一种用于金属矿山矿石溜井的修复加固方法与流程

1.本发明涉及矿石溜井的修复加固方法，具体涉及一种用于金属矿山矿石溜井的修复加固方法。


背景技术：

2.矿石溜井是金属矿山最重要的采矿工程之一，是矿石集贮与转运的咽喉工程。主溜井一旦被破坏，不但影响生产、修复难度很大，而且威胁到整个溜破系统的正常运转。
3.当溜井出现垮塌后，通常的处理方法是将原溜井废弃重新施工，或者对整个井筒重新进行混凝土浇筑、安装锰钢板井壁。
4.但是，现有技术存在以下缺点：重新施工井筒工期长、造价高；重新浇筑混凝土安装锰钢板进行修复，工序复杂、成本高、工期长。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中，重新施工井筒工造成期长、造价高，重新浇筑混凝土安装锰钢板进行修复，造成工序复杂、成本高、工期长等技术问题，本发明提供一种用于金属矿山矿石溜井的修复加固方法。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
7.一种用于金属矿山矿石溜井的修复加固方法，包括如下步骤，
8.步骤一、在主溜井的卸矿口的卸矿平台上搭建天轮平台；
9.步骤二、用矿石填充所述主溜井，填充至距离所述主溜井的卸矿口4m至8m处；
10.步骤三、利用天轮平台将吊盘吊入所述主溜井内，并让吊盘底部与所述主溜井内的矿石接触；
11.步骤四、在所述主溜井的井底对所填充的矿石放矿，同时保持吊盘底部与所述主溜井内的矿石接触，当矿石的矿石面在主溜井的垮塌区域，则停止提升所述主溜井内的矿石；
12.步骤五、搭建工作台；
13.步骤六、在所述工作台上，对所述主溜井的垮塌区域进行喷锚支护；
14.步骤七、对喷锚支护完成的垮塌区域进行混泥土浇筑和/或搭建支撑架；
15.步骤八、重复步骤四至步骤七，直至所述主溜井内的垮塌区域全部修复加固完成。
16.本发明的有益效果是：本发明施工方法简单，部件安装方便；采用锚杆、支撑架，对井壁进行加固，防止井壁进一步垮塌；挡墙部分使用混凝土浇筑，减少了混凝土工程量，保证溜井的正常使用，在溜井垮塌范围、垮塌量较大的情况下，由于中间采用了支撑架进行支撑，通过这种修复方式对井壁进行修复，施工安全、施工方式简单，且最大程度减少混凝土浇筑量，缩短修复工期，有效增加溜井储矿能力。
17.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
18.进一步，所述喷锚支护方法包括，清理所述主溜井的垮塌区域中松动的岩石后，对
所述主溜井的垮塌区域高压喷射第一层水泥混凝土，然后将多根锚杆打入所述主溜井的垮塌区域的岩层中，并在所述锚杆上固定布设钢筋网片，再对所述主溜井的垮塌区域高压喷射第二层水泥混凝土。
19.进一步，所述第一层泥混凝土的厚度范围为20mm至40mm，所述第二层水泥混凝土的厚度范围为90mm至110mm。
20.进一步，所述步骤七具体包括，沿着所述主溜井的长度方向，将所述主溜井的垮塌区域依次分为上浇注段、支撑加固段以及下浇注段，对所述上浇注段和所述下浇注段进行混凝土浇筑，对所述支撑加固段采用支撑架进行加固。
21.进一步，所述上浇注段以及所述下浇注段的混凝土浇筑结构均为素砼，所述素砼的砼强度等级为c30。
22.进一步，所述混凝土浇筑方法包括，当所述主溜井的垮塌区域的岩石出现节理裂隙发育和/或有开裂和/或出现断层时，则对所述上浇注段的整段和所述下浇注段的整段均进行混凝土浇筑；当所述主溜井的垮塌区域的岩石未出现节理裂隙发育和/或无明显开裂和/或无断层时，则在所述上浇注段的整段岩壁上和所述下浇注段的整段岩壁上均砌设多面4m厚的混凝土挡墙。
23.进一步，所述支撑架包括多根工字钢梁以及多根螺纹钢，多根所述工字钢梁呈多行多列分布，每根所述工字钢梁的两端端面分别与所述主溜井的垮塌区域的岩壁抵接，每根所述工字钢梁的两端分别与至少一根所述锚杆焊接，每相邻的两根所述工字钢梁通过螺纹钢固定连接，所述螺纹钢的两端分别与相邻的两根所述工字钢梁焊接。
24.进一步，所述步骤七还包括对所述支撑加固段的岩壁上固定设置多面挡墙，每面所述挡墙与至少一根所述锚杆固定连接。
25.进一步，还包括步骤九，所述步骤九具体包括，当所述主溜井内的垮塌区域全部修复加固完成后，拆除所述吊盘。
26.进一步，拆除所述吊盘的方法具体为，将所述吊盘上升到所述主溜井的井口的封口盘处，并将所述封口盘拆除；然后通过上层分支溜井往所述主溜井内放入矿石，将矿石堆至下层分支溜井的下口位置，再把所述吊盘降落到所述矿石上后，对所述吊盘进行拆除。
27.采用上述进一步方案的有益效果是，因为封口盘已经拆掉，为避免拆除吊盘时人员悬空作业，将吊盘落到上层分支溜井处进行拆除，提了高操作安全性。
附图说明
28.图1为本发明的流程框图；
29.图2为本发明的井壁加固修复的结构示意图；
30.图3为本发明提升绞车的安装示意图；
31.图4为支撑架的结构示意图；
32.图5为溜井结构示意图。
33.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
34.1、主溜井；2、锚杆；3、上浇注段；4、挡墙；5、支撑架；6、楼板；7、下浇注段；8、工字钢梁；9、螺纹钢；10、提升绞车；11、天轮平台；12、卸矿平台；13、吊盘；14、矿石；15、上层分支溜井；16、下层分支溜井。
具体实施方式
35.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
36.如图1到5所示，本实施例提供一种用于金属矿山矿石溜井的修复加固方法，包括如下步骤：
37.步骤一、在主溜井1的卸矿口的卸矿平台12上搭建天轮平台11；
38.步骤二、用矿石14填充所述主溜井1，填充至距离所述主溜井1的卸矿口5m处；
39.步骤三、利用天轮平台11将吊盘13吊入所述主溜井1内，并让吊盘13底部与所述主溜井1内的矿石14接触；
40.步骤四、在所述主溜井1的井底对所填充的矿石14放矿，同时保持吊盘13底部与所述主溜井1内的矿石14接触，当矿石面在主溜井的垮塌区域，则停止提升所述主溜井1内的矿石14；
41.步骤五、搭建工作台；
42.步骤六、在所述工作台上，对所述主溜井1的垮塌区域进行喷锚支护；
43.步骤七、对喷锚支护完成的垮塌区域进行混泥土浇筑和/或搭建支撑架；
44.步骤八、重复步骤四至步骤七，直至所述主溜井1内的垮塌区域全部修复加固完成；
45.步骤九、当所述主溜井1内的垮塌区域全部修复加固完成后，利用提升绞车10将所述吊盘13上升到所述主溜井1的井口的封口盘处，并将所述封口盘拆除；然后通过上层分支溜井15往所述主溜井1内放入矿石14，将矿石14堆至下层分支溜井16的下口位置，再把所述吊盘13降落到所述矿石14上后，对所述吊盘13进行拆除。
46.所述喷锚支护方法包括，清理所述主溜井1的垮塌区域中松动的岩石后，对所述主溜井1的垮塌区域高压喷射第一层水泥混凝土，然后将多根锚杆2打入所述主溜井1的垮塌区域的岩层中，并在所述锚杆2上固定布设钢筋网片，再对所述主溜井1的垮塌区域高压喷射第二层水泥混凝土。其中，所述第一层泥混凝土的厚度为30mm，所述第二层水泥混凝土的厚度为70mm。
47.所述步骤七具体包括，沿着所述主溜井1的长度方向，将所述主溜井1的垮塌区域依次分为上浇注段3、支撑加固段以及下浇注段7，对所述上浇注段3和所述下浇注段7进行混凝土浇筑，对所述支撑加固段采用支撑架5进行加固。具体地，所述步骤七还包括对所述支撑加固段的岩壁上固定设置多面挡墙4，每面所述挡墙4与至少一根所述锚杆2固定连接。
48.支撑加固段包括上支撑加固段以及下支撑加固段，支撑加固段与下支撑加固段用楼板6进行分割，楼板6与多根锚杆2进行焊接。
49.具体地，所述上浇注段3以及所述下浇注段7的混凝土浇筑结构均为素砼，所述素砼的砼强度等级为c30。
50.所述混凝土浇筑方法包括，当所述主溜井1的垮塌区域的岩石出现节理裂隙发育和/或有开裂和/或出现断层时，则对所述上浇注段3的整段和所述下浇注段7的整段均进行混凝土浇筑；当所述主溜井1的垮塌区域的岩石未出现节理裂隙发育和/或无开裂和/或无断层时，则在所述上浇注段3的整段岩壁上和所述下浇注段7的整段岩壁上均砌设多面4m厚的混凝土挡墙。
51.如图4所示，所述支撑架5包括多根工字钢梁8以及多根螺纹钢9，多根所述工字钢梁8呈多行多列分布，每根所述工字钢梁8的两端端面分别与所述主溜井1的垮塌区域的岩壁抵接，每根所述工字钢梁8的两端分别与至少一根所述锚杆2焊接，每相邻的两根所述工字钢梁8通过螺纹钢9固定连接，所述螺纹钢9的两端分别与相邻的两根所述工字钢梁8焊接。
52.具体施工方式如下：
53.1、在主溜井1的井口的卸矿平台12上安设天轮平台11，天轮平台11包括提升天轮、吊盘天轮、溜灰管天轮以及安全梯天轮，天轮平台11使用45#a工字钢搭建，天轮平台11组装完毕后使用角钢将天轮平台11连接固定在卸矿平台12的基础钢梁上。
54.2、首先用矿石14将主溜井1充填至离卸矿口5m处，然后组装吊盘13，搭建施工随需的通风系统、供水系统、供电系统以及通讯系统等。
55.施工时，吊盘13紧跟矿石面，随着溜井下部放矿，矿石面逐渐下落，吊盘13也随之下落，在下落过程中，对井壁进行处理，并且在下层盘使用钢管搭设可伸缩的工作平台，工作平台主要是防止人员站在矿石上发生陷入危险，要求人员不得直接在矿石14上作业，随着矿石14和吊盘13的下放，人员站在工作平台对井壁进行检查，对浮石进行检撬，并安装支撑架5以及进行锚网喷支护。
56.支撑架5使用多根呈多行多列的20#a工字钢梁8，多根工字钢梁8的按照横向间距为1m以及纵向间距为2m排布，并将所有工字钢梁8通过托架固定在岩壁上，工字钢梁8两端要顶紧岩面，相邻两根工字钢梁8间采用φ32的螺纹钢9进行焊接连接。
57.其中，加固修复的施工方案是通过对主溜井1围岩岩体工程地质特征进行分析,分别从工程地质条件、溜井中矿石14对井壁的磨蚀作用以及矿石14倒入溜井对井壁的冲击作用等多方面分析了主溜井1垮塌破坏的原因，结合对溜井内部进行的三维激光扫描成果得出修复加固方案，并以此为基础采取加固修复措施。
58.锚网喷支护施工的顺序为：先清理井壁活动的松石，对岩面进行初喷，喷射混凝土厚度30mm，然后打锚杆孔安装锚杆2，布设钢筋网片，使钢筋网片紧贴岩面，钢筋网片与锚杆2的端部焊接，再喷射一层混凝土，保证喷射混凝土总厚度100mm。
59.3、当每段井壁及垮塌段进行锚网喷支护完成后，进行混凝土浇筑。支护结构为素砼，砼强度等级为c30，采用1m高组合式金属模板循环砌筑。
60.混凝土浇筑分为两种：当岩石无节理裂隙发育、稳定性好、无明显开裂以及断层出现，则只在垮塌区端头位置浇筑混凝土挡墙，即从垮塌区域最外侧井壁向井筒方向4m架设模板，以实际垮塌界线向井筒方向砌4m厚混凝土，每次浇筑高度2m，循环进行；当岩石节理裂隙发育、稳定性差、有明显开裂以及断层出现，则对垮塌区的整体进行混泥土充填。先按井筒轮廓线组立一套组合式钢模板，进行操平找正。每浇注一套组合模板高度后，将组合模板上沿清理干净，再组立一套模板，待够一定高度时，将最下部的一套模板拆除，再提升到吊盘13上继续进行组立，如此循环上升，直至设计位置。
61.4、当井筒垮塌段全部浇注完成后，将吊盘13提到封口盘处，将封口盘拆除；然后通过上层分支溜井放矿，将矿石堆至下层分支溜井下口位置，把吊盘13落到矿石堆上，进行解体以及拆除后，通过分支溜井提到中段
62.5、拆除井筒修复的临时搭建的提绞设备、设施，按原设计恢复安装好上水平的矿
车托轮和卸载曲轨。
63.本发明施工方法简单，部件安装方便；采用锚杆、支撑架，对井壁进行加固，防止井壁进一步垮塌；挡墙部分使用混凝土浇筑，减少了混凝土工程量，保证溜井的正常使用，在溜井垮塌范围、垮塌量较大的情况下，由于中间采用了支撑架进行支撑，通过这种修复方式对井壁进行修复，施工安全、施工方式简单，且最大程度减少混凝土浇筑量，缩短修复工期，有效增加溜井储矿能力。
64.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的构思和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。