解决四采区主井竖井井筒受压形变的方案

　　摘 要：怡盛元矿四采区主井原支护方式为钢木支护，支护间距1m，由于地表土层较厚，加上为原先收购怡盛元矿下掘的竖井，在井筒支护上投入过小，2018年4月2日井筒出现突然的形变，导致井筒装备变形，提升系统停止运行。
　　关键词：钢木支护；井筒变形；井筒装备；
　　一、事故背景
　　新巴尔虎右旗荣达矿业有限责任公司于2011年收购怡盛元矿业，四采区地表明井于2008年下掘，井筒规格2200*2400，2013年对井壁进行了120m的刷帮处理后变为2200*3400，由于当时是私人老板开采，安全投入较少，在井筒支护上采用最为简陋的钢木支护，且0-30m为土层，30-50m之间为风化岩，导致2018年4月3日井筒出现突然的形变，受形变的部位在竖井6m-30m段的东侧和北侧，4月3日下井前罐笼还能勉强下行，但是目测明显变形距离20m，井筒装备变形主要在24m处，形变自上而下依次增大，导致井筒装备变形，当天晚上现场分析产生形变的原因主要有以下五个方面的原因，其一、支护方式过于简单，用14槽钢支护四周，木板别帮，在2013年在木板上挂网喷浆，多年的运行，导致别帮木板腐蚀，地表浮土层低压越来越大；其二2017年冬季雪大，该井处于风口积雪较厚，三月下旬气温较高，化冰产生的水大量渗透至土层，三月底气温突然降低至零下十几度，土层水结冰膨胀，导致地压进一步扩大；其三、该矿井2017年在180中段、210中段进行了空场采矿，且该井岩石主要为碳质板岩，该岩性不稳定，采场出空后，采场目前已经落满，加大了地表井筒的地压；其四、2013年刷帮后井筒断面为2200*3400，井筒形状受力不好；其五、2013年对地表进行了井口井字梁的浇筑，挖掘土层6m深，后用土回填，破坏了土层。
　　二、处置方案
　　四采区主井现在采矿标高为268，采矿证标高为278，为长远技改考虑，已经不考虑四采区主井深部下掘，上部资源现阶段主要是回采和平行矿体采矿，服务年限只需1-2年，考虑到混凝土铸壁的施工周期和造价，采用钢支护后维持2年的生产。
　　2.1临时措施
　　4月4日开始进行临时措施的加工及安装，现场安装了三台稳车，其中二台用于下放吊盘，一台用于井盖门开闭，现场制作一个可以折叠工作平台的双层吊盘，并安装好工作吊盘，并拆除罐笼。
　　2.2临时加固
　　由于事故突然，怡盛元库存支护钢材不够，现采购需要四天才能到货，4月4日上午，罐道变形更加严重，罐笼已经无法完成下放，必须对井壁进行临时加固处置，防止井筒進一步形变，将井筒6m-30m用25a工字钢南北方向、东西方向分别支撑，加固在罐道梁上，此项工作已于4月5日下午完毕，处理后无明显形变增大迹象。
　　2.3封闭井筒
　　为防止拆除支护后井壁浮渣掉入井底造成清理井底影响工期，在一中段用型钢加原木制作了一个封闭平台，4根25a工字钢拆入原来马头门二侧，上面铺设一层d6花纹钢板，原木垂直于工字钢铺设在花纹钢板上，用于缓冲。
　　2.4拆除井筒装备
　　拆除地表至50m处原有安装的梯子间、罐道、西边罐道梁，保留东面罐道梁，防止井筒的东面和北面形变，当层支护时拆除当层罐道梁。
　　2.5钢梁支护
　　拆除作业开始后，自上而下作业，先拆开1-2块木板拆看井壁土层情况后继续进行作业，如发现土层不稳定、土层解冻呈流质必须停止作业，如土层稳定继续拆除当前一层的支护，拆除完毕后按照施工图纸进行施工，先拆除东侧罐道梁，然后拆除一层钢木支护，拆除完毕后，清理井壁浮渣，安装四角角钢1（∠100*100*10），然后安装一圈工字钢2和3（I16a），然后安装四周槽钢5和6（[20a），最后安装加固竖梁4（I16a），最后在最顶上一层预留的浇灌孔进行混凝土充填，依照以上工序循环进行，直道岩层，拆除过程中必须切断井筒电源，施工电源线由井口重新下放，吊盘下放时必须收好折叠平台，待下放至作业地点后方能打开折叠平。
　　2.6、井筒装备安装
　　井筒装备自上而下安装，安装层间距为4240，罐道梁安装在支护的工资钢上，先安装二根罐道梁4（I25a），吊装四根钢线找正，用水平尺找平，然后安装1罐道板（d10*400*400），罐道板制作加工时一块安装在罐道梁上，一块安装在罐道上，安装罐道2（口140*140*10），安装完毕后用4根M20*60的螺栓固定，双面配平垫和配双螺母，安装梯子梁7和8（[14a），安装花纹钢板6（d6），最后安装4格栅（∠40*4+φ4钢网，网目60*60）和梯子5（∠50*5+∠40*4）。
　　2.7清理浮渣
　　将井口门关严后，工人从四采区副井120中段安全通道进入作业现场，将掉下的浮渣用推车运送至废弃斗川，用耙矿绞车进行堆存作业。
　　2.8拆除临时措施
　　将吊盘提升至井口后整体拆除、拆除稳车和井盖门，吊盘和井盖门运送至矿部制定堆料场后，进行解体，长料继续使用，短料做废旧物资处理，稳车运送到矿部设备堆场封存。
　　三、推广方向
　　目前虽然此方式不是较为先进的支护方式，但是中小型矿山还是得到了较多的应用，优势主要体现在周期短，投入资金较少，投入设备设施少，尤其是在老系统中的应用，目前中小型矿山老系统面临着服务时间较长，井筒条件较差，井筒规格小，尤其是方井滑模的应用还不成熟，断面小，机械化施工难度较大，混凝土铸壁难度大，投入高。
　　参考文献
　　[1] 本书编委会.矿山采矿设计手册矿山机械篇上卷.中国矿业大学出版社，2006.04：357-636.
　　[2] 本书编委会.矿山采矿设计手册矿山机械篇下卷.中国矿业大学出版社，2006.04：637-769.
　　作者简介
　　黄磊，1987年11月25，男，汉族，湖南益阳，本科，华中农业大学，助理工程师，矿山机械。
　　（作者单位：1、云南驰宏锌锗股份有限公司新巴尔虎右旗荣达矿业有限责任公司；2、长丰猎豹汽车有限责任公司）

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