摘要：吊罐法是矿山施工天井和溜井的一种非常重要的方法,杉树垭磷矿利用本法对溜井施工方面做了许多有益的尝试和探索,对施工中出现的问题给予了合理的解决。
关键词：吊罐法;施工;斜溜井
1 矿山概况
杉树垭磷矿是宜昌磷矿区内最大规模的地下矿山，矿区范围较大，资源量丰富，工程地质与水文地质较复杂，矿层有三层状态存在，上方地表有危岩体与河流。
2 溜井施工的技术条件
2、1 董家河通风溜井水文和工程地质条件
915通风溜井位于董家河工区810中段，全高84m，为了解决董家河工区西部通风问题。915通风溜井施工穿过的地层由上至下为细砂岩和石英岩。岩石坚固,结构致密完整,岩石坚固性系数F = 10 ～12。
2、2 915通风溜井的结构参数
该溜井设计为圆形垂直式溜井,直径3 m，规格3m ×3 m。由于钻孔施工的偏差，导致成型钻孔与竖直方向有6度的偏差，则钻孔偏离了L=H*tanθ=84*0.105=8.82(m)，如图所示:
3 915通风溜井施工方案的选择和施工设备
目前国内外通常采用的天、溜井施工方法主要有:普通掘进法、吊罐掘进法、爬罐掘进法。普通掘进法需要架设工作台,劳动强度大、工序繁杂、辅助工作时间长、通风困难、材料消耗多、掘进速度慢、效率低,不适应大高度长溜井的施工;爬罐法施工虽然机械化程度高,但辅助时间长、材料消耗大、效率低。根据本溜井的结构参数和已有地质探矿工程和岩体工程地质条件,确定采用通风条件好、工序简单、掘进效率高、安全性高的吊罐法施工。
施工设备包括: XY - 4钻机施工；TG2型吊罐（含内置卷扬机）；电动钢绳卷扬机游动绞车1台（含控制装置）；吊罐卷扬机1台；手动软管绞车2台；YSP45向上式高频凿岩机1台；12m3 移动式空压机；供风东风自卸卡车、WJD - 115铲运机 。
4 溜井施工中常遇见的问题
4、1帮壁需要承受多少的力
由于施工溜井是微倾斜的，与竖直方向的夹角θ为6度，必然会向帮壁施加一个作用力，但是这个力究竟有多大，我们可以运用中学的物理课中力的平行四边形原理加以说明。
吊罐总重有2.2吨，则重力为G=mg=2200(Kg)*9.8（N/Kg）=21560(N)。有3个作用力作用在吊罐上，一是钢丝绳的拉力，二是岩石对吊罐的支撑力，三是吊罐自身的重力，重力按方向分为与岩石的支撑力相反的F1，和与钢丝绳的拉力相反的F2。作用在岩石上的力F1=G*sinθ=21560(N)*0.1=2156(N)，(如下图所示)此作用力是相当小的，只是吊罐自重的十分之一，所以岩石的摩擦力也是比较小的，吊罐的重力主要是用来平衡钢丝绳的拉力。
4、2施工过程中那段难度最大
在溜井的上部、中部、下部施工的过程中，越往上施工，上升的距离会越来越长，虽然角度一样，但是与中心孔偏离的距离越来越近，逐渐的接近中心孔，施工难度会一点点降低。
4、3施工过程中，刷帮能否解决卡罐的问题
答案是否定的。溜井下部离中心孔最远，如果一开始刷帮，能解决一时的问题，吊罐可以在刷帮的位置施工，随后问题马上出现了，后面的刷帮工程量会逐渐增大，不然吊罐就会被没刷帮的帮壁卡住。解决的办法是在吊罐上焊接滑轮，就像滑板一样，溜井的帮壁上滑动，减少摩擦阻力，使吊罐与钻孔同一个角度方便提升。
5、1 安全措施
吊罐法掘进高度溜井时,升降运行条件恶劣。施工中必须通过严密的施工组织、管理制度以及完善的安全技术措施来保证作业人员的安全,彻底杜绝跑罐、吊罐过卷等。通过以下安全措施的实施,为施工提供了良好的安全作业环境。
1)选用安全系数大的Φ20mm钢丝绳,小容量电机、电动钢绳卷扬机游动绞车1台。一旦过卷,钢丝绳不至于被拉断,绞车安装过流保护装置和电机故障抱死装置,能有效防止跑罐和过卷。2)采用远程控制电机和电话信号线缆分别敷设专线。3)配备两名绞车司机操作,每个循环的进尺在钢丝绳上做出明显的记号,以便操作人员准确判断工作面的位置。4)作业人员和绞车司机沟通信号经多次演练,互相熟悉后才能实施作业,严格执行信号联络制度。
5、2 经济技术指标
本溜井采用吊罐法施工的经济技术指标为:全高84 m,掘进速度50m /月;溜井断面直径3 m;溜井高度84 m;岩石坚固性系数F = 10～12;作业方式为单工作面;劳动组织形式为4人/班。
6 结语
吊罐法在天、溜井的施工中具有通风好、掘进速度快、工序简单、安全性好、适应性强等特点,为大高度天、溜井掘进提供了便利。
不足之处在于中心孔施工质量要求高。
参考文献
[ 1 ] 采矿手册编写委员会1 采矿手册[M ]. 北京: 1990.
[ 2 ] 杨惠民,徐忠义,杜前进1 采矿知识问答[M ]. 北京: 冶金工业出版社, 2006. |
