摘要：作为一项系统性工程，矿山竖井工程施工过程极为复杂，为了保证顺利完工，在开展竖井施工之前，必须详尽的分析和了解施工各环节内容，确定最佳的施工技术，同时配合使用科学的质量监督管理办法。本文以某矿山竖井工程为实例，对矿山竖井开挖安装施工所应用到的各项技术进行了具体的论述。
关键词：矿山竖井；开挖安装工程；施工技术；
随着人类的开采，矿山表面的矿产资源几乎被开采殆尽，为了获取更多的矿产资源，人们智能加深开采的深度，竖井开拓方式营运而生，近年来，超深竖井的数量越来越多。为了保证竖井施工质量和安全，设计人员应该综合考虑实际情况情况，确定最佳的施工技术，优化质量管理模式，同时制定完善的施工质量安全管理体系，为后续施工打好基础。
1工程概况
矿山的开拓通常有两种方式：竖井和斜井。某竖井井筒净直径6.0m，井口标高为+124.6m，井颈段采用钢筋混凝土支护，支护厚度为1.2m；基岩段采用混凝土支护，支护厚度为0.5m，井筒总深度503米，井窝段深28米。如图1所示。
图1 工程竖井示意图
2矿山竖井开挖安装工程施工质量控制技术
2.1开工前的报验
为了有效的控制施工前的相关程序，开展施工之前需要进行报验工作，报验的内容主要有：施工单位相关资质，具体的施工设备、相关工程材料等。报验工作虽然是准备工作，但是只有做好报验工作，才能给后续的施工过程打好基础，相关工作人员和管理人员务必重视。
2.2竖井施工采用激光指向时，应符合规定
在掘进施工的过程中，为了控制偏差不超过15毫米，应该每间隔20-30米对掘进施工进行一次校核，校核过程中应用井筒中心线和激光光束进行比对校核，开展砌碹施工的过程中，为了控制偏差不超过5毫米，应该每间隔10-20米对掘进施工进行一次校核，校核过程中应用井筒中心线和激光光束进行比对校核。
2.3测量控制网的建立
为了给后续的十字线测量控制，竖井垂直度控制等工作打好基础，在布置井下控制点的过程中，应该保证这些井下控制点可以和地面控制点形成一个闭合的控制网络，其闭合程度必须符合相关标准规范。
2.4井筒掘进应符合规定
目前竖井施工大部分采用伞钻凿眼施工，伞钻具有钻凿炮眼精度和效率高，降低工人体力劳动强度等优点。一般施工过程中，根据爆破图表进行凿眼，根据不同的炮孔圈径、眼位，施工不同的深度、角度以及装药量。炮孔一旦出现堵塞，首先人工掏孔，如果人工掏孔后的孔深还不符合要求，那么需要重新凿孔，新孔应该设置在旧孔周围。槽孔的过程中严格禁止沿着残孔或者顺着岩层裂缝进行凿岩。炮孔圈径应该根据井筒中心进行确定，控制孔底处于一个高度。控制炮眼圈径偏差不宜超过50毫米，同时控制各圈眼间距的偏差不能超过100毫米。为了保证凿岩顺利进行，开展凿岩施工前应该彻底清除浮渣至实底或水窝。同时保证井帮岩面不能有裂缝的出现。控制井筒掘进局部欠挖和超挖不能超过设计规定的50毫米和150毫米。完成凿岩施工后，立即应用木楔堵塞炮孔孔口。
2.5竖井穿过局部不良岩层施工控制
在开展竖井开挖施工的过程中，一旦需要穿越含水层的地段，首先应该进行预注浆治水，然后应用短段掘砌技术进行施工。如果竖井施工需要穿越软岩地带，那么通常采用的施工方法为短段掘砌法施工，必要时可采用钢拱架加锚网喷砼加固，本竖井井颈段过软岩段就采用此方案施工。
2.6制定专门的施工安全技术
为了保证施工可以顺利安全的开展，在开展施工之前必须对工程地质条件以及水文情况进行详尽的调查，一旦掘进施工需要穿越不良地层，应有针对性的制定相应的安全施工措施。
3竖井开挖阶段施工技术
（1）测量。为了确保开挖结构的尺寸足够精准，在开展施工直选应用导线网进行复测，施工过程中以及完成贯通后应用三级复核制度对尺寸进行复核，另外为了保证竖井开挖断面成型，开挖施工过程中随时准备复核工作。（2）供风。为了满足掘进和支护工作的需要，需要设立空压机房，这样空压机将存在一定风压的风压到各工作面。（3）供水。施工单位进入施工现场后，充分考虑现场的实际情况建立高位水池，以供各项施工用水。（4）供电。竖井施工的过程中，井下用电由矿用变压器供给，通过动力电缆沿竖井送电到井下工作面，为了避免停电给施工造成影响，需要配置1组柴油发电机组应急供电。（5）通风。施工过程中的风需要排至地表，通风的方式有三种：压人式、抽出式、混合式，施工的过程中采用单一方法应用或者组合方式应用。（6）爆破。采用光面爆破的方式促进断面一次成形，提高竖井围岩的稳定性，使竖井断面通常具有良好的形态。（7）出渣及运输。安装开挖井筒的井架基础等施工和安装要和竖井开挖施工同时进行，另外稳车基础等附属工程也可同时开展。（8）支护。竖井内砼支护应用组合钢模版，随着井筒掘进达到模板高度后支护，每循环砼浇筑一次性成形，一般相邻施工循环的间隔为4m。（9）排水。在开展施工之前和施工过程中所产生的水，需要应用多级排水系统排放至地表。完成竖井开挖施工后，井底水窝内水积水需要通过临时排水系统排放至地表；完成永久水仓施工后，将水仓内积水通过井底泵房直接抽放到地表。
4竖井井筒装备安装施工措施
拆除井筒内用于原凿井施工的设施；对矿建原有通风和排水设施及施工吊盘进行改造；重新布置临时供风管和供水管，为井筒装备钻锚杆眼时应用到的设备风钻供风供水；在井筒装备安装过程中，供风管和供水管需要应用稳车悬吊进行固定，随同井筒装备同步延伸。改造建井过程中的供电设备及地面供电系统。在井筒施工吊盘根据需要安装照明通讯设施。充分考虑现场实际情况，严格按井筒安装设计图进行设备的安装，为了避免设备的拆除和重新安装，尽量应用建井过程中的设备进行优化和改造，完成井筒的装备后，将这些设备拆除、退场即可。
5竖井井筒施工方法及施工程序
5.1测量放线
井筒十字线桩位的复测工作十分重要，不仅需要会同监理和甲方共同参与，还需要做好记录，然后正式布置大线。大线位置需要根据井筒十字中心线进行测量和确定，校验工作需要开展两次，保证误差不超过1mm，精准的测量测量点之间的距离，保证精度达到相关要求后方可在封口盘上进行钻孔，为了避免大线发生损坏，在大线点的位置需要设置保护架。
5.2井壁上锚杆孔施工
井筒装备的施工顺序有从井口到井底的上往下及从井底到井口的下往上两种施工方法，通常采用上往下的方法施工，本文也以上往下的方法举例：一般在下吊盘打眼，上吊盘安装锚杆、托架、钢梁及梯子间等井筒装备设施，随着吊盘下放井筒装备从上往下延伸成形。井壁上锚杆眼的位置、间距需要根据上下两层钢梁层间距和大线确定，将锚杆孔的位置清晰的标注在竖井井壁上，应用风钻开展钻孔，根据锚杆设计长度确定实际的孔深。在开展钻孔施工的过程中，通常需要在钻杆上标准明显的标记，保证孔深符合设计要求，在凿眼过程中务必保证锚杆孔施工精准和质量。
5.3锚杆和支承托架安装
为了保证凿眼的各项参数满足施工要求，凿眼工完成锚杆眼的钻孔后，项目部需要组织测量技术人员、安装人员等进行测量复核工作。支撑托架和锚杆的安装都需要在上吊盘上开展，在安装锚杆之前，充分的清除孔内积水，先放入环氧树脂药包，然后再将锚杆插人孔内，应用风动扳手旋转锚杆，将之前放入的药包捣碎，静置五分钟药包凝固就可以进行支撑托架的安装，根据测量垂线进行找正，如果两个托架固定在同一个梁上，那么必须保证其处于同一高度，完成操平找正工作，应用锚杆螺母进行固定，保证托架稳固的贴于墙壁，通常情况下，托架和井壁之间会产生一定的缝隙，应用树脂胶泥将缝隙填充密实。完成锚杆安装后约1个小时可以进行锚杆拉拔力试验。
图2 井筒装备示意图
5.4井筒部分钢梁、罐道及梯子间安装
随着井筒装备从上到下进行，相邻两层钢梁之间需要做好衔接，通过上一层梁的标高引得下一层梁的标高，安装托架的过程中应该充分考虑大线位置和实际的设计标高。托架负责调整梁的高度的控制，梁通常安装在托架上，应用水珠管或水准尺进行操平找正。完成上一根梁的安装后，方可安装下一跟梁。保证每层梁的的定位必须符合相关设计要求。完成梁的安装后，由甲方和监理负责验收，同时为了方便后续查阅，需要做好相关的验收记录工作。如图2所示
5建井设施拆除及井口锁口
严格按施工设计进行，完成井筒装备钢梁等关键部位的安装后，需要将建井过程中的吊盘、供风供水管路、原井口封口盘等设备设施拆除，将临时封口盘安装在第一标准层的位置，应用吊车、气割等设施将原建井井架、绞车、稳车等设备设施拆除并转运至场外，根据设计开挖锁口段，应用吊车等设备安装附属设备，完成安装后需要根据设计进行锁口段钢筋砼等施工。如图3所示
图3 临时封口盘及锁口段施工
6结束语
总而言之，竖井开拓方式是近年来应用范围最广的矿井施工方式，这种施工方式不仅可以保证足够的施工深度，同时还可以保证施工可以顺利安全的进行，在开展施工的过程中，设计人员应根据施工现场的实际地质情况水文情况确定最佳的施工技术，管理人员也应该不断完善和优化管理模式，建立和施工过程相适应的安全管理体系。矿山竖井施工是一项较为复杂的系统性工程，各个施工环节之前须有较强的顺序性，在施工过程中，施工人员必须严格按施工顺序开展施工，同时将相关施工参数控制在合理范围内，力争更优质的矿产资源的同时，保证施工人员和施工现场的安全。
参考文献
[1]马侠.矿山竖井工程施工监理[J].甘肃科技纵横,2016,45(8):36-38.
[2]李文权.矿山竖井建设项目管理的研究[J].建筑知识,2016,36(10):95-97.
[3]胡清友.竖井施工组织及安全控制技术[J].隧道建设,2017,37(S1):163-167.
[4]田爱军,李建彬.深孔掏槽爆破技术在竖井开挖中的应用[J].现代矿业,2012,(08):121-123.
[5]赵兴东.超深竖井建设基础理论与发展趋势[J].金属矿山,2018,(04):85-87.
[6]陈水和.某工程防空洞竖井开挖技术总结[J].西部探矿工程,2016,(01):55-56.
论文作者:杨光跃
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/8
标签：竖井论文; 井筒论文; 过程中论文; 托架论文; 矿山论文; 锚杆论文; 测量论文; 《防护工程》2019年9期论文;