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矿山工程监理公司浅析竖井掘进方法及特点

矿山甲级监理公司  2024-04-23 11:33:43
从目前矿山的实际开采过程来看,矿上开采分为很多种采掘方法,根据矿井的位置状况主要分为竖井掘进、斜井掘进、露天开采等几种方式。其中,考虑到矿井的具体形式以及开采难度
  矿山工程监理公司浅析竖井掘进方法及特点
 
  从目前矿山的实际开采过程来看,矿上开采分为很多种采掘方法,根据矿井的位置状况主要分为竖井掘进、斜井掘进、露天开采等几种方式。其中,考虑到矿井的具体形式以及开采难度和矿藏的储藏形式,竖井掘进比较常见,是目前矿山开采中的重要采掘方式。
 
  矿山竖井掘进方法的施工过程特点分析
 
  1 普通竖井掘进法
 
  在普通竖井掘进法中,主要的施工过程分为以下四种:
 
  1.1 锁口施工。由井颈上部的临时井壁和锁口框组成。锁口框采用木材、钢材、钢木结构;临时井壁段长度一般为1~2m,采用砖、料石、混凝土块砌筑。如表土层稳定,可采用一次施工永久锁口。
 
  1.2 表土施工。常用的方法有井圈背板、吊挂井壁、板桩、锚喷临时支护施工法等。根据井筒涌水量大小,可以采用工作面水窝集水、排水法,超前小井竖井降低水位法和井外疏干孔降低水位法进行涌水处理。表土施工提升有标准掘进井架提升系统(见井巷施工提升)和简易提升两种。
 
  1.3 基岩施工。当遇到土层下面是岩层的时候,需要对岩层进行开凿,并且将炸药放置在固定孔洞中。在进行基岩施工的时候,应保证基岩井筒内的涌水在30m3/h以下,同时要选择稳定性较强的岩层进行。在基岩施工过程中,要对整个井筒进行分段施工,需要人为的将井筒分成几个施工井段,并保证整体井筒施工能够采用从上至下的顺序施工。而施工井段的长度主要应根据井筒外围的岩石稳定性、涌水量和施工所需设备情况来决定。通常井筒段长度会在6~30m之间。
 
  1.4 支护和涌水处理施工。在矿山竖井掘进过程中,由于涉及地下挖掘施工,不可避免地会遇到地下水层,为了保证井筒施工质量,就需要对井筒进行支护,并对井筒内的涌水进行有效处理。通常在竖井掘进施工中,支护和涌水处理是结合在一起的,二者互为补充。在对井筒进行支护的时候,主要可以采用混凝土支护的方法,不但加固了井筒的内壁,同时也有效防止井筒外地下水的渗入。在涌水处理的时候,主要采取了涌水外排的方式,利用大功率水泵或者吊桶的方式将井筒的内的地下水有效排出井筒外,其中水泵排水更加理想。
 
  2 特殊竖井掘进法
 
  在特殊竖井掘进法中,主要的施工过程分为以下四种:
 
  2.1 板桩施工。当井筒挖掘至距离流砂或淤泥层为1m时,停止掘进,利用上部临时支护或井壁预埋12~18个生根钩子,架设导向圈,依次打入板桩(有木板桩、钢板桩),在超前(一般0.5~1.0m)对不稳定冲积层进行支护后再下掘,边下掘边架圈打板桩,直至通过冲积层。若井帮压力大,可根据实际情况,架设中间导向圈及副导向圈进行加固。该方法适用于表土层中流砂、淤泥段。
 
  2.2 沉井法施工。一般采用预制钢筋混凝土沉井井筒,下端设刃脚,依靠自重下沉,边下沉、边挖掘、边接长井壁,直至预定位置止,称不淹水自重沉井法。该法适用于流砂层小于1m的不稳定表土层,沉井深度小于30m、涌水量小于30m3/h的浅表土层井筒施工。为减少沉井阻力,避免井壁偏斜与开裂,采用壁后泥浆淹水沉井和壁后压气淹水沉井法,称“淹水沉井”法施工。
 
  2.3 冻结法施工。在矿山竖井掘进施工过程中,有些地层稳定性不够,如果采用普通竖井掘进法,将会遇到地下水层,增加施工难度。为了提高施工质量并降低地下涌水对井筒的干扰,可以采用人工制冷的技术将施工地层进行暂时冻结,主要是将井筒位置和地下水位置进行冻结,使竖井掘进施工能够提高掘进速度,并降低地下涌水的量,提高竖井掘进的整体施工质量。在进行冻结法施工过程中,主要采用了低温盐水进行地层以下的冷冻作业,其中低温盐水的温度应保持在-25℃左右。
 
  2.4 预注浆法施工。所谓预注浆法施工主要是指为了防止地下水对竖井掘进造成影响,采用向地下裂缝和孔洞中注入粘性胶体的方式,这种胶体注入地下之后,遇冷会自行凝固,形成对地层下涌水的有效封堵,保证竖井掘进的施工能够顺利进行,减小涌水对竖井掘进施工的影响。从目前矿山竖井掘进施工过程来看,地下涌水是影响施工质量的主要因素,只有实现了对地下涌水的有效控制,才能保证竖井掘进施工的总体效果。目前预注浆法施工中主要采用了结石性凝胶和凝固性胶体。
 
  本文重点分析了这两种施工方法的特点,并对这两种施工方法的施工过程进行了分析和探讨,为矿山竖井掘进施工提供了新的方法和依据,保证了矿山竖井掘进法施工的有效性。
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