特殊条件下竖井提升对侧翻矸设计

吕芳飞

(金诚信矿业管理股份有限公司， 北京 100070)

0 引言

云南驰宏锌锗股份有限公司会泽铅锌矿位于云南省曲靖市会泽县，地理上位于云贵两省交界线位置，两省分界以牛栏江为界河，矿区处在牛栏江西岸。

拟建新回风竖井位于会泽铅锌矿区小马坪，该竖井井口工业广场的原始地貌属于构造侵蚀高中山间沟谷，场地经人工适度平整，其地面标高在2 410 m左右，相对四周除通往外界的峡谷外，地形较低。

现场踏勘调查发现，工业广场场地周围建有围墙，围墙外侧即当地村民住宅。围墙内有一栋三层砖砌小楼，现为一施工单位项目部。井口位置在小楼西侧，小楼东侧可以作为进出厂区通道。

鉴于场地规模无法再扩大，且场地内现有办公楼、工棚不能拆除，井口位置确定后，在提升机布置在北侧满足不了绳偏角的前提下，提升机只能布置在井口南侧。如果翻矸溜槽设计在提升机同侧，则出渣运输线路为井口—办公楼南—办公楼东—办公楼北—出厂区，卡车需要连续拐弯，在长期的出渣运输过程中极易发生事故。以下设计采用对侧翻矸出渣的方式，不但解决这一问题，还相对优化了工业广场布局，为井筒顺利下掘创造了必要条件。

1 工程概况及工业广场布置

新风井为会泽矿业分公司深部资源持续接替工程新掘回风竖井。井口标高2 411.6 m，井底标高1 584m ，井深827.9 m，井筒净直径Φ=4.5 m。井颈段47.5 m为双层井壁，井身段780.4为单层井壁，壁厚300～350 mm，掘进断面20.43 m2。

井壁分别采用钢筋砼、钢筋钢纤维砼、钢纤维砼和素砼支护，砼强度C30。

现场勘察施工条件，提升机房后墙靠近南侧围墙，保留1 m宽度人行&紧急泄洪通道。两侧稳车群尽量远离井筒中心布置，南侧稳车群前空间作为主要人员、设备、材料进出通道；北侧稳车群前空间作为出渣运输通道。

办公楼南侧场地作为新建办公、生活区，办公区采用两层活动板房以节约空间；东侧沿围墙建设生活区；办公、生活区之间场地作为材料场及机修车间用地。

图1 井口工广示意图

2 凿井设计

2.1 提升系统及稳绞布置

由于井筒深度较深且直径较小，设计采用一套提升系统承担废碴、材料、伞钻提升及人员上下井。提升机选用JKZ- 3.6×3/15.5单滚筒提升机配5 m3吊桶提升，Ⅳg型钢管凿井井架、座钩式自动翻矸，矸石经溜槽落地后ZL- 50B型装载机装自卸卡车运至排碴场排放。

图2 稳绞布置立面图

除两台模板稳车、两台吊盘稳车布置在井口北侧外，其余稳车均布置在南侧，紧靠提升机房布置。

2.2 天轮平台设计

提升天轮直径3 m，提升天轮跨天轮平台中间主梁布置，轴承座布置在天轮平台南侧，悬吊点布置在天轮平台北侧。提升天轮梁采用H500×200- 10×16H型钢加工，垫高710 mm以满足天轮跨过中间主梁的高度要求。

由于中心回转抓岩机需要尽量靠近井筒中心，只能布置在吊桶对侧，设计考虑中心回转抓岩机绳天轮采用与提升天轮共用天轮梁设计，与提升天轮梁一致，采用H500×200- 10×16H型钢加工，垫高710 mm。

其余天轮均按照常规设计完成。

天轮平台的具体布置如图3所示。

图3 天轮平台布置图

2.3 翻矸台布置及翻矸系统

翻矸平台主梁采用H400×300- 10×16H型钢制作，直接座在Ⅳg型凿井井架G15和G16号梁上，采用U型螺栓固定；副梁采用H350×175- 7×11H型钢制作，一头搭接在井架G- 13和G- 17钢管上，U型螺栓固定，一头采用T接固定在主梁上。

翻矸溜槽采用标准5 m3座钩式吊桶溜槽，其余钢梁、铺板、栏杆等安装均采用常规翻矸平台设计。

翻矸平台的布置如图4所示。

图4 翻矸平台布置图

2.4 计划进度

新风井的施工关系到整个会泽铅锌矿深部资源接替系统的建设，因此对整个竖井井筒的施工工期要求较为严格。

在计算月度掘砌成井进度指标时，考虑了以下因素：(1)因为提升高度增加而增加的提升时间。(2)定期安装排水管的时间。(3)井筒涌水量增加而降低施工效率。(4)一个月内不可预见影响系数0.85。(5)正规循环作业率系数：井筒深度在400 m以内为0.9，400 m以后为0.85。

综合上述因素，井筒施工进度指标选取平均月成井为100 m，单个马头门施工工期按6天/个考虑。

3 实际施工情况

3.1 施工进度

受外界因素影响，井筒施工筹备工作至2016年5月底完成后停工。7月底恢复施工后，8、9两月月进尺分别达到96 m和98 m。在后续的施工中，由于断续受村民堵路停工影响，施工进度较慢，但在不受停工影响期间，单纯竖井掘砌施工折合月进度都在100 m以上，实现了施工组织设计的进度要求。

3.2 循环时间

现场掘砌作业循环施工时间统计表明：循环出渣及翻矸时间，与常规提升机、吊桶与翻矸溜槽同侧布置相比，提升运输翻矸时间基本一致，完美实现了提升机与翻矸溜槽相对布置、对侧翻矸设计的初衷。

3.3 存在问题

在翻矸平台向对侧倒渣时，特别是吊桶倒渣完成后提起时，如果翻矸工操作不熟练、与提升机司机配合不到位，偶尔会出现提升钢丝绳跳槽现象。现场发现后，采取了在天轮平台提升天轮前加装限位导向天轮，立即解决了这一问题。

修改后天轮平台布置如图5所示。

图5 天轮平台布置平、立面图

4 结语

(1)采用常规提升、翻矸的施工工艺无法满足现场作业环境的要求时，完全可以采用对侧翻矸来解决施工工艺问题。(2)采用对侧翻矸时，提升、翻矸速度基本不受影响。(3)由于提升天轮需要跨中间梁布置，对天轮平台的布置有一定影响。(4)快速施工时，可以考虑增加限位导向天轮，避免提升钢丝绳调绳。(5)中心回转抓岩机无法尽量靠近吊桶布置，对小直径井筒影响不大。