主溜井加固施工方案研究

時間:2022-08-28 03:32:55

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主溜井加固施工方案研究

1主溜井基本概況

某金屬礦山于2008年建成投產(chǎn),該礦設(shè)計首期開采規(guī)模為200萬t,礦建工程量較大。為了便于廢石的運輸,在基建工程中采用主溜井溜放礦建廢石。該主溜井直徑為3.5m,高120.3m,采用鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)支護。位于主溜井下端部分的礦倉直徑為6m,高13m,部分結(jié)構(gòu)采用了混凝土和錨桿的聯(lián)合支護方式。2013年6月,該主溜井中段部分開始正式使用,保證了大量礦建廢石的正常運輸工作,根據(jù)統(tǒng)計截至次年5月就實現(xiàn)了50萬t礦建廢石的運輸。然而,隨著工程施工進度的不斷加快,由于管理措施不完善,維護工作不到位,再加上原本對主溜井的設(shè)計和施工不夠科學(xué)合理,主溜井逐漸無法承受越來越多礦建廢石運輸工作的壓力。由于爆破施工質(zhì)量及礦石塊度控制不嚴(yán),常有大塊入井,造成主溜井經(jīng)常堵塞,無法正常開展礦石運輸工作。為了清除障礙物,保障工程施工的順利進行,不得不多次采用爆破方式疏通主溜井。但爆破產(chǎn)生的爆破地震波等有害效應(yīng),使得主溜井表面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重破壞并造成其開裂脫落,礦倉也出現(xiàn)了坍塌等情況,嚴(yán)重威脅到附近區(qū)域內(nèi)施工人員的生命安全,阻礙了礦井施工工作的順利進行。

2造成主溜井損壞的因素

造成主溜井損壞的原因有很多,其中常見的影響因素有工程地質(zhì)和圍巖穩(wěn)固性狀況、設(shè)計施工不合理、礦石的沖擊磨損、爆破疏通產(chǎn)生的破壞、管理維護措施不到位等。通過綜合分析研究,造成該礦主溜井損壞的因素有:

2.1地質(zhì)條件比較差

該主溜井所處的地質(zhì)環(huán)境為斷層結(jié)構(gòu),圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育、穩(wěn)固性差、含水量大且極容易出現(xiàn)滲水情況,主溜井井壁長期受滲水的影響,造成了井壁結(jié)構(gòu)脫落和坍塌的情況日益嚴(yán)重。

2.2設(shè)計施工不合理

由于該溜井比較深,礦石以自由落體運動沖擊溜井儲礦段,沖擊力較大,擠壓井壁。該礦井中部位置的礦建廢石硬度比較強,而開采之前進行礦口格篩的設(shè)計和施工時,未能考慮到這一點,實際工作時,格篩難以承受這些礦石的硬度,容易被損壞,加上沒有及時地修復(fù)和維護,這就導(dǎo)致了井壁的損壞。該主溜井的中部區(qū)域為垂直構(gòu)造,中部區(qū)域內(nèi)開采的礦石直接進入主溜井內(nèi),再加上主溜井采取的支護措施并不穩(wěn)定可靠,從而造成了礦建廢石對礦倉的撞擊破壞。

2.3管理措施不到位

為了趕施工進度,在溜井井壁出現(xiàn)磨損及輕微破損時,未及時采取加固修復(fù)措施,造成了井壁的破壞。對溜井進行爆破疏通時,沒有進行合理的爆破設(shè)計,爆破藥量偏大,造成嚴(yán)重破壞。

3加固施工方案比選

為了保障各項工作的正常開展,對主溜井進行有效地加固處理勢在必行。通過對溜井實際情況的分析和研究,結(jié)合類似工程的相關(guān)經(jīng)驗,擬采用以下兩個加固施工方案:方案一:采用鋼筋混凝土進行加固在主溜井中設(shè)置鋼筋架并架設(shè)模板,然后澆筑混凝土,從而對已經(jīng)被破壞的區(qū)域進行修補和加固,同時還原礦倉的結(jié)構(gòu),使其恢復(fù)正常工作狀態(tài)。方案二:板對主溜井井壁進行強化,同時在對錳鋼板及溜井井壁之間襯12#礦用工字鋼,礦用工字鋼之間的間隔用鋼纖維混凝土充填從而實現(xiàn)對整個主溜井的加固和優(yōu)化,同時修復(fù)儲存?zhèn)}的結(jié)構(gòu),并運用相同的方式對其進行支護。是對這兩種方案的材料消耗及成本的比較和分析:結(jié)合該表對兩種方案進行詳細的分析說明:(1)表中已經(jīng)非常直觀地反映,方案一具有所需材料少、技術(shù)要求較低、施工工期少的優(yōu)點,但通過進一步的研究和分析,缺點也非常明顯。由于加固方式的強度難以達到要求,需要定期進行維護和修補,而經(jīng)常進行修復(fù)工作必然需要大量時間和投資,這就會影響生產(chǎn)工作的正常開展;與方案一相比,方案二對材料的需求量更大、技術(shù)含量要求高、工期較長而且需要更多的投資,但從長遠角度看,也具有非常明顯的優(yōu)勢,加固的強度較高,因此能夠使用和保持的時間也較長,后期無需進行較大的檢修工作,不會影響整體工作的完成。(2)對材料的選取完全可以采用性價比較高的錳鋼和螺紋鋼,從而有效地控制投資成本。(3)盡管建成后可能會出現(xiàn)加固材料互相磨損的情況,但第二種方案可使用的周期仍然高于第一種方案。相關(guān)設(shè)計施工技術(shù)人員經(jīng)過多次研究和討論,最終決定采用方案二對主溜井進行修復(fù)加固處理。

4對主溜井的修復(fù)和加固施工

4.1修復(fù)和加固工作的具體內(nèi)容

對主溜井井壁的修復(fù)和加固主要采用方案二的方法來進行。對主溜井中下段的施工,采用礦用工字鋼、螺紋鋼、混凝土材料進行加固。對已經(jīng)被破壞的區(qū)域的修復(fù)采用螺紋鋼和錳鋼,損壞區(qū)域內(nèi)井壁沿周長每隔800mm、沿縱向每隔1.5m布置直徑22mm的螺紋鋼焊接組成喇叭狀,采用礦用工字鋼或錳鋼板圍護。dia2mm的螺紋鋼每根1.3~2.5m,一端穿到工字鋼或錳鋼板的孔內(nèi)并焊接牢固,另一端與井壁接觸做預(yù)埋件用。垂高1.5m為一個施工循環(huán)。礦用工字鋼、錳鋼板之間采用段焊,段焊長度為200mm。

4.2施工時需要注意的問題

對所有材料的選擇一定要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定來進行,要確保材料質(zhì)量的達標(biāo)和性能的優(yōu)良,施工時一定要對各模版的間隔距離進行嚴(yán)格控制。要按照相關(guān)設(shè)計的要求進行鋼材結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的焊接處理。進行焊接工作時,一定要確保工作面中沒有雜物存在。對混凝土的澆筑工作要全程進行監(jiān)管,確保各個環(huán)節(jié)都嚴(yán)格按照相關(guān)流程進行,一定要防止混凝土空洞的出現(xiàn),保障整個澆筑工作的施工質(zhì)量。

5結(jié)束語

采用以上方法進行主溜井的加固處理后,在后期的定期檢查中未再發(fā)現(xiàn)井壁堵塞和損壞的情況,因此該方法具有可行性和科學(xué)性。對今后類似溜井的管理與維護及破壞后的修復(fù)加固施工具有借鑒意義。

作者:王軍海 李辰發(fā) 王曉斌 單位:大昌建設(shè)集團有限公司