诺普铁矿斜坡道机械化掘进施工工艺研究探讨.docVIP

诺普铁矿地下斜坡道 机械化掘进施工工艺的应用 摘 要 合理选用常规凿岩设备、履带式挖斗装碴机装岩设备及无轨出碴运输设备等机械实现地下斜坡道快速高效掘进施工；巷道加固使用了光爆锚喷网支护技术，同时对长距离的独头掘进通风问题进行了合理解决。通过施工获取了长距离斜坡道掘进的施工组织经验。 关键词 斜坡道 机械化掘进 施工工艺 前 言 吴集铁矿原为民营企业初步开采，原矿区通过竖井开采作业面已经开采到-250m平面，开采方式较为原始。吴集铁矿被邯邢矿山局收购后，并在距吴集铁矿2km新开发李楼铁矿进行联合开采。为了提高企业经济效益，经过技术论证，决定在吴集铁矿区设计施工一条从地表直通井下联合开采矿区的斜坡道，用于将来下放无轨采矿设备，提高矿山开采的机械化程度。矿业辅助斜坡道工程是吴集铁矿和李楼铁矿（统称诺普矿业）联合建设技术改造的主体工程。诺普矿业斜坡道设计总长4.24km，如何快速、安全地建成斜坡道就成为吴集铁矿和李楼铁矿加快技术改造、提高企业效益的关键工程之一。 2 工程概况及地质条件 诺普矿业辅助斜坡道位于矿体下盘，斜坡道呈折返式从地面洞口标高+46.6m一直降坡降到-425m深度，全长4240m。斜坡道直线坡度14.94~18.184%，半圆拱直墙式断面，掘进断面积21.1㎡。弯道为平坡，掘进断面24.4㎡，曲率半径是25m。诺普矿业辅助斜坡道依据现有施工条件初期可设三个掘进工作面：地表向下掘进，由-100水平、-250水平两个工作面分上、下山反向掘进，其中-100水平、-250水平工作面均可通过各水平层既有措施巷道到达主斜坡道交岔点后，分别展开上、下山掘进施工贯通。最后在沿-250向下掘进的同时，在-250水平设计施工盲竖井至-400开设斜坡道掘进工作面，最后达到整个斜坡道的联接贯通。以下是各作业面的开设及掘进长度： 掘进工作面及方向 掘进长度（米） 施工组织方式 施工特点 地表向下-100方向 640 直接由地表掘进 土层掘进支护速度慢 -100水平上山工作面向地表方向 660 通过既有水平联巷 存在围岩破碎带 -100水平下山工作面向-250方向 650 围岩整体性一般 -250水平上山工作面向-100方向 750 通过既有水平联巷 围岩整体性好 -250水平下山工作面向-400方向 850 围岩整体性较好 -400水平上山工作面向-250方向 340 通过盲竖井开拓 围岩整体性较好 -400水平下山工作面向425方向 350 围岩整体性较好 斜坡道所穿过的岩层主要是：斜坡道-100m水平以上地层上部为新生代第四纪冲积形成的耕土、粘性土、中砂、钙层、砾石层等。下部为太古代形成的变质岩，存在强风化斜长角闪片麻岩，局部存在小断层、破碎带，总体呈似层状，局部呈袋状。-250m水平以下岩层较稳定。 斜坡道总体施工方案 国内斜坡道掘进一般采用矿山常规施工方法，掘进速度取决于机械化程度的高低。我国矿山建设机械化刚刚起步，施工生产技术水平相对落后。我们针对目前国内现有矿山建设机械配置及地下施工条件，来制定切实可行的施工方案。经过多方考察比较，诺普斜坡道施工采用气退式凿岩机、装碴机械和井下矿用卡车等机械组合方案，喷浆台车和锚杆台车锚喷金属网加固支护，全断面凿岩爆破，利用矿车通过联络巷出碴至竖井提升到地表。主要掘进工程量集中在-100水平、-250水平工作面沿上、下山方向掘进巷道，这两个工作面掘进速度的快慢决定整个斜坡道贯通的工期。 斜坡道的掘进支护 根据新奥法隧道地压控制理论，诺普矿业斜坡道在基岩段的掘进采用光面爆破。在依靠围岩本身应力维护巷道的基础上，合理应用锚喷网支护技术，替代常规混凝土衬砌支护，起到了最安全、最经济、效率高的支护效果。 4.1 光面爆破 光面爆破和锚喷网支护虽然是矿山巷道掘支技术的两个不同工艺，但它们之间有着紧密的联系。光面爆破不仅保证巷道洞身轮廓尺寸准确及洞身围岩的稳定，而且增强了锚喷网支护的结构本身，从而确保锚喷网支护的特点得以充分发挥。在以往爆破经验的基础上，经过多循环摸索试探，炮眼深度控制在2.0~2.5m，掏槽眼、崩落眼、控制光爆层的崩落眼和周边眼（顶、帮）锚杆—自卸式卡车出碴方式；（2）WJ-2柴油铲运机---自卸式卡车出碴方式。两个方案区别是装岩方式不同，但挖斗装碴机效率大大高于铲运机，且铲运机对爆破后前方掌子面形成的碴石堆清料的灵活性不如挖斗式装碴机。考虑到本工程长距离独头掘进巷道，最后确定选用国产履带式电动WZL150型履带式挖斗装碴机配合AJK-10型自卸矿用卡车出碴。WZL150型挖斗装碴机实际出渣能力可达50~75m3/h。AJK-10型地下自卸式矿用卡车主要部件----发动机采用德国进口DEUTZ型，具备废气净化及消音处理装置，运行速度4