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3.6豎井井筒支護
在井筒施工過程中,需及時進行井壁支護,以防止圍巖風化,阻止圍巖變形、破壞、坍塌,從而保證生產(chǎn)的正常進行。支護分臨時支護和永久支護兩種,以實現(xiàn)不同的目的。
在支護材料方面,以往料石井壁多于包括混凝土塊在內(nèi)的混凝土井壁。在井壁結(jié)構(gòu)方面,砌筑式井壁多于整體式井壁。隨著水泥工業(yè)的迅速發(fā)展,整體式混凝土井壁得到了廣泛的應用。
與砌筑式井壁相比,整體式混凝土井壁強度高,封水性能好,造價低,便于機械化施工,并能降低勞動強度及提高建井速度。
目前,整體式混凝土井壁的施工,從配料、上料、攪拌到混凝土的輸送、搗固,基本上實現(xiàn)了機械化。整體式混凝土井壁施工所用的模板,也有了很大的發(fā)展。金屬模板已普遍代替了木模板,移動式金屬模板在豎井施工中的應用日益廣泛,液壓滑動模板在一些豎井中也得到了應用。
噴射混凝土也被用作豎井的永久支護,其井壁結(jié)構(gòu)和施工工藝均不同于其他類型的井壁,明顯的優(yōu)點是施工簡單、速度高,在條件合適的情況下可以采用。
隨著豎井永久支護形式及施工工藝的發(fā)展,豎井的臨時支護也發(fā)生了相應的變化,一些新的臨時支護形式相繼出現(xiàn)。
這是當井筒進行施工時,為了保證施工安全,對圍巖進行的~種臨時防護措施。根據(jù)圍巖性質(zhì)、井段高度及涌水量等的不同,臨時支護分下列幾種型式。
這種支護是用錨桿來加固圍巖,并掛金屬網(wǎng)以阻擋巖幫碎塊下落。金屬網(wǎng)通常由16號鍍鋅鐵絲編織而成,用錨桿固定在井壁上。錨桿直徑通常為12~20mm,長度視雷巖情夏面秀1. 5~2. Om,間距為0.7~1. 5m。
錨桿金屬網(wǎng)的架設(shè)是緊跟掘進工作面,與井筒的打眼工作同時進行的。支護段高一般為10~30m。
錨桿金屬網(wǎng)支護一般適用于廠>5、僅有少量裂隙的巖層條件下,并常與噴射混凝土支護相結(jié)合,既是臨時支護又是永久支護的一部分。它是一種較輕便的支護形式。
噴射混凝土做臨時支護,其所用機具及施工工藝均與噴射混凝土永久支護相同,唯其噴層厚度稍薄,一般為50~lOOmm。它具有封閉圍巖、充填裂隙、增加圍巖完整性、防止風化的作用。
噴射混凝土臨時支護,只有在采用整體式混凝土永久井壁時,其優(yōu)越性才較明顯(便于采用移動式模板或液壓滑模實現(xiàn)較大段高的施工,以減少模板的裝卸及井壁的接茬)。當永久支護為噴射混凝土井壁時,從施工角度看,宜在同一噴射段高內(nèi)按設(shè)計厚度一次分層噴夠,以免以后再用作業(yè)盤等設(shè)施進行重復噴射。其次,從適應性角度看,采用噴射混凝土永久井壁的井筒,其圍巖應該是堅硬、穩(wěn)定、完整的,開挖后不產(chǎn)生大的位移。
掛圈背板由槽鋼井圈、掛鉤、背板、立柱和禊子組成(圖3-32),它隨著掘進工作面的下掘而自上向下吊掛。
以前,豎井臨時支護多使用掛圈背板。這種臨時支護對通過表土層及其他不穩(wěn)定巖層,仍不失為一種行之有效的方式。然而,它存在著嚴重的缺點。隨著掘砌工序的轉(zhuǎn)換,井圈、背板、立柱等需反復裝拆、提放,干擾其他工序,材料損耗也大。因此,隨著新型臨時支護的出現(xiàn),掛圈背板逐漸被取代。
掩護筒是隨著井筒掘進工作面的推進而下移的-種剛性或柔性的筒形金屬結(jié)構(gòu)。在其保護下,進行井筒的掘砌工作。掩護筒僅起“掩護”作用,而不起支護作用。
國內(nèi)一些豎井施工中,曾用過各種類型的掩護筒。例如,弓長嶺鐵礦豎井曾用過剛性和柔性掩護筒;貴州水城老鷹山副井和平頂山礦豎井也使用了柔性掩護筒。在國外掩護筒的應用較多。
老鷹山副井采用平行作業(yè)施工,其施工用的掩護筒如圖3-33所示。
圖3-32掛圈背板臨時支護
1-井圈;2一掛鉤;3-立柱;4-背板;5-木楔
該掩護筒以lOOmmX lOOmmX lOmm的角鋼為骨架,角鋼間距為Im。在角鋼架外敷設(shè)三層柔性網(wǎng):第一層為直徑2mm的鍍鋅鋼絲網(wǎng),網(wǎng)孔為4mm×4mm,第二層為直徑2mm的鍍鋅鋼絲網(wǎng),網(wǎng)孑L為25mmX 25mm,笫三層為經(jīng)線直徑9mm、緯線直徑6.2mm的鋼絲繩網(wǎng),經(jīng)線兼作懸掛鋼繩。
掩護筒外徑6650mm,距井幫300mm。掩護筒下部距工作面4m處擴大成喇叭形,底部與井幫間距為150mm。掩護筒總高21. 6m,總重9.9t,用96根經(jīng)線鋼絲繩懸掛在吊盤下層盤外沿的槽鋼圈上。吊盤用25t穩(wěn)車回繩懸吊。
各種掩護筒一般用于巖層較為穩(wěn)定、平行作業(yè)的快速建井施工中。
混凝土(或稱現(xiàn)澆混凝土)與噴射混凝土同為目前豎井支護中兩種主要形式。混凝土由于其強度高、整體性強、封水性能好、便于實現(xiàn)機械化施工等優(yōu)點,故使用相當普遍,尤其在不適合采用噴射混凝土的地層中,常用混凝土作永久支護。混凝土的水灰比應控制在0. 65以下,所用砂子為粒徑0. 15~5mm的天然砂,所用石子為粒徑30~40mm的碎石或卵石,并應有良好的顆粒級配。井壁常用的混凝土標號為150~200號。混凝土的配合比,可按普通塑性混凝土的配合比設(shè)計方法進行設(shè)計,或者按有關(guān)參考資料選用。
圖3-33柔性掩護筒
1-懸吊掩護筒的吊盤下盤;2拉線絕緣子96個53-+9 mm的鋼絲繩;4-lOOmmX lOmm角鋼;5-12. 5mm鋼絲繩
A混凝土井壁厚度的選擇
由于地壓計算結(jié)果還不夠準確,因而井壁厚度計算也只能起參考作用。設(shè)計時多按工程類比法的經(jīng)驗數(shù)據(jù),并參照計算結(jié)果確定壁厚。
在穩(wěn)定的巖層中,井壁厚度可參照表3-8的經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取。
B混凝土上料、攪拌系統(tǒng)
目前,混凝土的上料、攪拌已實覡了機械化(圖3-34),可以滿足井下大量使用混凝土的需要。地面設(shè)1~2臺鏟運機1,將砂、石裝入漏斗2中,然后用膠帶機3送至儲料倉中。在料
圖3-34混凝土上料系統(tǒng)
1-氣動鏟運機(ZYQ-12G);2-0. gll13漏斗;3-膠帶機;4儲料倉間隔擋板;5儲料倉;6工字鋼滑軌;7-砂石漏斗閘門;8-底卸式計量器;9-計量器底卸氣缸;10-攪拌機;lI-輸料管漏斗;12-計量器行程氣缸
倉內(nèi)通過可轉(zhuǎn)動的隔板4將砂、石分開.分別導入砂倉或石子倉中。料倉、計量器、攪拌機呈階梯形布置,料倉下部設(shè)有砂、石漏斗閘門7及計量器8。每次計量好的砂、石可直接溜入攪拌機10中。水泥及水在攪拌機處按比例直接加入。攪拌好的混凝土經(jīng)溜槽溜入溜灰管的漏斗11送至井下使用。此上料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,上料及時,使用方便。
C混凝土的下料系統(tǒng)
為使}昆凝土的澆灌連續(xù)進行,目前多采用溜灰管路將在井口攪拌好的混凝土輸送到井筒支護工作面。使用溜灰管下料的優(yōu)點是:工序簡單,勞動強度小,能連續(xù)澆灌混凝土,可加快施工速度。
溜灰管下料系統(tǒng)如圖3-35所示。混凝土經(jīng)漏斗1、伸縮管2、溜灰管3至緩沖器6,經(jīng)減速,緩沖后再經(jīng)活節(jié)管進入模板中。澆灌工作均在吊盤上進行。
(1)漏斗。由薄鋼板制成,其斷面可為圓形或矩形,下端與伸縮管連接。
(2)伸縮管(圖3-36)。在混凝土澆灌過程中,為避免溜灰管拆卸頻繁,可采用伸縮管。
伸縮管的直徑一般為125mm,長為5―6m。上端用法蘭盤和漏斗連接,法蘭盤下用特設(shè)在支架座上的管卡卡住,下端插入姐50mm的溜灰管中。澆灌時隨著模板的加高,伸縮管固定不動,溜灰管上提,直到輸料管上端快接近漏斗時,才拆下~節(jié)溜灰管,使伸縮管下端仍剛好插入下面溜灰管中繼續(xù)澆灌。為使伸縮管的通過能力不致因管徑變小而降低,尚有采用與溜灰管等管徑的伸縮管,溜灰管上端加一段直徑較大的變徑管,接管時拆下變徑管即可(圖3-37)。
圖3-35混凝土輸送管路
1-漏斗;2-伸縮管;3-溜灰管;4-管卡;5-懸吊鋼絲繩;6緩沖器;7-吊盤鋼絲繩;8-活節(jié)管;9-金屬模板
圖3-36伸縮管
1-漏斗;2-管卡;3-支架座;4-伸縮管;5-溜灰管;6-懸吊鋼絲繩;7-管卡
圖3-37變徑管
(3)溜灰管。一般用船50mm的厚壁耐磨鋼管,每節(jié)管路之間用法蘭盤連接。一條4150mm的溜灰管,可供3臺400L攪拌機使用。所以在一般情況下,只需設(shè)一條溜灰管。
(4)活節(jié)管。為了將混凝土送到模板內(nèi)的任何地點而采用的一種可以自由擺動的柔性管。一般由15~25個錐形短管(圖3-38)組成。總長度為8~20m。錐形短管的長度為360~660mm,宜用厚度不小于2mm的薄鋼板制成。掛鉤的圓鋼直徑不小于12mm。
(5)緩沖器。緩沖器用法蘭盤連接在溜灰管的下部,借以減緩混凝土的流速和出口時的沖擊力,其下端和活節(jié)管相連。常用的緩沖器有單叉式(盲腸式)、雙叉式和圓筒形幾種。
1)單叉式緩沖器,如圖3-39所示,由姐50mm的鋼管制成。分岔角(又叫緩沖角,即側(cè)管與直管的夾角)一般取13。~15。,以14。為佳;太大則易堵管,太小則緩沖作用不大。此種緩沖器易磨損。
2)雙叉式緩沖器,如圖3-40所示,中間短段直管(即所謂溢流管)直徑與上部直管相同,其長度以能安上堵盤為準,一般取200mm。混凝土通過時,此段短管全部被混凝土充實,從而減輕了混凝土對轉(zhuǎn)折處的沖擊和磨損。
圖3-38錐形短管
圖3-39單叉式緩沖器
l-堵盤;2松套法蘭盤
圖3-40雙叉式緩沖器
雙叉式緩沖器的優(yōu)點在于能使溜灰管受力均勻,不易磨損和堵塞,而且混凝土經(jīng)緩沖器后分成兩路對稱地流入模板,模板受力均衡,不易變形。
3)圓筒形緩沖器,如圖3-41所示,其中央為一實心圓柱,承受混凝土的沖擊,端部磨損后可以燒焊填補。四片肋板將環(huán)形空間等分為四部分。每一扇形大致和~150mm管斷面相等。
這種緩沖器結(jié)構(gòu)簡單,不易堵塞、磨損。平頂山八礦東風井井深300多米,在建井過程中只用一個圓筒形緩沖器,成井后尚未磨損。
溜灰管輸送混凝土的深度不受限制。力減速而設(shè)置的緩沖器,也無須隨井深而增加(用一個即夠)。緩沖器的緩沖角可取定值,無須隨井深而增大。
D模板
a概述
在澆灌混凝土井壁時,必須使用模板。模板的作用是使混凝土按井筒斷面成型,并承受新澆混凝土的沖擊力和側(cè)壓力等。模板從材料上分有木模板、金屬模板;從結(jié)構(gòu)形式上分有普通組裝模板、整體式移動模板等;從施工工藝上分,有在砌壁全段高內(nèi)分節(jié)立模,分節(jié)澆灌的普通模板,一次組裝、全段高使用的滑升模板等。木模板重復利用率低,木材消耗量大,。使用得不多;金屬模板強度大,重復利用率高,故使用廣泛。大段高澆灌時多用普通組裝模板或滑升模板,短段掘砌時多用整體式移動金屬模板。
圖3-41 圓筒形緩沖器
b金屬模板
(1)組裝式金屬模板。這種模板是在地面上先做成小塊弧形板,然后送到井下組裝。每圈約由10~16塊組成;塊數(shù)視井筒凈徑大小而定,每塊高度1~1. 2m。弧長按井筒凈周長的1/8~1/16,以兩人能抬起為準。模板用4~6mm鋼板圍成,模板間的連接處和筋板用60mmX60mmX 4mm或80mmX 80mmX 5mm角鋼制成,每圈模板和上下圈模板之間均用螺栓連接。為拆模方便,每圈模板內(nèi)有一塊小楔形模板,拆模時先拆這塊楔形模板。模板及組裝如圖3-42所示。
圖3-42組裝式金屬模板
1弧形模板;2一單斜面弧形模板;3-楔形小塊弧形模板
組裝式金屬模板使用時需要反復組裝及提放,既笨重,又費時。為了解決這一矛盾,我國自1965年起,成功地設(shè)計、制造、使用了整體式移動金屬模板。它具有明顯的優(yōu)越性:節(jié)約鋼材,降低施工成本,簡化施工工序,提高施工機械化水平,‘減輕勞動強度,有利于提高速度和工效。如今,它已在各礦山得到推廣使用,并在實踐中不斷改進。
(2)整體式移動金屬模板有多種類型,各有優(yōu)缺點。下面介紹門軸式移動模板的結(jié)構(gòu)和使用。
整體門軸式移動模板如圖3-43所示,由上下兩節(jié)共12塊弧板組成,每塊弧板均由六遒槽鋼做骨架,其上圍以4mm厚鋼板,各弧板間用螺栓連接。模板分兩大扇,用鉸鏈2、8(門軸)連成整體。其中一扇設(shè)脫模門,與另一扇模板斜口接合,借助銷軸將其鎖緊,呈整體圓筒狀結(jié)構(gòu)。模板的脫模是通過單斜口活動門1、繞鉸鏈2轉(zhuǎn)動來完成的,故稱門軸式。在斜口的對側(cè)與門軸2非對稱地布置另一門軸8,以利于脫模收縮。模板下部為高200mm的刃腳,用以形成接茬斜面。上部設(shè)250mm×300mm的澆灌門,共12個,均布于模板四周。模板全高2680mm,有效高度為2500mm;為便于混凝土澆灌,在模板高1/2處設(shè)有可拆卸的臨時工作平臺。模板用4根鋼絲繩通過4個手動葫蘆懸掛在雙層吊盤的上層盤上。模板與吊盤間距為
2lm。它與組裝式金屬模板的區(qū)別在于,每當澆灌完模板全高,經(jīng)適當養(yǎng)護,待混凝土達到能支承自身重量的強度時,即可打開脫模門,同步松動模板的4根懸吊鋼絲繩,依靠自重,整體向下移放。使用一套模板即可由上而下澆灌整個井筒,既簡化了模板拆裝工序,也節(jié)省了鋼材。
采用這種模板的施工情況如圖3-44所示。當井筒掘進2.5m后,再放一次炮,留下虛碴整平,人員乘吊桶到上段模板處,取下插銷,打開斜口活動門,使模板收縮呈不閉合狀。然后,下放吊盤,模板即靠自重下滑至井底。用手拉葫蘆調(diào)整模板,找平、對中、安裝活動腳手架后即可進行澆灌。
圖3-43整體門軸式移動模板
1-斜口活動門;2、8-門軸;3-槽鋼骨架;4一圍板;5-陂板刀角;6-澆灌門;7-刃角加強筋;9-澆注孔盒(預留下井段澆灌孔);IO-模板懸吊裝置;11-臨時工作臺
圖3-44短段掘砌時混凝土井壁的施工
1下料管;2一膠皮風管;3-吊盤;4-手拉葫蘆;5-抓巖機風動絞車;6-金屬活節(jié)下料管;7-吊桶;8-抓巖機;9-澆灌孔門;
10整體移動式金屬模板
這種模板是直接穩(wěn)放在掘進工作面的巖碴上澆灌井壁,因此只適用于短段掘砌的施工方法。模板高度應配合掘進循環(huán)進尺并考慮澆灌方便而定。
此種模板拆裝和調(diào)整均較方便,因此應用較多,效果也好。但變形較大,井壁封水性較差。
E混凝土井壁的施工
a立模與澆灌
在整個砌壁過程中,以下部第一段井壁質(zhì)量(與設(shè)計井筒同心程度、壁體垂直度及壁厚)最為關(guān)鍵,因此立模工作必須給予足夠的重視。根據(jù)掘砌施工程序的不同,分掘進工作面砌壁和高空砌壁兩種。
(1)在掘進工作面砌壁時,先將矸石大致平整并用砂子操平,鋪上托盤,立好模板,然后用撐木將模板固定于井幫(圖3-45)。立模時要嚴格對中,邊線操平找正,確保井筒設(shè)計的規(guī)格尺寸。
(2)當采用長段掘砌反向平行作業(yè)施工需高空澆灌井壁時,則可在穩(wěn)繩盤上或砌壁工作盤上安設(shè)砌壁底模及模板的承托結(jié)構(gòu)(圖3-46),以承擔混凝土尚未具有強度時的重量。待具有自支強度后,即可在其上繼續(xù)澆灌混凝土,直到與上段井壁接茬為止。澆灌和搗固時要對稱分層連續(xù)進行,每層厚為250~300mm。人工搗固時要求混凝土表面要出現(xiàn)薄漿;用振搗器搗固時,振搗器要插入混凝土內(nèi)50~lOOmm。
圖3-45工作面筑壁立模板示意圖
1-撐木;2-測量;3模板;4-托盤
圖3-46高空澆灌井壁示意圖
1穩(wěn)繩盤懸吊繩;2輔助吊掛繩:3-緊繩器,4-模板;5-托盤;6-托鉤;7-穩(wěn)繩盤折頁;8-找平用槽鋼圈;9-穩(wěn)繩盤;10-噴射混凝土臨時井壁
b井壁接茬
下段井壁與上段井壁接茬必須嚴密,并防止雜物、巖粉等摻入,使上下井壁結(jié)合成一整體,無開裂及漏水現(xiàn)象。井璧接茬方法主要有:
(1)全面斜口接茬法(圖3-47),適用于上段井壁底部沿井筒全周預留有刃腳狀斜口,斜口高為200mm。當下段井壁最后一節(jié)模板澆灌至距斜口下端lOOmm時,插上接茬模板,邊插邊灌混凝土,邊向井壁擠緊,完成接茬工作。
(2)窗口接茬法(圖3-48),適用于上段井壁底部沿周長上每隔一定距離(不大于2m)預留有300mm×300mm的接茬窗口。混凝土從此窗口灌入,分別推至窗口兩側(cè)搗實,最后用小塊木模板封堵即可。也可用混凝土預制塊砌嚴,或以后用砂漿或混凝土抹平。
圖3-47全面斜口接茬法
1-接茬模板;2-木楔;3-槽鋼石旋骨圈
(3)倒角接茬法,如圖3-49所示。將最后一節(jié)模板縮小成圓錐形,在縱剖面看似一倒角。通過倒角和井壁之間的環(huán)形空間將混凝土灌入模板,直至全部灌滿,并和上段井壁重合一部分形成環(huán)形鼓包。脫模后,立即將鼓包刷掉。
圖3-48窗口接茬法
l-小模板;2-長400mm插銷;3一木墊板;4-模板;5-窗口;6-上段井壁下沿
圖3-49倒角接茬法
這種方法能保證接茬處的混凝土充填飽滿,從而保證接茬處的質(zhì)量,施工方便,在使用移動式金屬模板時更為有利,但增加了一道刷掉鼓包的工序。
采用剛性罐道時,可以預留罐道梁梁窩,即在澆灌過程中,在設(shè)計的梁窩位置上預先埋好梁窩木盒子,盒子尺寸視罐道梁的要求而定。以后井筒安裝時,即可拆除梁窩盒子,插入罐道梁,用混凝土澆灌固死(圖3―50)。但有的礦山已推廣使用樹脂錨桿在井壁上固定罐道梁方法,收到良好效果。至于現(xiàn)鑿梁窩,因費工費時,現(xiàn)已使用不多。
近些年來,噴射混凝土永久支護,在豎井工程中得到了較多的應用。采用噴射混凝土井壁,可減少掘進量和混凝土量,簡化施工工序,提高成井速度。
圖3-50木梁窩盒及其固定
1-木梁窩盒;2一油氈紙;3-鐵絲;4-木屑;5-鋼模扳
噴射混凝土支護雖有著明顯的優(yōu)越性,但因其支護機理等尚有待進一步探討,故在設(shè)計和施工中均存在著一些具體問題。噴射混凝土支護存在著適應性問題,對豎井工程更是如此。金屬礦山井筒的圍巖一般均較堅硬、穩(wěn)定,因此,采用噴射混凝土井壁的條件稍好些。
A噴射混凝土井壁的結(jié)構(gòu)類型、參數(shù)及適用范圍
a噴射混凝土井壁結(jié)構(gòu)類型
(1)噴射混凝土支護。
(2)噴射混凝土與錨桿聯(lián)合支護。
(3)噴射混凝土和錨桿、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護。
(4)噴射混凝土加混凝土圈梁。
噴錨和噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護,用在局部圍巖破碎、穩(wěn)定性稍差的地段。混凝土圈梁除起加強支護的作用外,尚用于固定鋼梁并起截水作用。圈梁間距一般為5~12m。
b噴射混凝土井壁厚度的確定
目前一般均采用類比法,視現(xiàn)場具體條件而定。如地質(zhì)條件好,巖層穩(wěn)定,噴射混凝土厚度可取50~lOOmm;在馬頭門處的井壁應適當加厚或加錨桿。如果地質(zhì)條件稍差,巖層的節(jié)理裂隙發(fā)育,但地壓不大、巖層較穩(wěn)定的地段,噴射厚度可取100~150mm;地質(zhì)條件較差,
風化嚴重破碎面大的地段,噴射混凝土應加錨桿、金屬網(wǎng)或鋼筋等,噴射厚度一般為100~150mm。表3-22可作為設(shè)計參考。
表3-22豎井錨噴支護類型和設(shè)計參數(shù)
注:1.井壁采用噴錨作初期支護時,支護設(shè)計參數(shù)應適當減少。
2.Ⅲ類圍巖中井筒深度超過500m時,支護設(shè)計參數(shù)應予以增大。
c豎井噴射混凝土井壁的適用范圍
豎井噴射混凝土井壁的適用范圍可作如下考慮:
(l) -般在圍巖穩(wěn)定,節(jié)理裂隙不甚發(fā)育、巖石堅硬完整的豎井中,可考慮采用噴射混凝土井壁。
(2)當井筒涌水量較大、淋水嚴重時,不宜采用噴射混凝土井壁;但局部滲水、滴水或小量集中流水,在采取適當?shù)姆狻胧┖螅钥煽紤]采用噴射混凝土井壁。
(3)當井筒圍巖破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育、穩(wěn)定性差、廠值小于5,則不宜采用噴射混凝土井壁;但可采用噴錨或噴錨網(wǎng)做臨時支護。
(4)松軟、泥質(zhì)、膨脹性圍巖及含有蛋白石、活性二氧化硅的圍巖,均不宜采用噴射混凝土井壁。
(5)就豎井的用途而論,風井、服務(wù)年限短的豎井,可采用噴射混凝土井壁;主井、副井,特別是服務(wù)年限長的大型豎井,不宜采月噴射混凝土井壁。
B 噴射混凝土機械化作業(yè)線
噴射混凝土工藝流程主要包括計量、攪拌、上料、輸料、噴射等幾個工序。機械化作業(yè)線的配套及其布置,也是根據(jù)工藝流程,結(jié)合工程對象、地形條件,以及所用機械設(shè)備的性能、數(shù)量而做出的。圖3-51所示為平地的機械化作業(yè)線設(shè)備的布置方法;圖3-52所示為某礦新大井采用的噴射混凝土機械化作業(yè)線實例,它較好地利用了當?shù)氐匦危?jié)省了部分輸送設(shè)備。
圖3-51噴射混凝土機械化作業(yè)線設(shè)備布置
1-碎石堆;2砂堆;3-碎石鏟運機;4、5膠帶輸送機(運砂子);6-石子篩洗機;7-膠帶輸送機(運石子);8碎石倉;9-砂倉;10-砂石混合倉;11-計量秤;12-側(cè)卸礦車;13-水泥;14-攪拌機; 15-膠帶輸送機(運混凝土拌和料);16-混凝土儲料罐;17-噴射機;18-噴槍;19-井筒
上述兩條作業(yè)線的機械化程度均較高,能滿足兩臺噴槍同時作業(yè)。
圖3-52某礦新大井噴射混凝土機械化作業(yè)線
1-鏟運機;2-石子篩洗機;3-砂石料棚;4-砂石漏槽;5水泥平板車;6振動篩;7-小料倉;8-0..5 51113礦車;9-提升斗車;10-貯料倉;11-噴射機;12輸料管;13-噴頭
C噴射混凝土作業(yè)方式
(1)長段掘噴單行作業(yè)。所取段高一般為10~30m。混凝土噴射作業(yè)在段高范圍內(nèi)自下而上在操作盤上進行。當設(shè)計有混凝土圈梁時,可在井底巖堆上澆灌,也可采用高空打混凝土壁圈的方法施工。這種作業(yè)方式,在噴射混凝土用于豎井前期使用較多。
(2)短段掘噴作業(yè)。所采取的段高一般在2m左右,掘噴的轉(zhuǎn)換視炮眼的深度、裝巖能力的不同,可采用“一掘一噴”或“二掘一噴”。橋頭河二井采用每小班完成“一掘一噴”成井1. 6m的組織方式;某礦新副井使用大容積抓巖機及環(huán)形鑿巖鉆架等機械化配備設(shè)備,采用兩小班完成“一掘一噴”的組織方式,平均循環(huán)進尺達2. 18m。
為減少爆破對噴射混凝土井壁的影響,噴射前井底應留一茬炮的松碴,噴射作業(yè)一般于每次爆彼后在碴堆上進行。
這種作業(yè)方式的主要優(yōu)點是:充分發(fā)揮噴射混凝土支護的作用,能及時封閉圍巖,使圍巖起自承作用;節(jié)省噴射作業(yè)盤,減少噴前的準備工作,工序單一,便于管理;管路、吊盤等可隨工作面的掘進而逐步加長、下落,無需反復拆裝、起落;噴射作業(yè)可和抓巖準備平行作業(yè);省去噴后集中清理吊盤及井底的工序。某礦豎井采用這種作業(yè)方式和地面攪拌系統(tǒng)的機械化、自動化相結(jié)合,曾使噴射混凝土井壁的施工達到較高速度,創(chuàng)月成井174. 82m的紀錄。