朱生青　臧云培　李安生

(吉林通钢矿业有限责任公司)



上青矿主井储矿仓维修实践

朱生青臧云培李安生

(吉林通钢矿业有限责任公司)

矿山地下开采主井储矿仓担负矿石的临时储矿任务，矿石通过主井卸载曲轨及卸货溜槽放货至主井储矿仓，主井储矿仓及斜溜道反复被矿石冲击、磨损，经常出现储矿仓及斜溜道损坏严重现象，导致储矿仓及斜溜道无法使用，影响矿山的正常生产。结合上青矿主井储矿仓及斜溜道维修经验，通过改变斜溜道溜矿矿石对矿仓井壁的冲击方式及储矿仓维修方式，延长了储矿仓的使用寿命，缩短了储矿仓维修时间，降低了储矿仓维修费用，可为类似矿山储矿仓维修提供参考。

储矿仓斜溜道维修方式

上青矿主井储矿仓作为该矿矿石提运的重要通道，是该矿主井矿石提升系统的“咽喉”，担负该矿135万t/a铁矿石的溜矿任务。主井储矿仓被矿石反复冲击、磨损，已与放矿机硐室击穿，斜溜道镶嵌的12层衬板磨损严重大部分已脱落，斜溜道与井筒交叉点附近的三角地带基岩磨损严重，磨损倾角75°～80°，斜溜道对面井壁可见一跨度约15m的空区(冲击窝)，溜头上部储矿仓井壁有一个高6m、宽约1.6m的冲击沟槽，且沟槽下部已与溜头上部贯穿，且储矿仓及斜溜道的其他部位也磨损严重，储矿仓已无法使用，矿山停产。为此，矿山组织了相关专业技术人员对矿仓进行了详细的技术论证，提出了切实可行、安全可靠的维修方案，并组织专业施工队伍对矿仓进行了抢修，在短时间内恢复了生产。本研究对该矿主井储矿仓维修方案及施工工艺进行详细分析，供类似矿山参考。

1　维修方案

斜溜道与储矿仓均处于同一井筒内，为降低施工安全风险，斜溜道维修不宜与下部储矿仓维修同时进行。经反复论证，确定了主井储矿仓维修方案，即首先维修上部斜溜道，然后维修下部储矿仓。为确保储矿仓浇筑混凝土后可立即投入生产，储矿仓主要采用钢架结构、同时浇筑混凝土的形式进行维修，斜溜道采用锚杆配钢筋网同时浇筑混凝土的形式进行维修。若储矿仓损坏区域按原设计方案恢复，斜溜道溜下的矿石将继续冲击矿仓井壁，投入生产3个月后斜溜道对面的井壁仍被矿石砸出一个凹坑，仍需继续维修。经论证，储矿仓维修不按原设计方案恢复，仅维修储矿仓下部井壁，高度为5m，将斜溜道溜矿矿石下落的整体中心下移，确保矿石下落无法冲击井壁，而是直接落于井壁平台上，在井壁平台上形成一个软垫层，有效避免了矿石下放对井壁的破坏(图1)。

2　施工工艺

施工流程为施工准备→搭设作业平台→清扫斜溜道及储矿仓上部浮石→搭设脚手架平台→打锚杆注锚杆→绑扎钢筋→浇筑混凝土→斜溜道衬板安装→清扫矿仓下部浮石→继续搭设脚手架平台→打锚杆注锚→ 型钢框架安装焊接→绑扎钢筋→安装矿仓井壁锰钢板→浇筑混凝土→矿仓加固其他工作→进行初步验收工作→拆除脚手架及其他施工设施→验收→投入生产[1-2]。

2.1斜溜道施工

首先将储矿仓内的矿石下放至维修斜溜道的指定位置；然后在斜溜道磨损处搭设工作平台，平台用厚50mm的木板搭接而成，作业平台设置完毕后，将斜溜道上部剩余磨损严重的衬板由下至上全部拆除，用风镐将钢筋混凝土全部凿下。

对于斜溜道下侧井壁损坏部分，可在下部脱落斜面布置规格为400mm×400mm的倒楔式锚杆(φ32mm圆钢)，锚杆长2～5m，锚杆嵌入围岩深度不得小于2m，锚杆安装角度根据具体情况而定。为防止在浇筑储矿仓和斜溜道混凝土时发生坍塌，锚杆应全部与斜溜道下侧的钢筋网及锚栓和储矿仓井壁的钢筋网焊接，锚杆与锚栓、钢筋网的焊接长度不小于300mm，焊接标准按国家焊接标准执行。

图1　斜溜道及储矿仓维修方案

安装储矿仓壁侧的43kg/m钢轨时，钢轨按设计方案安装(斜溜道下侧的井壁损坏部分按原设计进行恢复)，安装完毕后按设计焊接预埋钢板，等同于对钢轨进行了加固。由于钢轨由高碳钢制成，可焊性差，焊后变脆，受到冲击后易裂缝，可在钢轨钻孔用圆钢和预埋件焊接进行加固。

采用钢梁支架、焊接铁板作为胎板的方式加固混凝土胎板。最底层钢梁，两端、中间打锚杆眼(2个1组，共3组，八字形平眼)，以防钢梁向外脱落。最底层钢梁架设完毕后，按间隔1m往上敷设钢梁，依次类推，约10层(视现场情况定)。每道钢梁架设完毕后，在两端、中间打锚杆眼(平距间隔1.5～2m1组)，对钢梁进行加固，钢梁之间用槽钢支撑于矿仓另一侧，钢梁和钢轨之间用厚10mm的钢板作为模板进行固定，钢板与锚杆、钢筋网焊接一起并在井壁筑锚杆固定钢板，防止混凝土坍塌。

钢梁和钢板全部加固完毕后，将最底部平铁板作为底支护胎板，在钢轨内进行钢筋编网(网眼规格400mm×400mm)，布设时应满足混凝土捣固需要，利于人员作业。在编制钢筋网前在斜溜道每隔200mm用δ6花纹钢板制作格挡，保证斜溜道坡度及阻止混凝土流动，确保施工安全。

混凝土浇筑前用高压风及高压水彻底清洗储矿仓壁，采用快速硬化混凝土进行施工，可缩短施工工期，提前恢复生产。浇筑混凝土标号不低于C30，1m一层浇筑，要求振动棒振捣密实，直至上部结顶。浇筑混凝土采用溜灰管作业，溜灰管采用钢丝绳(φ12.5mm)吊挂，在斜溜道矿仓口吊挂应不少于3个点，卸料漏斗设于矿仓口，应牢固固定。

2.2储矿仓施工

斜溜道维修完毕后，需将储矿仓内的矿石放空后方可进行矿仓维修，随着矿石的下放，自上而下对储矿仓进行检查，对于岩石松动或大块矿石脱落的情况应及时撬毛。自上而下逐渐放矿石时，以每次下放2m的原则，放够2m停止放矿石，开启通风机将放矿石时产生的粉尘吹散，并用高压风辅助通风。施工人员从卸载曲轨处将施工机具和材料下放至矿石面，认真检查岩壁的毛石和浮石，重复上述流程直至放空储矿仓。

储矿仓放空后，用方木密集排列，方木间不留空隙。沿方木的垂直方向用3块50mm厚的木板，搭建脚手架基础平台(木板间距1.5m)。将方木用铁线与铁钉进行连接，在排矿口留尺寸为1 000mm×1 000mm的排矿口作为人员和材料上下之用。

在冲击窝下部搭设钢结构框架，用于增加储矿仓修复段的强度，框架结构采用22#槽钢，槽钢网度800mm×800mm×800mm，框架结构的高度为6m，框架结构采用焊接方式，焊接施工符合施工规范要求，焊缝高度不小于10mm。在安装钢结构框架时，框架最底部槽钢应坐落于基岩上，如此需将矿仓下部掘凿一个平台，用于固定槽钢，同时防止槽钢整体下滑，每根锚杆应与钢框架焊接，锚杆与槽钢的焊接长度不小于300mm，焊接标准按国家焊接标准规定执行。

在冲击窝下部岩壁上钻凿锚杆眼，安装锚杆，用于固定钢板、钢筋网、槽钢框架。锚杆采用倒楔式锚杆(φ32mm圆钢)，长2～6m，锚杆嵌入围岩的深度不得小于2m，锚杆网度400mm×400mm，每根锚杆应焊接于钢板、钢筋网、槽钢框架上。

安装锰钢衬板时，钢板的尺寸及材质按斜溜道铺设的钢板形式进行加工和安装。每根锚栓应与槽钢进行焊接，锚栓与槽钢的焊接长度按锚栓的全长进行焊接，焊接标准按国家焊接标准规定执行。为加快施工进度，在浇筑混凝土时钢板可作为混凝土模板使用。由于锰钢衬板尺寸为1 050mm×890mm，而冲击窝宽约1.6m，储矿仓维修完毕后须保持井壁平整，因此在安装锰钢衬板时需将原井壁作一定的抠除处理，达到锰钢衬板尺寸后方可安装衬板。

储矿仓维修段的钢筋布置形式按原设计恢复，同时储矿仓的损坏部分采用钢筋混凝土充填，钢筋网度200mm×200mm×200mm。混凝土浇筑前，须用水清洗净岩壁，混凝土强度为C30。δ50钢板作为模板浇筑混凝土前，对钢板进行加固。在每层衬板接缝处用22#槽钢进行间断焊接，槽钢两端用筑于井壁上的锚杆进行固定，分层为1.5m浇筑一次，直至将储矿仓内上部冲击窝全部支护完毕为止。

整个加固维修工程施工完毕后，将施工中剩余的施工材料或废旧边角料用吊桶提出储矿仓外，由上至下逐层拆除脚手架和工作平台，所有的材料从排矿口运出。

3　施工安全措施

(1)所有施工人员须具备井下检修经验，熟悉《金属非金属矿山安全规程》及矿山各项规章制度中有关工种的操作规程，做到“三不施工”(不安全不施工、没有安全措施不施工、安全措施不落实不施工)。

(2)每班施工前应对每名施工人员进行施工技术及安全交底，参与施工的人员须进行三级安全教育，考试合格后方可上岗。

(3)总工程师和技术员同时监督安全工作，各班设兼职安全员，及时作好安全教育和安全检查工作，并作好安全记录。

(4)井口应设置警示牌，无关人员不得靠近井口，井口设专人看管，严禁各种物品坠落井下。

(5)现场作业人员进入主井储矿仓内时，须戴安全帽、系安全带、安全绳，并在井口设专人负责检查监督。

(6)配备8部对讲机，其中4部作为地表与井筒内施工作业人员的通讯工具，剩余4部对讲机为备用。

(7)井下应有充分的照明，储矿仓照明和信号系统使用安全电压。

(8)应认真检查所有损坏岩壁的活动浮石和矿石，检撬浮石时，人员须站立于外侧，检撬浮石下方不得站立人员。

4　结　语

对上青矿主井储矿仓的维修方案及施工工艺进行了详细分析，并对施工安全措施进行了讨论。该维修方案的实施使得斜溜道及储矿仓的维修工期由计划的40d缩减至9d，确保矿山在短时间内恢复生产，为矿山创造了较好的经济效益。经近1a的生产验证，该维修方案完全能够满足该矿山的生产、安全、技术要求。

[1]沈季良，崔云龙，王介峰.建井工程手册[M].北京：煤炭工业出版社，1986.

[2]刘刚.井巷工程[M].徐州：中国矿业大学出版社，2005.

2016-06-07)

朱生青(1970—)，男，高级工程师，134304 吉林省白山市浑江区锦绣家园。