摘要：在工业生产中，矿产资源是非常重要的原料，随着科学的进步，矿源的开采技术也日渐成熟。作为矿源开拓的主要工程，竖井工程是矿山生产周期最长的工程，竖井的有效支护关系着井筒的安全使用，本文针对矿山开采过程中竖井施工过程进行介绍，对竖井工程的设计进行详细的解释，希望对提高施工技术起到促进作用，并提供一些参考。
关键词：竖井；施工；井壁；支护
在开采矿山时，竖井是地下环境中非常重要的一种井巷，并且在实际生产时，竖井有助于矿产资源的采集、施工人员的转移，并且能够实现设备、通风与排水的关键渠道。竖井项目的实际进度与施工效率会在很大程度上影响矿山开采方案，并且会对生产链上后续项目的实施产生极大的影响，甚至会对矿源的投产计划造成影响。鉴于此，提升竖井施工效率，并且保障项目实施的质量，对于维持矿产的正常进行，保证矿源的早日投产有着决定性的作用。
1施工方案
1.1短段掘砌施工
此阶段的特性就是段距离相对较小，不用借助临时支撑发挥保护作用，掘砌施工是在相同的井段区域中完成。短段围岩暴露的时长相对较短，维护工作开展的难度相对较小。可是因为井壁存在非常多的接茬，施工质量难以得到保障。
1.2掘砌安一次成井
此阶段的特性就是一次成井，井筒的掘砌与井筒设备的安装同时进行。但此方案作业流程多，需要人员及设备多，施工过程难以管理。
1.3掘进单行施工
把井筒分成若干个井段，从上而下地在每个井段内掘进井筒，此外还应该针对正在作业的井段区域实施临时支护，并且在井段工序结束后，根据从上到下的规律，完成永久井壁作业。
1.4掘砌平行施工
此阶段的特性就是井壁作业与掘进井筒的实施区域是邻近的两个井段中。这就能够实现空间与时间的高效利用，可是因为凿岩要运用非常多的器械，因此实际作业时组织难度相对较大。
2竖井施工
2.1井口施工
对井口位置进行选择并对施工场地进行清理。场地土石施工工作完成后对场地边坡进行防护工作。采用人工对井口开挖，井颈衬砌及井座在井口开挖完成后施工。衬砌混凝土采用组合钢模与少量木模的拼装，桁架支撑。当衬砌混凝土的强度已经足够后，井下开挖放爆，与此同时，运用切实有效的覆盖手段。
2.2井身施工
表土挖掘时安置了临时锁口，临时支护结束后，就能够继续向下挖掘。在以硬粘土层为代表的无水但是稳定性相对较高的表层内，大部分运用全断面分层下挖的方案；若是水分丰富，就能够运用阶梯式环挖法，即首先在井筒中心点开挖可以降低水位并且集中排水的超前集水小井，之后挖掘其余部装药采用药串法作业，有水时采用防水药包或胶质炸药。通风的要求根据井筒的深度，井下的工作人员个数以及排烟的时间等因素确定。
初期选择运用简易器械完成出碴操作,若是完成计划深度，就可以采取机械法完成装碴作业，并且在实施过程中首先抓出桶窝，之后把碴堆抓平，最终采取分层的方式完成抓取过程。建井时期借助井架进行，而井架需要在混凝土基础上安设，高度应该依照提升能力设定。提升钢绳应该依照悬挂物体自重的最大值完成选型，并且一定要符合安全标准。出碴平台上运用电动葫芦，把矿碴侵倒至溜碴槽，运输工具是自卸车，运输至计划弃碴场。
图1井身施工图
2.3排水
井壁开裂脱落，地表塌陷等问题在以往工程中出现的频率相对较高，很大的原因是由于相关施工人员与技术人员对土层的地质环境不够了解，作业方式未科学地运用，并且对水的处理存在不合理之处。鉴于此，不但应该避开在雨季作业，还要依照具体情况运用地表防水、井帮导水、截水与工作面排水等手段，竖井周围应该设置排水设备，避免出现地表水进入的问题。正洞施工时，务必严格按照规定实施水文地质超前预报，并且运用科学的防涌水措施，假若出现涌水的问题，并且排水无效，就要在第一时间将器械设施撤离危险区。
2.4水电、通风
前期运用临时方案进行供风、供电、供水，后期依照建井后正洞作业应该确定机型，还要分析综合布设工作。作业通风在建井环节应该主要运用压入式，主洞作业环节应该联用压入式和铺助吸出式。
3井壁支护
竖井支护也就是封闭挖掘之后的岩体，进而避免被浸蚀。若是矿区竖井岩体破碎，并且地压频繁活动，支护方式就应该结合施工现场的地质环境，实现承压后封闭的目标。
传统的竖井设计支护方式主要是低等级混凝土，大部分是运用工程类比的形式规划混凝土支护架构与支护强度。虽然近来竖井施工技术与相关器械已经产生了极大的改变，成井效率提升，可是竖井深度也由于采深而增加，超千米深井也更加普遍。井深增加，原岩应力也就会提升，这就会导致井筒围岩塑性变形剧烈，竖井挖掘之后，围岩往往表现出蠕变或是流变的现象，进而使得支护支出增加。项目地质、水文地质状况的改变，会使得科学支护架构、支护强度、支护技术以及支护时长等设定的难度降低。因为竖井挖掘之前基本不能根据实际标准进行项目勘察工作，这是因为初始条件尚未明确，支护规划通常要运用工程类比的方式来制定。施工中变形监测工作的进行存在较大难度，因此动态设计的可行性不高。鉴于此，仅仅只能采取深度比照同类工程经验的方式制定支护方案。也就是钢筋混凝土为主，单筋或是双筋为辅，如此便能提升混凝土架构的抗剪性能。
3.1临时支护
表土层相对松软，承担井口附近建筑物与构筑物的压力相对较大，井帮坍塌几率较大，因此开挖表土时，应该进行临时支护的设置。
3.2喷射混凝土支护
喷射混凝土支护作业流程非常简便并且机动灵活，能够在很多阶段中运用；喷射混凝土支护层能够节省立模板所需的木材或是钢材，还可以使得混凝土用量得到减小，喷射混凝土不但能够发挥永久支护的作用，还能够与其他支架联用，喷射混凝土的密实性非常理想，并且相对于普通混凝土而言，强度较大，因为在喷射混凝土内速凝剂是必不可少的，如此便能实现迅速早凝的目标，而围岩也能够具备良好的抗力。
3.3锚杆支护
锚杆支护是借助锚杆，改变围岩受力，实现围岩的加固。支护效果体现在下面几点。
（1）加固：在节理发育的破碎岩体内，不能实现悬吊与组合的作用，但是打入锚杆后能够发挥支护破碎岩体的作用。（2）悬吊：锚杆把松动、稳定性较差、软弱的围岩在相对坚硬并且稳定性相对较好的深部岩层内进行悬吊，如此就能够使得稳定性较差的围岩不脱落、不脱离。（3）组合梁：锚杆锚例如层状岩层后，将数层薄层岩层构成组合梁，进而导致层间摩擦力提升，使得组合梁整体岩层具备良好的抗弯性能，而组合量的抗弯性能同样非常理想。
3.4井圈背板临时支护
井圈背板临时支护是一种传统的支护形式，其实就是借助井圈、背板、挂钩以及顶柱构成维护架构。井圈大部分运用14-20号槽钢，而上、下井圈间借助直径20-25mm的Z形挂钩连接起来，井圈背后借助木板发挥支护作用。由于喷锚支护不断发展，并且短掘、短砌施工技术渐渐成熟，此种临时支护方式的运用频率也渐渐降低。
4施工控制
（1）露天爆破的关键就是控制爆破程度，如此便可使飞石和燥声尽量降低，临时道路与作业现场完成后，要在第一时间展开坡面防护工作。（2）作业中应该依照围岩的改变，完成相关参数的调节，防止爆破影响围岩施工。（3）在围岩存在水时，应该从水源外周向水源周围喷射，并且最终将此水源封闭。（4）喷射混凝土时应该针对开挖断面规格进行严格检查，借助高压风进行岩面的清扫，并且将松动的围岩翘掉，进行厚度标识的埋设之后进行作业。（5）科学设置水灰比，针对水泥砂浆早期强度进行严格的监测，还要在第一时间针对配合比进行调节与修整。（6）测量横洞挖掘的实际轮廓、炮眼眼位，并且确定钻孔施工的人员、区域以及数目。还要根据炮眼精度进行查验工作，科学地控制超欠挖施工。（7）喷射施工时务必分段、分片、从下到上展开，并且喷射施工面只跟开挖面，喷设之后4h不能进行爆破施工。（8）混凝土搅拌站周围进行沉淀池的建造，搅拌站所形成的污水沉淀之后排去，进而使得周围水域的清洁得到保障。
5结语
强化设计、管理、施工、监理等相关人员对钢筋混凝土架构的了解，并且开展矿井建设领域的知识与技能培训，进而使得施工人员的能力得到强化，进而使得钢筋混凝土质量得到保障，施工单位务必构建完善的施工质量检验预控机制,并且制定科学的施工工序、技术管理制度，切实完善隐蔽项目的质量检测工作与现场记录工作，全方面地保障竖井作业的安全与质量。
参考文献：
[1]徐岗财,杜红波,刘福生.地铁出入口基坑工程倒挂井壁支护结构多竖井分段施工[J].交通建设与管理,2014,(12):155-157.
[2]崔秀平.竖井施工及井壁支护[J].科技传播,2012,4(14):145-146.
[3]胡华君.竖井施工中地面预注浆技术的分析[J].山东煤炭科技,2016,(02):65-67.
[4]罗春泽.天井钻机在盲竖井施工中的应用[J].山东工业技术,2016,(14):121-122.
[5]王耀凯,陈召亮,刘伟.泥河铁矿竖井施工方法探讨[J].现代矿业,2014,(06):78-79.
论文作者:桂志明
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/5
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