1.前言
坑下破碎系统工程是金属矿山特有的系统工程，破碎机硐室是破碎系统工程中最重要的部分，其上部连接原矿仓和卸矿坑，下部连接成品矿仓和皮带道，其作用是将来自原矿仓的原生矿石在破碎机硐室内进行初次破碎，然后，将破碎的矿石通过成品矿仓和皮带道内的皮带输送到竖井箕斗装载硐室，再由竖井箕斗提升到地表卸入矿仓。破碎机硐室掘进断面特别大，特别是在不稳定岩层中施工，难度非常大。本工法综合采用了国内先进的施工技术和施工工艺，经过在实践中的广泛应用，证明了其具有很强的可操作性和安全可靠性。
2.技术特点
2.1 采用导硐和天井将大断面破碎机硐室分割成若干分层，自上而下进行刷大和临时支护，减少了围岩暴露面积，及时进行支护，增加了施工安全可靠性。
2.2 采用数条天井将大断面破碎机硐室分割成若干竖向掘进单元，增加了掘进工作面，加快了破碎机硐室的施工进度，缩短了施工工期。
2.3 在天井顶部将天井进行两两贯通，部分天井作为矸石溜井，部分天井作为人行和通风天井，采取压入式通风，加强了硐室顶部的通风，改善了作业条件。
2.4 在破碎机硐室周边轮廓线掘进爆破时，通过不断优化爆破参数，实施光面爆破，减少了周边岩层受爆破震动的影响，改善了周边围岩自身的稳定性。
3.工艺原理
先在破碎机硐室底部施工中央导硐，到达破碎机硐室两端，导硐穿过破碎硐室下部成品矿仓的平面位置，然后，将成品矿仓与破碎硐室进行小断面贯通，利用成品矿仓小断面天井作为矸石溜井，破碎硐室爆破后的矸石由硐室底部的排碴设备，全部排入成品矿仓，再在成品矿仓底部的皮带道进行二次排碴。
成品矿仓与破碎机硐室底部中央导硐贯通后，在其上部安装钢结构格筛，在其下部安装漏斗，在底部导硐内安装出矸设备，形成矸石排放系统。
在中央导硐两边每隔10m左右施工若干条天井到达破碎机硐室顶部，并在天井顶部进行两两贯通，相互贯通的天井，一部分作为矸石溜井，将硐室顶部爆破的矸石溜放到底部导硐，再使用排碴设备进行排碴；另一部分天井作为人行通风井，便于人员进入硐室顶部作业，以及加强硐室顶部的通风。在顶部分层各天井之间，施工一条顶部导硐，将各天井相互连通，详见图1。
从破碎机硐室顶部分层开始刷大，边刷大边进行锚网喷临时支护，再向下逐层进行刷大和锚网喷临时支护，完成整个破碎机硐室的掘进。最后，对于设计浇灌混凝土支护的破碎机硐室，进行搭设脚手架、绑扎钢筋、组装模板和浇灌混凝土支护。详见图2。
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图中：1-破碎机硐室，2-大件道，3-底部导硐，4-天井，5-顶部导硐
6-回风井通道，7-成品矿仓小断面天井，8-皮带道
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4.施工工艺流程及操作要点
4.1 操作要点
4.1.1破碎机硐室底部导硐施工，穿过下部的成品矿仓平面位置，便于导硐同成品矿仓进行贯通，然后，将成品矿仓作为矸石溜井，进行集中出碴。
4.1.2 成品矿仓与底部导硐贯通时，先以小断面进行贯通，待破碎机硐室施工结束后，再进行成品矿仓的刷大和支护，避免利用成品矿仓出矸时，造成矸石对成品矿仓井壁混凝土的破坏。
4.1.3 成品矿仓与底部导硐贯通后，先在其上部安装钢结构格筛，并留出人行通道，便于行人安全，再进行天井的施工。
4.1.4 在破碎机硐室顶部刷大支护前，采用两井联系测量方法，通过天井将坐标控制点和高程控制点投放到破碎机硐室顶部，以控制破碎机硐室掘进边界线，防止发生过度的超欠挖。
4.1.5 在不稳定岩层中施工时，导硐和天井都需要采用锚网喷临时支护措施，确保施工安全。
4.1.6 破碎机硐室永久支护方式为锚喷支护时，临时支护锚杆应采用永久支护锚杆。
4.1.7 采用此工法在局部不稳定岩层中施工破碎硐室时，需在局部不稳定部位施工长锚索，将不稳定岩层锚固在深部稳定的岩层上。
4.1.8 破碎硐室顶部分层刷大支护结束后，向下进行分层刷大支护时，分层高度视现场岩层稳定情况而定，一般为2～3m高度为宜，便于施工锚杆和喷射混凝土支护。
4.1.9 破碎机硐室底部导硐两边的天井高度，以距离破碎硐室顶部掘进轮廓线3m左右高度为宜，便于施工锚杆和喷射混凝土支护，不需要踩矸打炮眼。
4.1.10爆破后立即进行通风，采用压入式通风方式。当破碎硐室只与一条竖井相通时，通风机位于竖井马头门内，与竖井压入式通风风筒相串联；当破碎硐室与两条竖井相通时，应将通风机位于进风巷道一侧，距离回风口不小于10m。
4.1.11严格按照测量中心线、腰线和爆破设计图表进行凿岩爆破，并在施工过程中，根据岩石性质的变化，不断优化周边炮眼爆破参数，实施光面爆破，保持围岩自身的稳定。
4.1.12破碎机硐室掘进和支护结束后，再进行破碎机硐室内行车起重梁牛腿混凝土柱，以及破碎机硐室底部的各项基础和电缆沟的施工。
5.应用实例
安徽铜都铜业冬瓜山铜矿主井破碎硐室施工
特大型矿山冬瓜山铜矿是上市公司铜都铜业的重点矿山，主井溜破系统工程是冬瓜山铜矿的关键性工程，关系到整个冬瓜山铜矿能否按期投产。破碎硐室是溜破系统中施工难度最大的一项工程，长32m，净宽10m，净高13m，岩石稳定性中等，设计采用浇灌钢筋混凝土支护，混凝土厚度500mm。采用本工法施工破碎硐室，底部导硐断面2.5m*2.5m，共布置天井6个，断面2m*2m，拱顶分层高度2.5m，下向分层施工高度2.5m～3m，采用破碎机硐室底部的成品矿仓吊罐天井集中出矸，天井断面2m*2m。采用锚网喷临时支护，喷射混凝土厚度50mm，永久支护为浇灌钢筋混凝土支护，混凝土厚度500mm。该破碎机硐室开工日期2002年4月15日，竣工日期2002年6月9日，施工工期55天，比普通导硐法施工相比，减少工期15天，实现了优质、安全无事故施工，受到铜都铜业和监理公司的高度赞扬。
论文作者:陈翔
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/9
标签：天井论文; 破碎机论文; 成品论文; 断面论文; 矸石论文; 岩层论文; 竖井论文; 《基层建设》2017年第24期论文;