【关键词】新田矿 斜井
一、根况
新田矿井位于黔西县城北东部,属甘棠乡管辖。探矿权井田东西长约8km,南北宽约4.6km,面积35.92km2,全井田内,获得的煤层硫分≤3%的查明资源总量(含断层煤柱)为22556万t。
按设计,新田矿井工业场地位于长坡西北部,采用斜井单水平开拓方式,初期设主、副、回风斜井3个井筒,工业场地分台阶、分区布置,其中主斜井井口标高+1234m,井筒倾角14°45′,采用半圆拱形断面,断面净宽4.4m,净断面14.6m2,斜长1467m,担负全矿井的煤炭运输、人员运送、辅助进风等任务。副斜井井口标高+1234m,井筒倾角17°30′,采用半圆拱形断面,断面净宽4.8m,净断面17.2m2,斜长1235m,担负全矿井的辅助运输和进风任务。回风斜井井口标高+1271m,井筒倾角20°,采用半圆拱形断面,断面净宽5.0m,净断面18.3m2,斜长1181m,担负全矿井的回风任务,一期开采水平标高为+865m,投产时井巷工程量15236m/189842m3,其中瓦斯底抽巷3700m。矿井一期建设总资金为59334.37万元,服务年限70.7a,投产井巷工程量15236m/1898421m3,其中瓦斯底抽巷3700m,工广占地27公顷,矿井建设工期42个月。
二、矿井地质特征
1.地形地貌
矿区地处贵州高原西北部,系黔西北高原过渡带,属溶蚀-剥蚀山地地貌,以中山为主,地形地貌受区域性地质构造和岩性控制,常以馒状山和洼地相间分布,局部茅草铺组“戴帽”的山顶形成有悬崖峭壁,总体上地势具“北西高、南东低”之特点,高差一般在100-200m之间,地形坡角一般15-35°,低凹平缓地带地形坡角在10°以下。矿区内最高点位于西部马鞍山东侧山顶,海拔1462.9m;最低点为长坡北西侧的平缓地带,海拔1159.3m,相对高差最大达303.6m。
2.地层
矿区内仅发育沉积岩,无岩浆岩分布。出露地层由老至新有:三叠系下统夜郎组玉龙山段上部、九级滩段、茅草铺组及第四系。下三叠统夜郎组玉龙山段下部、沙堡湾段、二叠系上统长兴组、龙潭组及下统茅口组,均未出露。
3.主斜井筒穿过地层概述
主斜井穿过的地层从老到新有龙潭组、长兴组、夜郎组沙堡湾段、玉龙山段、九级滩段及第四系。各井筒穿过各地层的斜长距离分述如下。
(1)0-66m表土层为九级滩段上亚段钙质泥岩风化后的堆积层或冲积层。
(2) 66-160m为九级滩段中亚段灰岩和泥灰岩,中上部岩溶裂隙发育。
(3) 160-277m为九级滩段下亚段钙质泥岩夹泥灰岩。
(4)277m-784m为玉龙山段(t1y2-2)为石灰岩,厚约126m,该亚段属非饱和的岩溶裂隙含水层,溶洞及裂隙发育。
(5)在1124m遇f5断层,该断层长约3.2km,落差30-50m,出露地表,由井筒检查3#、b3#孔控制,该断层切割九级滩中段、玉龙山、龙潭级长兴灰岩、茅口灰岩等强含水层,断层导水性较强。
(6)784m-1161m为下覆玉龙山段(t1y2-1)泥质灰岩、泥灰岩、钙质泥岩互层,间夹2层灰岩,厚13m。见灰岩蜂窝状溶孔和裂隙,属层间裂隙含水层,富水性较弱。
(7)1161m-1222m为沙堡湾段(t1y1)钙质泥岩,中下部夹石灰岩薄层,平均厚19m,富水性较弱,为相对隔水层。
(8)1222m-1293m为长兴组(p2c)灰岩,约厚34m,检4孔抽水结果:q=0.006322l/s•m,k=0.0003787m/d,涌水量5-10m2/h;漏水钻孔(503、601)集中在井田东北部,漏水水位标高为1199-1174m,即南高北低;富水性中等,为层间裂隙含水层。
(9)在1293m开始进入龙潭组(p2l)煤岩系地层,厚131m。
三、岩溶发育状况
主斜井在265m九级滩段下亚段泥灰岩开始遇岩溶发育破碎带,裂隙节里发育,内充填密实的黄泥,并夹有比较风化的块石;在294-297m揭露一空溶洞,该溶洞斜切井筒轴线呈120度夹角向巷道右帮延伸,在左帮宽约0.2米向右跨度逐渐增大,在巷道右帮跨度达3m,底板深度在20米以上,顶板看不见顶,溶洞呈剧齿状发育,两壁潮湿,有水珠,巷道左帮溶洞两壁是微风化的灰岩,夹黄泥。(具体见图1)
四、施工方案研究
根据井筒实际揭露的岩溶发育情况,选择有全断面锚网喷支护、全断面钢筋混凝土浇筑、局部锚网喷+29#u支架+底板铺钢轨钢筋混凝土浇筑联合支护三种方案,全断面锚网喷,底板铺100mm的素混凝土,存在的不足有:(1)底板无法通过,如用工作面掘进的矸石回填,有可能堵塞下面通道,如雨季大气降雨的雨水经过该溶洞无法流走时,将对巷道产生很大影响,严重威胁着矿井以后的生产。(2)对巷首右帮、顶部空洞无法处理。(3)左帮为风氧化较为严重的灰岩夹黄泥,锚杆锚固力达不到设计规范要求,达不到安全要求。全断面钢筋混凝土浇筑,存在的不足是工期较长,经类似工程施工,计划需要15天,影响施工进度,另外一个是巷道顶部浇筑是一个薄弱环节,振动搅拌不均匀,强度达不到设计要求。局部锚网喷+29#u支架+底板铺钢轨钢筋混凝土浇筑联合支护,存在的不足主要是工序较复杂,优点是:(1)在支护方式上选择锚网与29#u支架是比较合理的,锚网支护为主动支护, 29#u支架是被动支护,把两种支护方式有机的组合为一个整体,无形之中增强了巷道的支护强度,满足巷道服务年限长的要求。(2)在施工工序上确保施工人员安全,采取锚网喷作为临时支护,有效防止冒顶和片帮伤人的现象。(3)施工进度有保障,铺底、架棚与掘进可平行作业,施工锚杆、架棚、喷浆工艺简单,施工速度快。(4)在保障施工安全的同等条件下与钢筋混凝土浇筑施工,可降低工程造价。因此,合理的选择支护方案优为重要,一是考虑现场的施工安全和工期考核。二是考虑巷道的永久服务年限及施工质量,经过以上三个方案对比分析,采用局部锚网喷+29#u支架联合支护+底板铺钢轨钢筋混凝土浇筑的方式过此溶洞比较优越。
五、施工工艺
根据实际揭露溶洞发育情况及支护形式要求,该溶洞影响巷道的正常掘进,给人员施工带来一定的安全,经研究决定,首先用圆木对巷道揭露的溶洞口进行封闭,防止施工人员坠入溶洞内,并要求进入工作面人员均须配带安全带,保障人员安全;施工考虑从巷道左帮先施工,掘进3-4m,进行锚网喷支护后,再反掘右帮,对右帮溶洞两侧进行切凿,刷帮至掘进断面尺寸要求,再用22kg/m的钢轨密集排列,横空加在巷道底板上,做成钢轨道假底,然后架29#u钢支架,溶洞后面绑扎密实的钢筋,喷射混疑土进行永久支护,最后采用14#单层钢筋网浇筑300mm厚混疑土对巷道底板进行永久支护。
即支护方式为全断面锚网喷+ 29#u型钢棚联合支护,底板采用22kg/m型轨道铺底+钢筋混凝土浇筑:锚杆为ф20×2000mm螺纹钢筋树脂锚杆,锚杆间排距800×800mm;钢筋网采用φ6.0mm圆钢点焊接制成,网格130×130mm,规格为1200×2000mm;支架为29#u型钢,棚距800mm,棚腿站在底板轨道上;右帮、顶部空洞在支架后交错挂三层钢筋网,使网格达到30-40mm,喷射的混凝土尽可能的少喷入空洞内,喷射混凝土厚125mm,标号为c20。底板用22kg/m型轨道加固:轨道长5m,岩巷道方向布置,一根挨一根,延伸到巷道两侧轮廓线外200mm,并用混凝土充填为一根平面。具体方式为溶洞口用22kg/m轨道以排距100mm的间距排列封闭,轨道长度根据现场实际情况确定(两端轨道跨在实底长度不小于1.5m);再采取钢筋混凝土浇筑,混凝土强度为c30,钢筋为14的单层钢筋,间排距为200×200㎜,浇筑厚度为300㎜(浇筑厚度包含预埋轨道厚度),巷道净断面与原设计保存不变。(具体见图2)
施工工序:个人安全防护措施—左帮掘进—临时锚网支护—右帮反掘切凿—临时锚网支护—铺设底板两侧道轨—架u棚—挂钢筋网—喷射混凝土—浇筑钢筋混凝土封闭巷道底板。
六、技术经济效益
按照局部锚网喷+29#支架+底板铺钢轨钢筋混凝土浇筑联合支护方案施工,已安全顺利穿过该溶洞,取得了良好的经济效益。
1.通过这两个月的观察,没有发现该段支护有开裂、变形、底板下沉的迹象,大气降雨时,也没有雨水浸入的现象,说明此方案上可行的,质量是有保障的。
2.采取了本方案施工与钢筋混凝土浇筑施工,按本矿同等条件下,钢筋混凝土单价约为3万元,局部锚网喷+29#u支架单价为约0.238万元,每m单价直接节约0.62万元,5m共节约3.1万元。
3.根据现场实际情况,加强现场管理,精心组织施工,仅用了一周的时间就安全顺利的穿过了该溶洞,比原计划缩短了3天,也比钢筋混凝土浇筑计划时间缩短了8天,减少了影响时间,间接的加快了施工进度,直接缩短了矿井建设工期,按投产时一天采2000吨原煤,一吨煤按净利润50元计算,可直接创造利润80万元;可节约建设期利息和成本约3万元,但最主要的是矿井提前投产给社会和企业带来的效益是无可估量的。
4.通过该方案在本矿井的应用,在其它建设单位遇到同等条件或类似情况时可利用该项方案,从而达到良好的经济效果及社会效益。
中国论文网(www.lunwen.net.cn)免费学术期刊论文发表,目录,论文查重入口,本科毕业论文怎么写,职称论文范文,论文摘要,论文文献资料,毕业论文格式,论文检测降重服务。 返回工业论文列表
