主溜井加固施工方案研究

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1主溜井基本概况

某金属矿山于2008年建成投产，该矿设计首期开采规模为200万t，矿建工程量较大。为了便于废石的运输，在基建工程中采用主溜井溜放矿建废石。该主溜井直径为3.5m，高120.3m，采用钢纤维混凝土结构支护。位于主溜井下端部分的矿仓直径为6m，高13m，部分结构采用了混凝土和锚杆的联合支护方式。2013年6月，该主溜井中段部分开始正式使用，保证了大量矿建废石的正常运输工作，根据统计截至次年5月就实现了50万t矿建废石的运输。然而，随着工程施工进度的不断加快，由于管理措施不完善，维护工作不到位，再加上原本对主溜井的设计和施工不够科学合理，主溜井逐渐无法承受越来越多矿建废石运输工作的压力。由于爆破施工质量及矿石块度控制不严，常有大块入井，造成主溜井经常堵塞，无法正常开展矿石运输工作。为了清除障碍物，保障工程施工的顺利进行，不得不多次采用爆破方式疏通主溜井。但爆破产生的爆破地震波等有害效应，使得主溜井表面结构产生严重破坏并造成其开裂脱落，矿仓也出现了坍塌等情况，严重威胁到附近区域内施工人员的生命安全，阻碍了矿井施工工作的顺利进行。

2造成主溜井损坏的因素

造成主溜井损坏的原因有很多，其中常见的影响因素有工程地质和围岩稳固性状况、设计施工不合理、矿石的冲击磨损、爆破疏通产生的破坏、管理维护措施不到位等。通过综合分析研究，造成该矿主溜井损坏的因素有：

2.1地质条件比较差

该主溜井所处的地质环境为断层结构，围岩节理裂隙发育、稳固性差、含水量大且极容易出现渗水情况，主溜井井壁长期受渗水的影响，造成了井壁结构脱落和坍塌的情况日益严重。

2.2设计施工不合理

由于该溜井比较深，矿石以自由落体运动冲击溜井储矿段，冲击力较大，挤压井壁。该矿井中部位置的矿建废石硬度比较强，而开采之前进行矿口格筛的设计和施工时，未能考虑到这一点，实际工作时，格筛难以承受这些矿石的硬度，容易被损坏，加上没有及时地修复和维护，这就导致了井壁的损坏。该主溜井的中部区域为垂直构造，中部区域内开采的矿石直接进入主溜井内，再加上主溜井采取的支护措施并不稳定可靠，从而造成了矿建废石对矿仓的撞击破坏。

2.3管理措施不到位

为了赶施工进度，在溜井井壁出现磨损及轻微破损时，未及时采取加固修复措施，造成了井壁的破坏。对溜井进行爆破疏通时，没有进行合理的爆破设计，爆破药量偏大，造成严重破坏。

3加固施工方案比选

为了保障各项工作的正常开展，对主溜井进行有效地加固处理势在必行。通过对溜井实际情况的分析和研究，结合类似工程的相关经验，拟采用以下两个加固施工方案：方案一：采用钢筋混凝土进行加固在主溜井中设置钢筋架并架设模板，然后浇筑混凝土，从而对已经被破坏的区域进行修补和加固，同时还原矿仓的结构，使其恢复正常工作状态。方案二：板对主溜井井壁进行强化，同时在对锰钢板及溜井井壁之间衬12#矿用工字钢，矿用工字钢之间的间隔用钢纤维混凝土充填从而实现对整个主溜井的加固和优化，同时修复储存仓的结构，并运用相同的方式对其进行支护。是对这两种方案的材料消耗及成本的比较和分析：结合该表对两种方案进行详细的分析说明：（1）表中已经非常直观地反映，方案一具有所需材料少、技术要求较低、施工工期少的优点，但通过进一步的研究和分析，缺点也非常明显。由于加固方式的强度难以达到要求，需要定期进行维护和修补，而经常进行修复工作必然需要大量时间和投资，这就会影响生产工作的正常开展；与方案一相比，方案二对材料的需求量更大、技术含量要求高、工期较长而且需要更多的投资，但从长远角度看，也具有非常明显的优势，加固的强度较高，因此能够使用和保持的时间也较长，后期无需进行较大的检修工作，不会影响整体工作的完成。（2）对材料的选取完全可以采用性价比较高的锰钢和螺纹钢，从而有效地控制投资成本。（3）尽管建成后可能会出现加固材料互相磨损的情况，但第二种方案可使用的周期仍然高于第一种方案。相关设计施工技术人员经过多次研究和讨论，最终决定采用方案二对主溜井进行修复加固处理。

4对主溜井的修复和加固施工

4.1修复和加固工作的具体内容

对主溜井井壁的修复和加固主要采用方案二的方法来进行。对主溜井中下段的施工，采用矿用工字钢、螺纹钢、混凝土材料进行加固。对已经被破坏的区域的修复采用螺纹钢和锰钢，损坏区域内井壁沿周长每隔800mm、沿纵向每隔1.5m布置直径22mm的螺纹钢焊接组成喇叭状，采用矿用工字钢或锰钢板围护。dia2mm的螺纹钢每根1.3～2.5m，一端穿到工字钢或锰钢板的孔内并焊接牢固，另一端与井壁接触做预埋件用。垂高1.5m为一个施工循环。矿用工字钢、锰钢板之间采用段焊，段焊长度为200mm。

4.2施工时需要注意的问题

对所有材料的选择一定要按照相关标准的规定来进行，要确保材料质量的达标和性能的优良，施工时一定要对各模版的间隔距离进行严格控制。要按照相关设计的要求进行钢材结构和混凝土结构的焊接处理。进行焊接工作时，一定要确保工作面中没有杂物存在。对混凝土的浇筑工作要全程进行监管，确保各个环节都严格按照相关流程进行，一定要防止混凝土空洞的出现，保障整个浇筑工作的施工质量。

5结束语

采用以上方法进行主溜井的加固处理后，在后期的定期检查中未再发现井壁堵塞和损坏的情况，因此该方法具有可行性和科学性。对今后类似溜井的管理与维护及破坏后的修复加固施工具有借鉴意义。

作者:王军海 李辰发 王晓斌 单位:大昌建设集团有限公司