礦山斜井施工方案

斜井施工斜井是礦山的主要井巷之一.斜井與豎井一樣，按用途分為：主斜井，特地提升礦石;副斜井,提升肝石、升降人員和器材;混合井,兼主、副井功能;風井,通風和兼作安全出口.斜井按提升容器又可分為膠帶運輸機斜井、箕斗提升斜井和串車提升斜井?％種提升方式所能適應的斜4-1選取.1-1斜井井筒適用范用提 升 方 式 井 筒 傾 角膠帶運輸機

15°?20?Jtlλ25”20??30”35?11S°斜井傾角是斜井的一個主要參數(shù),在斜井全長范用內應保持不變,否則會給提升或運輸帶來不利影響?不但設計時應如此,施工時尤應力求做到坡度根本不變.斜井上接地面工業(yè)廣場，下連各開拓水平巷道,是礦井生產(chǎn)的咽喉.斜井可分為井口構造、井身構造和井底構造三局部.4.1 斜井井筒斷面布置斜井井筒斷而外形和支護形式的選擇與平巷根本一樣，但斜井是礦井的主要出口，效勞年限長,因此斜井斷面外形多承受拱形斷面,用混凝上支護或噴錨支護?與平巷一樣之外,還應考慮以下各點：井筒內提升設備之間及設備與管路、電纜,側壁之間的間隙,必需保證提升的安全,同時還應考慮到升降最大設備的可能性?有利于生產(chǎn)期間井筒的維護、檢修、淸掃及人員通行的安全與便利.在提升容器發(fā)生掉道或跑車時,對井內的各種管線或其它設備的破壞應減到最低限度?串車斜井一般為進風井(個別也有作回風井的)，井簡斷面要滿足通風要求.串車斜井井筒斷面布置通常斷而內有軌道、人行逍、管路和水溝等?無論單線或雙線,人行道、管路和水溝的相對位置分為以下4-1所示.4.1.1.1管路和水溝布置在人行道一側4-Ia所示.4-1串吃斜井井筒斷面布宜方式A—礦車寬度：C一非人行道側寬度：D—人行道側寬度4.1.1.2管路和水溝布置在非人行道一側這種狀況下管路靠近軌道，簡潔被跑車或掉道車所砸壞,但出入躲避嗣安全便利?如圖4Tb所示.4.1.1.3管路和水溝分開布置，管路設在人行道側.4-Ia4-1C所示.4.1.1.4管路和水溝分開布置，管路設在非人行道一側這種布方式與圖4-lb相像,但人行道側寬度應適當加寬,如圖4-ld所示.考慮到可能需要擴大生產(chǎn)和輸送大型設備,現(xiàn)場常承受后兩種布宜方式,苴缺點是工程疑有所增大.串車斜井難免可能發(fā)生掉道或跑車事故,故設計時應盡量不將管路和電纜設在串車提升的井筒中，尤其是提升頻繁的主井,更應避開.近年來,有些礦山利用鉆孔將管路和電纜直接引到井下.當斜井內不設管路時,斷而布置與上述根本相像,水溝可布置在任何一側,但多數(shù)設在非人行道側箕斗斜井井筒斷面布置箕斗斜井為出礦通道,一般不設管路〔灑水管除外〕和電纜,因而斷面布置很簡潔,通常將人行道與水溝設于同側.《安全規(guī)程》規(guī)泄箕斗斜井井簡制止進風,故其斷而尺寸主要以箕斗的合理布置〔尺寸〕為主要4-2所示.箕斗容積/米fiiΛβ箕斗容積/米fiiΛβ/千外形尺寸/米米適用傾角/?AcN軌距/米卸我自矽千克3.7470506130155017401200前卸32003克長寬門米1∕Λ1.53190?1525171112S020900曲卸ISIO2.5396S110612S030-3565.71100后卸29003.560003S70IOlOIIOO20—4073.51200后卸4050膠帶機斜井井筒斷面布潼依據(jù)膠帶機、人行道和檢修道的相對位置，其斷面布置有三種方式〔圖4-2〕.2膠帶機斜井井筒斷血布宜型式a—人行道在中部:2膠帶機斜井井筒斷血布宜型式a—人行道在中部:b—檢修道在中部:C一膠帶機在中部A、F-IS升設備至井幫的距離:B—膠帶機寬度:C一人行道寬度:D—礦車寬度：E—人行道在邊側時兩撮升設備的〔UJSi4.4.1.4斜井斷面尺寸確定斜井斷而尺寸主要依據(jù)井筒提升設備、管路和水溝的布置，以及通風等需要來確左.300米米,如將水溝和管路設在非人行道側,其寬度還要相應增加.雙鉤串車提升時,兩設備之間的間隙不應小于300米米.人行道的寬度不小于700米米，同時應修建躲避嗣.假設管路設在人行道側，要相應增大其寬度?1.2米,人行道的垂直高度不小于1?8米,車道與人行道之間應設巻結實的隔墻.1.0米,長度不小于一組人1.5?2.5倍.提升設備的寬度，應按設備最大寬度考慮,故設人車的井簡，應按人車寬度打算.在斜井井筒斷面布置形式及上述尺寸確左后，就可以按平巷斷面尺寸確左的方法來確從斜井斷而尺寸.4.2 斜井井筒內部設施依據(jù)斜井井筒用途和生產(chǎn)的要求,通常在井筒內設有軌道、水溝、人行道、躲避爾、管路和電纜等?由于斜井具有一立的傾角，因而無論軌道、人行道、水溝等的敷設均與平巷有別.4.2.1水溝斜井水溝坡度與斜井傾角一樣,斷而尺寸參照平巷水溝斷而尺寸選取?通常它比平巷水溝斷面小得多,但水溝內水流速度很大,因此斜井水溝一般都用混凝上澆灌.假設效勞年限很短,圍巖較好,井筒根本無涌水,也可不設水溝.斜井水溝除有縱向水溝外,在含水層下方、膠帶機斜井的接頭嗣室下方以及井底車場與井筒連接處四周,應設橫向水溝?總之斜井整個底板不允許作為礦井排水的通道,相反，斜井中的水應逐段截住,引往礦井排水系統(tǒng)內.4.2.2人行道4-3選30°左右時，需要設宜扶手.扶手材料常用鋼管或塑料管制作,位置應選在人行道一側,距斜井80?100XX,900米米左右處.有的斜井井筒利用水溝蓋板作為人行臺階,既可使井簡斷面布置緊湊,削減井筒工程S,又肖省材料?利用4-34-3a施工簡潔，臺階穩(wěn)左，效果較好,但混凝丄消耗量多；4-3b混凝土消耗疑較少,但施工較簡單，預制蓋板易活動.4-3斜井臺階尺寸〔米米｝臺盼尺寸/米米斜井坡度/16202530臺階高度120110160ISO臺階寬度1203S5310310臺階橫向長度6006006006004-3斜井行人臺階示意圖a—獨制伶階斜蓋板:b—預制臺階平蓋板4.2.3躲避嗣〔提升間隙檢査、修理?為保證檢修人員安全，又不影響生產(chǎn)，只好在斜井井筒內每隔一段距離設宜躲避碉.30?501?0?1.51.6?1.81.0?1.2米,位巻設于人行道一側，以便人員出入便利.4.2.4管路和電纜敷設對生產(chǎn)影響要小.電纜和管路的鋪設要求與平巷一樣.當斜井傾角小、長度大時,為節(jié)約電纜和管路,有的礦井承受垂直鉆孔直接送至井下.這時應對地面廠房、管線等相應地做出全而規(guī)劃.4.2.5軌道鋪設斜井軌逍鋪設的突出特點是要考慮防滑措施?這是由于礦車或箕斗運行時,迫使軌道4底梁固定枕木法4-5鋼軌固定枕木法1一鋼軌;2—特制魚尾板:3—憂木:46底梁固定軌道法1沿傾斜方向產(chǎn)生很大的下滑力，苴大小與提升速度、提升量、道床構造、線路質量、底板巖石性質、井內涌水和斜井傾角等親熱相關,其中主要因素是斜井傾角?通常當傾角大于20°時,軌道必需實行30?50米,在井筒底板上設一混凝土4-44-7所示.A—A4.3 斜井掘砌斜井井筒是傾斜巷道，其施工方法，當傾角較小時與平巷掘砌根本一樣，45°類似?本節(jié)重點僅表達斜井井筒的施工特點.4.3.1斜井井頸施工斜井井頸是指地面岀口處井壁需加厚的一段井筒，由加厚井壁與壁座組成，如圖4-8所示.〔沖積層〕中的斜井井頸,從井口至基巖層內3?5米應承受耐火材料支護并露岀地而,井口標高1.0米以上,井頸內應設結實的金屬防火門或防爆門以及人員的安全出口通逍.通常安全出口通道也兼作管路、電纜、通風逍或曖風道.在井口四周應修建排水溝,防止地而水流入井筒.為了使工作人員、機械設備不受氣候影響,在井頸上可建井棚、疋廊和井樓.通常井口建筑物與構筑物的根底不要與井頸相連.31-8斜井井頸構造3i一人行河：2—安全通道:3—防火門：4一排水溝：5—壁座:6—井安井頸的施工方法依據(jù)斜井井筒的傾角、地形和巖層的賦存狀況而迫.4.3.1.1在山岳地帶施工當斜井井口位于山岳地帶的堅硬巖層中，有自然的山崗及崖頭可以利用時，此時只需進展一些簡潔的場地整理后即可進展井頸的掘進?在這種狀況下,井頸施工比較簡潔,井口前的露天工程最小圖卜9山岳地帶斜井井頸4-9所示?斜井的門臉必需用混凝上或堅硬右材砌筑,并需在門臉頂部修建排水溝，以防雨季和汛期山洪水涌入井筒內，影響施工,危害安全.4.3.1.2在平坦地帶施工AA圖「10直壁井口坑開挖法示意圖圖斜壁井口坑開挖法示總圖當斜井井口位于較平坦地帶時,此時表上層較厚,穩(wěn)泄性較差,頂板不易維護.為了安全施工和保證掘砌質量,井頸施工時需要挖井口坑,待永久支護砌筑完成后再將表土回填i正施工安全及削減上方工程量有著直接的影響.井口坑幾何外形及尺寸主要取決于表上的穩(wěn)立程度及斜井傾角?斜井傾角越小，井筒穿過表上段距離越大，則所需井口坑上方疑越多；反之越小?同時還要依據(jù)表土層的涌水量和地下水位及施工速度等因素綜合確定.直壁井口坑〔4-10〕,用于表土層薄或表土層雖厚但土層穩(wěn)定的狀況;斜壁井口坑〔4-11〕用于表土不穩(wěn)泄的狀況.斜井基巖掘砌斜井基巖施工方式、方法及施工工藝流程根本與平巷一樣,但由于斜井具有一泄的傾角，因此具有某些特點,如選擇裝巖機時,必需適應斜井的傾角;承受軌道運輸,必需設有提升設備，以及提升設備運行過程中的防止跑車安全設施;因向下掘進，工作而常常積水,必需設有排水設備等?此外，當斜井〔或下山〕的傾角大45°時,其施工特點與豎井施工方法相近似.4.3.2.1裝巖工作4-12耙斗機在斜井工作血布豐示意圖1一絞車繩簡:2—人軸軸承:3-?操縱連桿:4一升降綾桿：5—進肝導向門：6—人卡道器：7—托粱支掙：8—后導繩輪：9一主繩〔W:IO-照明燈：11一副繩〔輕祓〕：12—耙斗：13—導向輪;14一鐵楔：15—溜楙:16—箕斗60%70%.4-12所示.4米時，可采用兩臺耙斗機,其簸箕口應前后錯開布置.耙斗裝巖機具有裝巖效率高,構造簡潔,加工制造簡潔,便于修理等優(yōu)點?近幾年來我國制造的幾個斜井快速施工紀錄，無一例外都是使用的耙斗裝巖機?但它仍有很多缺點,需進一步完善和提髙.正裝側卸式鏟斗裝巖機,與一般后卸式鏟斗裝巖機相比,其卸載髙度適中,如載距離短,裝巖效率高,動力消耗少.4.3.2.2提升工作礦車或箕斗提升方式的較多.箕斗與礦車比較,前者具有裝載高度低,提升連接裝置安全牢靠,卸載快速便利等優(yōu)點?尤其是使用大容量〔4t〕箕斗,可有效地增加提升量,協(xié)作機械裝巖,更能提髙出巖效率.200米以內時,可承受礦車提升，以簡化井口的臨時設施.斜井掘進時的礦車提升,常為單車或雙車提升.我國在斜井施工中常把耙斗機與箕斗提升配套使用.箕斗有三種類型:前卸式、無卸載輪前卸式、后卸式等.4-132米”前押式箕斗構造圖1一斗箱；2—牽引框;3—卸敎輪:4一行走輪：5—活動門;6—轉動軸框：7—斗箱底盤,A—空箕斗車心:B-車箕斗車心前卸式箕斗及英卸載方式4-13123、行45625與牽引框釧接成一個整體.14-142,箕斗后輪被抬起脫離原運行軌面,使箕斗箱前傾而卸載.4-14前卸式箕斗卸載示總圖1一標準軌：2—寬軌前卸式箕斗構造簡潔,卸載距離短,箕斗容積大,并可提升泥水?但標準箕斗的牽引框較大,斗箱易變形,卸載時簡潔卡住和不穩(wěn)定.無卸載輪前卸式箕斗及其卸載4-1551°正常運行軌道?兩者相比，由于去掉了卸載輪,可以避開運行中發(fā)生碰撞管線、設備和人員事故,擴大了箕斗的500米米左右,所以除要求司機有嫻熟的操作技術外,絞車要有牢靠的行程指示裝置,或者在導軌上設置過卷開關.斜井提升容器、鋼絲繩、絞車的選擇根本上與豎井一樣,所區(qū)分的是多一個提升傾角，這里不再表達.4-15I-Itt轉架：2—箕斗；3—舉引框架：4一導向架4.3.2.3斜井中安全設施人身安全事故?為此必需針對造成跑車的緣由，實行行之有效的措施，以便確保安全施工.井口預防跑車安全措施由于提升鋼絲繩不斷磨損、銹蝕,使鋼絲繩斷而而積削減，在長期變荷載作用下，會產(chǎn)生疲乏破壞；由于操作或急剎車造成沖擊荷載，可能釀成斷繩跑車事故?為此要嚴格按規(guī)泄使用鋼絲繩,常常上油防銹,地滾安設齊全,建立左期檢查制度.鋼絲繩連接卡滑脫或軌道鋪設質量差,串車之間插銷不合格,運行中因車輛顛簸等都可能造成脫鉤跑車事故?為此,應當使用符合要求的插銷,提高鋪軌質量,承受繩套連接.4-16所示.這種阻車器設于井口，礦車只能單方向上提，只有用腳踩下踏板后才可向下行駛?井內阻擋已跑車的安全措施20?40150米米的鋼管為25米米的圓鋼編成簾形，手拉懸吊鋼絲繩將簾上提,礦車可以通過;放松懸吊繩,簾4-17所示.4-18所示,它的一端有配重，另一端通過鋼繩經(jīng)滑輪上提.當提升礦車需要通過此阻車器時，用人工拉起阻車器，讓礦車通過,之后借自重落下；當5米處,當10?15米時又移動一次.4-19所示.它是在斜井斷面上部安裝一根橫梁3,1900米米,提升100?2001后,搖擺幅度不大,觸不到框架上橫桿2;-H發(fā)生跑車事故,脫鉤的提升容器碰撞搖擺桿后，可將通過牽引繩4和擋車鋼軌62翻開,8號鐵線失去拉力,擋車鋼軌一端快速落下,起到防止跑車的作用.發(fā)揮它們的保安作用.4-16井口逆止阻午器1H；2-JS

4-17鋼絲繩擋午簾1一懸用縄：2—立柱;3—錨桿式用環(huán),1一滑輪；2—可伸縮橫梁;3—平衡錘：4一立柱：5—擋車器;6—配蚩圖「19懸吊式自動擋牟器I-IX動桿:2—橫桿:3—ISIHf架：4-8號鐵統(tǒng);5—導向滑輪:6—描車鋼軌；7—棧梁上述幾種安全擋車裝置,按其作用來說,或為預防提升容器跑人井內，或為阻擋已跑入井內的提升容器連續(xù)闖入工作而，因此它們都是必需的，防患于萬一的，但更主要的是應當千方百計不使礦車或箕斗發(fā)生跑車事故?所以在組織斜井施工時,首先要嚴格操作規(guī)程,嚴禁違章作業(yè),提髙安全責任感,加強對設備、鋼絲繩及掛鉤等連接裝置的維護檢修,避開跑車事故的發(fā)生，以確保斜井的安全施工.4.3.2.4斜井排水斜井掘進時,工作而在下方，當井筒中有涌水時，多集中到工作面?工作面有了水就會嚴峻地彫響鑿巖爆破和裝巖工作，使井筒的掘進速度顯著下降?因此,必需針對水的來源和大小,實行不同的治理措施：避.井簡位置的選擇要盡可能避開含水層.防.為了防止地表水流入或滲入井筒,設計時必需使井口標髙髙于最大洪水位，并在井口四周挖掘環(huán)形排水溝,準時排水.堵.在過含水層時,可以實行工作面預注漿；如覺察已砌壁滲水時，可以承受壁后注漿封堵涌水.1015米挖一道橫向水溝,將水截住,引入縱向水溝中,集合井底排出.排.工作面的積水需要依據(jù)水疑的大小實行不同的排水方式.5米”/h時,利用風動潛水泵將水排到提升容器內，隨巖石一起排出井外.水力噴射泵排水.當工作而水量超過5米=7h時,可以承受噴射泵做中間轉水工具,削減臥泵移動次數(shù)?圖4-20為噴射泵排水時的工作面布置圖?噴射泵由噴嘴、混合室、吸人室,集中室、高壓供水管和排水管組成.噴射泵的工作原理是：由原動泵供給的高壓水(噴射泵的能量來源)進入噴射泵的噴嘴,形成髙速射流進入混合室,帶走空氣形成貞?空，工作而積水即可借助壓力差沿吸水管流入混合室中?于是吸入水和髙壓水流4-所示.4-20噴射泵排水工作面布宜圖1一原動泵兼水倉排水泵;2—主排水管：3—高壓排水管：4一噴射泵排水管：5—雙唄嘴噴射泵：6—伸縮管：7-?伸縮管法蘭盤:3-?吸水軟管:9一塡料:10-水倉水≡ixl0^07l水≡ixl0^07l4-21噴射泵構造圖孩一單嘴啖射泵:b—雙嘴噴射泵噴射泵本身無運轉部件,工作牢靠,構造簡潔,體枳小,制作安裝及更換便利,又可以排泥砂積水,所以現(xiàn)20?2550米左右,所以只能做中間排水之用.20?30米”∕h時，則需在工作而直接設離心水泵排水?排水設備4-224-23所示.4-22水泵臺午匸作狀況示意圖64-23某鐵礦排水示意圖I-JBQ2—IOJf?水泵；2—排水管：3—礦車代用水箱-l-S0D12x9臥泵及臺車；5—浮放道岔:6-1165中段固定泵站：7—排水管4.3.2.5斜井支護45°45°時與平巷基本一樣?但因斜井有一左的傾角，要留意支護構造的穩(wěn)立性?常用斜井永久支護有現(xiàn)澆混凝土和噴射混凝土兩種,料石支護已不多見.斜井快速施工實例4-24某礦主斜井掘進機械化設備配套示意圖1—YT-28型鑿巖機:2—P120B型耙斗機:3-XQJ-S?箕斗：4—ZG-40型肝石住:5—KB212-S?∏卸式汽車:6JK-3/20型提升機⑴工程槪況?某礦主斜井為膠帶輸送機斜井,設計斷而為半圓拱形,錨噴支護,凈斷而為12.34米［掘15.05米［16°960米.圍巖以粗砂巖、中細砂巖為主，/6?10,5?10米”∕h.排肝?實現(xiàn)了噴射混凝上遠距離管路輸料，19916376.2825.5米的4-24所示.施工工藝：700?800米米.操作人員執(zhí)行五泄〔人、鉆、位、眼、時〕、兩?！舶惭?、修鉆〕負責制.另加中心眼.3JK—31臺掌握腰線,便于水溝砌筑.620個左6臺鑿巖機,3臺用短釬、3臺用長釬相互交替套打錨桿眼、邊打安裝錨桿,而后在打炮眼時將拱部兩側錨桿補齊.20?25in10in左右吹散炮煙.P120B1.2米”其生產(chǎn)率平巷為120?180米”∕h,25°70?120米”∕h,50062570°?當箕斗運行時，利用間97米”∕h.XQJ—8815002415?20米設一地滾.箕斗體積、長度較大但裝滿率較低，因此要求裝巖司機、信號工、提升機司機嚴密協(xié)作,4.6in150044.5米”∕h;90039.9米”∕h.ZG-404030米棧橋為整體構造,設汁為鋼構造裝配式?肝石倉28t0.5-18次/h的排