盘起至距迎头35m以上,人员升井后到地面50m外安全距离处,打开井盖门后即可开启放炮器放炮。
马头门、胶带巷、液压站硐室与井筒连接处放炮:
马头门、胶带巷与井筒连接处自上向下打完眼后,为防止破坏围岩的稳定性,装药时周边眼暂不装药,待放炮后视情况,采用隔眼装药、放小炮的方式掘进或用风镐刷帮。装药时严格控制装药量,以防破坏围岩。该段掘出后及时进行锚网喷支护,封闭围岩,防止风化。
为保证井筒周围围岩稳定,确保安全施工。先将马头门、胶带巷掘进到位,并临时支护好后,再将液压站硐室拨门掘进,放炮方法同马头门、胶带巷与井筒连接处放炮方法。
附图4:爆破图表
(3)装岩排矸
放完炮后通风30分钟,经气体检查员检测井下是否含有有害气体后,人员方可下井清理净吊盘即可落吊盘,落到出矸高度后调平并固定好吊盘进行出矸。巷道施工时装岩采用耙矸机、挖掘机配合HZ-6型中心回转抓岩机装岩。提升容器为4m3座钩式吊桶。矸石经吊桶提升到倒矸台后,采用座钩式自动翻矸,矸石经溜槽直接落地,然后定时采用装载机配合自卸式汽车运到业主指定地点。
3、支护
(1)锚网喷临时支护
放炮后,观察围岩情况,若围岩比较破碎,防止围岩风化脱落,必须先素喷50mm厚的混凝土,打护顶锚杆,将锚杆盖板上紧暂不挂网,待拱部锚杆打好后整体挂网支护,并进行二次喷浆支护,喷浆厚度50mm。
①打锚杆眼
打眼前,首先按照中线严格检查断面规格,不符合设计尺寸时须先进行处理;打眼前要先敲帮问顶,仔细检查顶帮围岩情况,找掉活矸、危岩,确认安全后、方可开始工作,锚杆眼采用7655气腿式凿岩机进行打眼,拱部采用φ28mm“一”字型钎头,帮部采用φ40mm“一”字型钎头,中空六角钢钎杆,锚杆眼的位置要准确,眼位误差不得超过100mm,锚杆方向与井巷轮廓线切线方向≥75°。锚杆眼打好后,应将眼内的岩渣、积水清理干净。打眼的顺序,应由上向下的顺序依次进行。
②安装锚杆
安装前,应将眼孔内的积水、岩粉用压风吹扫干净。吹扫时,操作人员应站在孔口一侧,眼孔方向不得有人。拱部把2支树脂锚固剂送入眼底,把锚杆插入锚杆眼内,使锚杆顶住树脂锚固剂,外端头套上螺帽,用带有专用套筒的风马达卡住螺帽,开动风马达,使风马达带动杆体旋转将锚杆旋入树脂锚固剂,对锚固剂进行搅拌,直至锚杆达到设计深度,待凝30秒后方可撤去风马达,搅拌旋转时间为30秒,卸下螺帽,上好托盘,拧上螺帽力矩大于100N?m,确保盖板紧贴岩面;帮部扫眼后利用7655气腿式凿岩机将管缝锚杆直接打入,确保盖板紧贴岩面。锚杆构件齐全,紧固有力,锚固力≥50KN。托盘规格为正方形,规格长×宽=150×150mm,用厚δ=10mm的钢板压制成盘形。
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