金属非金属矿山溜井安全快速掘砌施工技术

柏跃金

（中煤第五建设有限公司第三工程处，江苏 徐州 221000）

1 工程概况

溜井总深为47.6 m（直筒44.481 m+漏斗壁3.119 m），净直径3 m，为矿井井下储存矿石用。-350 m 距井筒中116.729 m 处左帮平行巷道90°轨道中向里6000 mm 为矿石溜井中，-300 m 距井筒中116.524 m 处左帮平行巷道90°巷道中向里6525 mm 为矿石溜井中，-300～ -350 m 水平溜井上、下口硐室掘进及锚网喷支护已施工完成，并采用反井钻机进行Ф1.2 m 导扩孔施工完毕。

矿石溜井为钢筋砼+钢轨、底部钢筋砼+钢轨连接漏斗、装载硐室，其工程量和结构如下：

溜井直筒高度44.481 m，漏斗壁3.119 m，其净直径3 m，荒直径4.0 m；壁厚为0.5 m，掘进断面为12.566 m2；净断面为7.069 m2；砼强度等级为C30；钢筋砼+钢轨结构，用30 kg/m 钢轨进行全长紧贴14a 槽钢环形井圈面进行纵向焊接加固浇筑，下部漏斗连接装载硐室。围岩采用高强树脂锚杆Ф20 mm×2000 mm 加固，锚杆交错布置，成梅花状，间距900 mm×1000 mm，施工中也可根据围岩情况三方现场见证并作适当修改。

2 施工方案[1-3]

溜井采用钻爆法施工，人工使用YT28 手持式凿岩机凿岩，钻杆采用Φ22 mm 中空六角钎杆，L=2500 mm，Φ42 mm 柱齿型合金钻头。选用Φ32 mm×200 mm×200 g 乳化炸药，雷管选用全塑非电毫秒延期导爆管雷管，在安全距离采用MFB-200 型便携式放炮器起爆。人工攉矸至溜井中经-350 m 水平出矸，施工中根据揭露岩性及溜井导孔垮塌情况锚网喷支护至施工支承台完整段或漏斗壁上端后搭设钢架平台进行绑扎内、外层钢筋、架设焊接环形井圈及预埋钩筋，并在环形井圈平面上四周焊接纵向钢轨；组装平台、校正内模、浇筑砼及振捣，模板采用4 套1.0 m 段高金属装配式模板自下而上进行砌壁施工。

（1）先采用反井钻机沿溜井中心线方向施工一个直径为1200 mm 的钻孔(反井钻孔已施工完毕)，在溜井掘进时利用该钻孔进行排矸与排水。

（2）溜井根据揭露岩性及溜井导孔垮塌情况分二段进行施工，浇筑采用分阶段的方式施工（支承台完整段或漏斗壁上端）：

第①段：溜井段（即0～44.481 m），分段掘进从上往下进行钻眼爆破扩刷，锚网喷支护当扩刷深度及锚网喷支护至施工支承台完整段或漏斗壁上端后进行搭设钢架平台，即可从下向上绑扎内、外层钢筋、架设14a 槽钢环形井圈焊接纵向钢轨、校正内模进行浇筑砼。

第②段：漏斗壁即底部漏斗口（44.481～47.6 m）高度为3.119 m。掘进从上到下分段锚网喷支护完成，浇筑施工先从溜井下口装载硐室及硐室联巷，然后自下而上进行整体漏斗壁的浇筑。

3 施工方法

3.1 布置辅助系统

布置临时封口盘、安装提升设备：封口盘利用预埋的隔筛由2 根I45a 主梁连接副梁组成，然后覆盖5 mm 厚的花纹钢板；采用提升绞车，天轮梁由1 根I32a 工字钢配合焊接δ20 钢板组合焊接制成，并采用6根Φ18.9 mm×7500 mm钢绞线锚索固定，5 t 导向滑轮与钢板采用M24 高强螺栓连接，并焊接固定，用于升降物料和器具。

在封口盘上预留2 m 见方提升口并设双向折页井盖门，用于施工辅助下放，周围设有裙板，防止坠物伤人。在封口盘钢梁底部对称两侧分别安装FZQ-50 防坠器（FZQ-50 防坠器最大工作载荷150 kg，破坏负荷≥8900 N），作为上、下人员过程中的双重安全防护。溜井下放顺序：① 关闭井盖门，吊篮停放在井盖门上，停稳后，把钩工打开溜井围栏，将设备材料装入吊篮，提升司机利用对讲机告知作业面人员，得到回馈信号后进行操车下放（作业面人员得到信号后，应立即停止作业，躲避至溜井井帮处，避开提升位置，吊篮运行过程中，严禁从吊篮下方穿行）。② 下放至工作面时，工作面信号工反馈停车信号，稳好吊篮后，人员方可将设备材料卸出。③ 溜井提升、下放物料时，必须成捆捆扎牢固，严禁超出吊篮，防止刮碰悬吊设施或意外坠落，吊篮载重严格执行计算要求，禁止超载运行。

3.2 溜井段

采用整体掘进从上向下进行钻眼爆破扩刷，人工攉矸并进行锚网喷临时支护。当扩刷深度及锚网喷支护至支承台完整段或漏斗壁上端后，进行搭设钢架平台，即可从下向上绑扎双层钢筋，Ф25 mm圆钢L 形锚杆每圈均匀布置6 根，层距1.5 m，长端锚入井帮，短端找平焊接拖住14a 槽钢环形井圈（层距0.5 m）并在四周纵向焊接敷设30 kg/m钢轨，校正内模，浇筑混凝土。施工中铁篦子除爆破时，其余时间均放置在反井钻孔承台上方，防止人员坠入导孔及导孔被大块矸石堵孔（铁篦子用Ф22 mm螺纹钢筋焊制而成）。井盖门除下放人员、材料、工具时打开外，其他时间均常闭。

3.3 漏斗壁

漏斗壁即下口段（44.481～47.6 m）当施工到44.481 m 时，进行溜井下部漏斗口刷大，刷扩到规定尺寸后，利用之前预留堆积的矸石，登矸作业进行锚网喷临时支护。在溜井下口装载硐室墙部浇筑完成后，再搭设平台自下而上进行溜井漏斗口钢筋绑扎、铺设漏斗壁钢轨、浇筑混凝土。

3.4 混凝土支护施工

（1）立模

① 溜井井身浇筑段。采用4 套（1 m 高）块模进行组装施工；掘够3 m 后，留一茬坐底炮停止掘进平整工作面，当内、外层钢筋绑扎完毕、模板支好后，再以溜井中线校正14a 井圈的半径合格，固定合格后，进行四周焊接敷设钢轨，预留砼合茬口，并检查确认牢固可靠后，即可进入块模找平组装工作，待模板尺寸符合要求后进行砼浇筑工作。

② 装载硐室及漏斗壁。硐室支架采用16 槽钢螺栓连接校正由内向外方向逐架组装、定位。立支架前，应在支架位置垫50 mm 厚的托底板，并按设计标高找平上口。托底板与支架的位置必须用硐室中线定位；支架定位后，立柱之间用M16 螺栓连接槽钢水平撑，水平撑之间再用50 mm×100 mm 木方连接，用8#铁丝捆绑牢固。墙板采用木工板或木方作为背板。拱部采用50 mm×100 mm 木方及钢模板作为背板，背板完成，矿方验收合格后进行混凝土浇筑施工。

（2）混凝土浇筑施工

模板立好后，做好浇筑准备工作。混凝土采用商砼车运至地面井口，利用底卸式吊桶下放至马头门开口处铺设钢轨平台，利用轮式装载机运至溜井上口，利用下料管下至浇筑工作面。人工对称分层入模，分层厚度300 mm，边浇筑边振捣，以表面出现灰浆没有气泡为标准，且砼料严格控制水灰比，防止浇筑完成后出现窝蜂、麻面、脱裤现象。

4 效果分析

（1）采用反井钻机施工便于上下贯通形成通风自然，避免大块矸石堵塞从而影响总体工期。

（2）采用固定的绞车下放物料，安全系数高。

（3）施工采用段高1.0 m 的块模进行倒模工艺，便于针对岩性破坏特别是支撑模板平台垮台严重的情况下，无法按照掘进有效段高施工，可以随情况调整浇筑高度，提高工作效率，保证井壁接茬质量。