斜坡道快速掘进施工技术方案.docx
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斜坡道快速掘进施工技术方案.docx
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斜坡道快速掘进施工技术方案
快速掘进施工技术在斜坡道掘进中应用
一、前言
保国铁矿铁蛋山采区井巷工程包括混合井、风井、辅助斜坡道等工程。
其中辅助斜坡道2004年5月8日开始井巷掘进施工,2004年11月20日一期井巷掘进工程全部完工。
斜坡道工程实际完成掘进1433.867m/20589m3,实际完成支护1413.167m/1743.5m3。
二、施工方案
斜坡道掘进采用全断面开挖一次成巷的作业方式,爆破采用光面微差爆破,凿岩设备选用高效率的YT28凿岩机。
支护形式应根据围岩情况分别采用锚杆、锚喷、锚网喷支护形式。
出碴:
根据巷道断面规格采用ZL–40装载机配合汽车出碴,安排两台装载机通过二次倒运,以提高出碴速度。
通风方式采用压入式通风方式,选用两台高效率N012D通风机。
三、施工总结
1.组织有方,措施得当,服务到位
项目部精心组织,科学管理,项目部要想一切办法协助斜坡道一线施工,对施工处进行全面技术指导;把质量指标、进度指标分解给施工处,施工处把指标分解给班组,把“安全生产”思想贯彻始终,质量指标,进度指标,安全指标与奖金挂钩,奖罚分明。
实践证明,我们采取的一系列措施行之有效。
在斜坡道施工过程中,测量放线,随叫随到,及时,快速,准确的施工出班组要求的腰线和中线,平均最多用时不超过0.5小时;施工处需要的技术资料,超前提供给施工处,并超前进行技术交底等技术服务;工程材料虽然由矿方供应,项目部起协调,催促,监督等作用,材料供应及时到位,没有耽误。
安全上,除对施工处进行全面的安全教育,制定安全岗位责任制外,定期召开安全例会外,还不定期的开展安全宣传,安全知识竞赛活动,进一步提高职工的安全意识,项目部专职安全员每天到工地进行安全检查,及时消除安全隐患。
项目部奖罚分明,项目部对存在安全质量隐患视而不见,或不没有按项目要求进行整改的,项目部对施工处进行罚款处理,5月份由于爆破方面存在重大安全隐患,项目部对其一次罚款5000元,7月份由于巷道掘进质量出现问题,一次罚款2000元,8月份施工处创出230m好水平,受到业主的高度评价,项目部进行一次奖励20000元。
正是因为组织有方,措施得当,服务到位,奖罚分明,才能为施工一线提供勤保障。
2.优化爆破掘进施工方案
结合实际情况和施工处的施工能力,对施工组织设计提出的施工方案进行优化。
2.1掘进方案
2.1.1工程概况
斜坡道工程掘进工程量1433.867m/20589m3,支护量1413.867m/1743.5m3,巷道断面采用1/3B三心拱,掘进断面宽度4.2m,净断面宽4.0m,掘进断面面积13.9898m2,净断面面积13.003m2,包括3个错车道,15m长,错车道水平距离180m,+110m、+95m、+80m、+65m、+50m、+35m6个分段交叉处,15m长,水平间距109.421m。
2.1.2工程地质及水文地质
根据井下办提供的地质及水文地质资料以及现场揭露的岩石情况,围岩主要为斜长角闪岩、混合岩和石榴石斜长角闪岩等,矿体与周围整合接触,岩石硬度系数为f=8-10,节理发育。
水文地持,涌水量小于4m3/h。
2.1.3爆破方案
结合现场揭露出的岩石情况,综合比较论证,我们采取光面微差爆破掘进施工技术,炮眼布置,掏槽眼采用楔形掏槽眼,起爆网络采用毫秒非电雷管起爆网络,通过火雷管引爆。
炮眼总数:
N=3.3
f-岩石硬度系数;
S-巷道断面面积,13.9898m2。
N=38-42个
每茬炮实际炮眼数目平均为43个。
炸药消耗量:
q=1.1
K0-炸药作功能力的核正系数,K0=525/P
P-所用炸药的作功能力,
我们用2号岩石铵梯炸药,故P=320mL
f-岩石硬度系数;
S-巷道断面面积,13.9898m3。
q=1.37-1.53kg/m3
实际炸药消耗量平均为:
q=2.03kg/m3
每茬炮炸药总用量:
G=q×s×i×η
i-平均炮眼深度2.0m
η-炮眼利用率95%
G=453.96kg
实际每茬炮炸药用量:
G=53.8kg
爆破图表及凿爆参数详见附图。
采用1、3、5、7段电毫秒雷管,秒间隔时间25-50mt。
2.1.4爆破效果
通过施爆,炮眼利用率达到95%以上,光爆率达到90%以上,岩石块度均匀、集中,没有大块出现,与施工组织设计提供的方案比较达到比较理想的效果。
优化方案后与施工组织设计提供的方案比较结果详见下表。
两方案主要技术经济指标比较
序号
名称
单位
优化前
优化后
备注
数量
1
掘进断面积
m2
13.9898
13.9898
2
岩石硬度系数
f
8-10
8-10
3
炮眼深度
m
1.8
2.0
掏槽2.2
4
炮眼个数
个
53
43
5
炮眼总长
m
100
89.2
6
炮眼利用率
%
85
95
7
每循环井尺
m
1.53
1.9
8
每循环岩石量
m3
21.41
26.58
实体
9
每循环炸药消耗
Kg/m3
2.91
2.03
10
每循环雷管消耗量
个
60
46
11
每单位岩石雷管消耗量
个/m3
3
2
3.出碴
硐口到排碴场运距约2km。
采用无轨设备运输,用5t自卸汽车配合装载机出碴,自卸汽车安排5辆,装载机安排2台,采用ZLC-40装载机。
原设计图纸从硐口向前530m,无错车道,从530m从前至1289.742m有6个水平分段交叉口,可作为错车道用,为加快出碴速度,项目部提出从硐口向前530m增加3个错车道,长度15m,从而提高了运输能力,加快了出碴速度。
在施工第一个错车道前,用装载机到掌子面铲碴,再倒至硐口,装车,运至排碴场。
当错车道施工完成后,利用错车道作为装碴场。
每个错车道可容纳2辆车,装碴示意图如下图。
为加快出碴速度,将碴运到硐口,当掌子面碴出完后,当下一个循环开始时,再将碴二次装运,排到排碴场。
4.支护
根据围岩情况,分别采用素喷、锚喷、锚网喷支护形式。
支护与掘进平行进行,支护滞后掘进50m左右,当围岩不稳定,则先素喷5cm,稳定后再掘进施工。
硐口安排一台JZ-350搅拌机,干料在硐口拌好后,用汽车运到井巷内,采用转子-Ⅴ喷头浆机喷浆施工。
进行锚杆或挂网施工时,用汽车用为临时操作平台,机动灵活,施工方便,速度快。
5.通风方案
在井巷掘进过程中,井巷内的空气质量、气候条件、粉尘浓度等都与井巷工作人员的身体健康有直接关系。
加强通风,改善气候条件,降低粉尘等是保障井巷工作人员健康的关键所在。
5.1通风设计
5.1.1掘进工作面实际需要风量计算
根据《冶金地下矿山安全规程》的规定,按下列要求分别计算,并采用其中最大值:
a.按井下同时工作的最多人数计算,每人每分钟供给风量不得小于4m3/min,我们按30人计算,则4×20=80m3/min;
b.按排尘风速计算,巷道型采场和掘进巷道不应小于0.25m/s,最大为4m/s:
则Q掘=60×V×S
V-规定允许风速:
0.25~4m/s;
S-掘进巷道的断面积,为13.9898m2;
Q掘=3.5m3/s-56m3/s,取Q掘=10m3/s。
则局部通风机工作风量为:
Q=KQ掘
K-风筒漏风风量备用系数1.2~1.25,取1.2;
Q=1.2×10=12m3/s
5.1.2风筒风阻计算
风筒采用柔性风筒,根据有关资料取经验数据R=15.9Pa·s2·m-6。
5.1.3风压计算
h=∑R×Q×Q掘=15.9×10×12=1908Pa
5.1.4通风机选择
风量:
Q=12m3/s
风压:
H=h
H=1908Pa
电动机功率:
N=Q×H×K/1000×η×ηe
η-风机效率0.85
ηe-传动效率0.95
K-电机备用系数,1.15-1.2
N=12×1908×1.21000×0.85×0.95=34kw
取N=55Kw
故应选择2K70型离心式通风机机号为N012D,数量2台,能满足施工通风需要。
风量:
43200m3/h;
全压:
1908Pa;
转数:
1000转/min;
电机功率:
55KW。
5.1.5通风机的布置
安装在距斜坡道洞口约10m位置。
5.1.6风筒选择
风筒选用柔形风筒,直径1.2m。
四、改善井巷气候条件
影响井巷气候条件的因素:
空气温度和空气湿度,井巷内的气温
和湿度必须达到《冶金地下矿山安全规程》规定的指标。
改善井巷气候的目的在于将井下特别是掘进工作面的气候及风
速调配得当,以创造良好的劳动条件和环境。
五、井巷有害气体的防冶措施
井巷空气中含有CO、CO2、H2S、NH3等有害气体以及含尘量,
对井下施工人员造成很大危害,所以必须采取预防和处理措施,使有害气体能够达到《冶金地下矿山安全规程》规定的指标。
1、尽量减少或不用可燃性材料;
2、加强通风,放炮后及时冲淡;
3、使用水炮泥和喷雾洒水;
4、防止火灾发生;
5、加强对井下工作面空气质量的检测。
六、掘进防尘措施
为保护环境和防止矽肺的发生,井下有人工作的地点和人行道的空气中允许粉尘浓度应符合《冶金地下矿山安全规程》规定的指标,所以必须作好减尘、降尘、排尘和防护四个基本环节,并围绕四个基本环节采取以风、水为主的综合性防尘技术组织措施,建立合理的 供水、供风系统和一整套相应的防尘工作的规章制度。
1、湿式凿岩:
杜绝打干眼;
2、爆破降尘:
岩石瀑破后,除产生浓烈的炮烟外,还产生大量的岩尘。
因之,放炮后要及时喷雾,不仅能够吸收大量炮烟、减少通风时间,而且可以达到降尘的目的。
3、装载洒水:
为避免装岩时粉尘飞扬,在装岩前应使用水管向岩堆上洒水使其湿润避免,在装岩过程中,产生二次扬尘。
七、喷射砼防尘:
a.增大砂石含水率,砂、石含水率以6%-8%比较合适;
b.采用适宜的工作压力:
喷头处的工作压力以0.1-0.13Mpa为宜;
c.采用双水环中心加水方式,改善水与喷料的混合条件;
八、人体防护:
主要为佩戴防止口罩和安全防尘帽。
在井巷掘进中,加强通风,改善气候条件,采用综合的降尘措施,使各项指标达到国家要求标准,为井巷施工人员创造一个良好的施工环境,施工人员的身体健康得以保障,施工进度才能加快,总体效益才能得以保障。
总之,斜坡道工程施工,精心组织,科学管理,优化施工方案,制定各项有效措施,各项辅助工作到位,为以后类似工程的施工积累了丰富的施工经验。
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