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    解决四采区主井竖井井筒受压形变的方案

    时间:2022-08-18 10:40:05 来源:千叶帆 本文已影响


      摘 要:怡盛元矿四采区主井原支护方式为钢木支护,支护间距1m,由于地表土层较厚,加上为原先收购怡盛元矿下掘的竖井,在井筒支护上投入过小,2018年4月2日井筒出现突然的形变,导致井筒装备变形,提升系统停止运行。
      关键词:钢木支护;井筒变形;井筒装备;
      一、事故背景
      新巴尔虎右旗荣达矿业有限责任公司于2011年收购怡盛元矿业,四采区地表明井于2008年下掘,井筒规格2200*2400,2013年对井壁进行了120m的刷帮处理后变为2200*3400,由于当时是私人老板开采,安全投入较少,在井筒支护上采用最为简陋的钢木支护,且0-30m为土层,30-50m之间为风化岩,导致2018年4月3日井筒出现突然的形变,受形变的部位在竖井6m-30m段的东侧和北侧,4月3日下井前罐笼还能勉强下行,但是目测明显变形距离20m,井筒装备变形主要在24m处,形变自上而下依次增大,导致井筒装备变形,当天晚上现场分析产生形变的原因主要有以下五个方面的原因,其一、支护方式过于简单,用14槽钢支护四周,木板别帮,在2013年在木板上挂网喷浆,多年的运行,导致别帮木板腐蚀,地表浮土层低压越来越大;其二2017年冬季雪大,该井处于风口积雪较厚,三月下旬气温较高,化冰产生的水大量渗透至土层,三月底气温突然降低至零下十几度,土层水结冰膨胀,导致地压进一步扩大;其三、该矿井2017年在180中段、210中段进行了空场采矿,且该井岩石主要为碳质板岩,该岩性不稳定,采场出空后,采场目前已经落满,加大了地表井筒的地压;其四、2013年刷帮后井筒断面为2200*3400,井筒形状受力不好;其五、2013年对地表进行了井口井字梁的浇筑,挖掘土层6m深,后用土回填,破坏了土层。
      二、处置方案
      四采区主井现在采矿标高为268,采矿证标高为278,为长远技改考虑,已经不考虑四采区主井深部下掘,上部资源现阶段主要是回采和平行矿体采矿,服务年限只需1-2年,考虑到混凝土铸壁的施工周期和造价,采用钢支护后维持2年的生产。
      2.1临时措施
      4月4日开始进行临时措施的加工及安装,现场安装了三台稳车,其中二台用于下放吊盘,一台用于井盖门开闭,现场制作一个可以折叠工作平台的双层吊盘,并安装好工作吊盘,并拆除罐笼。
      2.2临时加固
      由于事故突然,怡盛元库存支护钢材不够,现采购需要四天才能到货,4月4日上午,罐道变形更加严重,罐笼已经无法完成下放,必须对井壁进行临时加固处置,防止井筒進一步形变,将井筒6m-30m用25a工字钢南北方向、东西方向分别支撑,加固在罐道梁上,此项工作已于4月5日下午完毕,处理后无明显形变增大迹象。
      2.3封闭井筒
      为防止拆除支护后井壁浮渣掉入井底造成清理井底影响工期,在一中段用型钢加原木制作了一个封闭平台,4根25a工字钢拆入原来马头门二侧,上面铺设一层d6花纹钢板,原木垂直于工字钢铺设在花纹钢板上,用于缓冲。
      2.4拆除井筒装备
      拆除地表至50m处原有安装的梯子间、罐道、西边罐道梁,保留东面罐道梁,防止井筒的东面和北面形变,当层支护时拆除当层罐道梁。
      2.5钢梁支护
      拆除作业开始后,自上而下作业,先拆开1-2块木板拆看井壁土层情况后继续进行作业,如发现土层不稳定、土层解冻呈流质必须停止作业,如土层稳定继续拆除当前一层的支护,拆除完毕后按照施工图纸进行施工,先拆除东侧罐道梁,然后拆除一层钢木支护,拆除完毕后,清理井壁浮渣,安装四角角钢1(∠100*100*10),然后安装一圈工字钢2和3(I16a),然后安装四周槽钢5和6([20a),最后安装加固竖梁4(I16a),最后在最顶上一层预留的浇灌孔进行混凝土充填,依照以上工序循环进行,直道岩层,拆除过程中必须切断井筒电源,施工电源线由井口重新下放,吊盘下放时必须收好折叠平台,待下放至作业地点后方能打开折叠平。
      2.6、井筒装备安装
      井筒装备自上而下安装,安装层间距为4240,罐道梁安装在支护的工资钢上,先安装二根罐道梁4(I25a),吊装四根钢线找正,用水平尺找平,然后安装1罐道板(d10*400*400),罐道板制作加工时一块安装在罐道梁上,一块安装在罐道上,安装罐道2(口140*140*10),安装完毕后用4根M20*60的螺栓固定,双面配平垫和配双螺母,安装梯子梁7和8([14a),安装花纹钢板6(d6),最后安装4格栅(∠40*4+φ4钢网,网目60*60)和梯子5(∠50*5+∠40*4)。
      2.7清理浮渣
      将井口门关严后,工人从四采区副井120中段安全通道进入作业现场,将掉下的浮渣用推车运送至废弃斗川,用耙矿绞车进行堆存作业。
      2.8拆除临时措施
      将吊盘提升至井口后整体拆除、拆除稳车和井盖门,吊盘和井盖门运送至矿部制定堆料场后,进行解体,长料继续使用,短料做废旧物资处理,稳车运送到矿部设备堆场封存。
      三、推广方向
      目前虽然此方式不是较为先进的支护方式,但是中小型矿山还是得到了较多的应用,优势主要体现在周期短,投入资金较少,投入设备设施少,尤其是在老系统中的应用,目前中小型矿山老系统面临着服务时间较长,井筒条件较差,井筒规格小,尤其是方井滑模的应用还不成熟,断面小,机械化施工难度较大,混凝土铸壁难度大,投入高。
      参考文献
      [1] 本书编委会.矿山采矿设计手册矿山机械篇上卷.中国矿业大学出版社,2006.04:357-636.
      [2] 本书编委会.矿山采矿设计手册矿山机械篇下卷.中国矿业大学出版社,2006.04:637-769.
      作者简介
      黄磊,1987年11月25,男,汉族,湖南益阳,本科,华中农业大学,助理工程师,矿山机械。
      (作者单位:1、云南驰宏锌锗股份有限公司新巴尔虎右旗荣达矿业有限责任公司;2、长丰猎豹汽车有限责任公司)
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