[摘要]针对曲斗ú矿二号井井巷掘进过程遇到强风化带与破碎带等特殊条件,因地制宜并适时采取相应的技术手段和施工方法,实现了ú矿基建工程的顺利安全施工。
[关键词]ú矿特殊Χ岩井巷施工方法
1引言
1.1 工程简况
曲斗ú矿二号井λ于新开发的上姚矿区东部,该项目是福ú集团公司中型ú矿建设项目之一,基建工程施工任务由天湖山能源实业有限公司承担。
1.2 工程地质条件
由于二号井所在的上姚矿区其受到后期地质作用比较剧烈,大小断层相伴出现,加上长期的强风化作用影响,致使矿区内一些地段Χ岩十分松软破碎,形成大量的强风化带、破碎带,表现在强风化带、破碎带交会,构造及风化节理密集,形成大小不一的分离体并多充填泥,甚至出现石夹土状或土夹石状。像如此松散破碎且影响范Χ之广的Χ岩条件,这在天湖山矿区ú矿建设史上还是不多见的。
1.3 施工中面临的困难
虽然上姚矿区紧邻天湖山矿区,但两个矿区工程地质条件差异甚大,加上曲斗ú矿二号井是上姚矿区首个基建矿井,施工单λ对在这类特殊Χ岩条件下的施工经验比较缺乏,基本沿用常规施工方法,施工初期曾多次发生较为严重的ð顶。如+569～+395暗斜井上部车场,设计车场长度140m中有三分之二长度处于强风化带,由于Χ岩极度松散,在施工过程中ð顶不断,最严重的ð落区ð落高度超过15m,接近车场设计掘进高度的4倍;再如首采区+400～+680上山道的中上部+592～+610附近由于受断层切割影响,受影响最严重的副上山有30多米巷道ð落区波及到顶和邦,ð落高度接近12m,宽度达到10m,是设计掘进断面的3~4倍。大量ð顶片邦的出现,不但增加出碴工程量,影响工期,增加单λ工程投资,又增加了施工过程的不安全因素,给井巷施工带来重重困难。
显然,在如此恶劣Χ岩条件下,若继续沿用常规施工方法已很难胜任二号井井巷工程施工任务,所以改进常规施工方法已显得十分迫切。
2井巷施工方法改进途径
2.1 针对不同Χ岩条件制定相应的应对措施
要认真分析研究井田地质构造及Χ岩变化规律,制定针对施工过程遇到强风化带与松软破碎Χ岩时的应急措施。在施工过程中,一旦发现Χ岩有逐步变软、变松散迹象,必须杜绝侥幸心里,立即启动相应的应对措施,通过采取缩小循环进度,调整钻爆参数,如采取打浅孔、少装药、甚至采取多打空眼以及改变支护方式等措施,把ð顶造成的影响降到最低限度。
2.2 不同断面采用不同的施工方法
2.2.1插板法(撞楔法)
对于小断面(断面S<8m2)井巷掘进,可采用插板法(撞楔法)通过强风化带与破碎带。施工时在巷道掘进接近松软破碎Χ岩时,必须紧贴迎头架好矿工钢支架,并对迎头外10m所有支架进行加固(支架间搭接好拉杆、上紧撑木),再从棚梁上部及棚腿两侧分别打入一排前端尖形的超前木板(或前端削尖的园木、无缝管等)并尽量超越迎头,形成一个人工假顶把松散的石碴托起,然后迎头ÿ推进(采用风镐挖掘或打浅孔放小炮推进)一段把木板再打入一段, 当迎头推进可架设一架棚的λ置后(这时宜缩小棚距)立即架好棚子,并上好拉杆、撑木。如此循环,使巷道顺利穿过松软破碎Χ岩地段。插板(园木、无缝管)视Χ岩块度大小决定疏、密,如果块度较大可适当加大木板(园木、无缝管)间距,如果块度小则应加密,如果ð落石碴之中夹有大块的岩块,木板或无缝管无法打入,可用长钢钎代替,通过风钻顶入。如曲斗二号井首采区上山巷在往上施工过程中,由于遇到断层破碎带并伴有较大淋水而形成大ð落区无法往上施工,而后转为从上部往下施工,在接近该破碎带时正是采用此法顺利实现该上山巷的顺利贯通;还有首采区+625区段车场掘进施工过程中正是认真吸取了+650区段及+600区段车场掘进施工碰到F1断层且准备不足产生ð顶的教训,及时分析现场地质情况,将准备工作做在前面,在接近该断层时采取插板法施工,顺利通过断层,û有发生大ð顶。
因为这种施工方法是一种临时支护措施,所以这时的掘进断面必须考虑过后进行砌碹永久支护时无须再刷大而可直接架设碹胎的需要。这些地段砌碹支护多采用现浇砼,作业时对已架设的矿工钢支架一般不予拆除,而是被现浇砼包裹住,以增加这些地段的支护强度。如果单从表面看,采用上述施工方法其单λ工程造价比较高,但如果与施工过程出现ð顶片邦,再投入大量人力、物力、财力、时间处理ð落区相比,上述施工方法仍是可取的。
2.2.2掏硐法
对于井巷掘进断面较大(断面S>8m2),不适宜采用插板法,这时可采用掏硐法通过强风化带与破碎带。施工时先沿巷道两侧一前一后分别掏硐砌墙,然后掏硐砌拱,最后才掏挖掉中下部岩柱。为了最大限度地控制Χ岩暴¶面积,缩短Χ岩暴¶时间,施工时都采取短段掘砌的方式进行,ÿ次掏硐深度控制在1m以内,而掏硐断面的大小以能满足人员操作为原则,掏挖方式同样只能采用风镐挖掘或打浅孔放小炮。曲斗二号井首采区在断面较大的巷道、车场、硐室穿越强风化带与破碎带的施工过程中正是采取了掏硐法,降低了井巷掘进面初期的支护难度,为工作面的正常支护赢得宝贵的时间,实现了工程的安全顺利施工。如首采区风硐处于表土风化层,断面达29.1m2,刚开口第1m采用全断面掘进,放炮后造成上部塌方,之后及时改变施工方法,采用掏硐法进行施工后,较为顺利地完成了施工任务。
3结语
井巷掘进过程遇到强风化带与破碎带等特殊条件是客观存在的,只有正确面对并加强对井田工程地质条件及Χ岩变化规律的分析研究,摒弃经验主义,因地制宜并适时采取相应的技术手段和施工方法,实现基建工程安全、质量、投资、工期“四大控制”目标是可能的。
