天井施工方法及安全管理建議

1、 天井施工方法介紹及安全管理建議天井施工方法介紹及安全管理建議 一 天井施工主要方法簡介 在我國地下礦山屬于高危行業(yè)，而地下礦山中天井掘進(jìn)又更具危險性，據(jù)統(tǒng)計地下礦山中天井工程量約占礦山總工程量的 15%左右，占采切工程量的 30%以上，是形成回采礦塊必不可少的工程，也有為了通風(fēng)、行人、溜礦、放料等專門施工的天井。用于形成礦塊的天井施工高度多為30m-50m，少數(shù)施工也可以達(dá)到 70m，均屬于低天井，只有少數(shù)企業(yè)為了某項特定功能而施工超過 70m 高度的高天井。 目前我國地下礦山天井掘進(jìn)可分為井內(nèi)施工方法和井外施工方法兩大類。井內(nèi)施工方法有普通法、吊罐法和爬罐法；井外施工方法有深孔法和鉆孔法。

2、采用井內(nèi)施工法時，工人需要進(jìn)入井筒內(nèi)作業(yè)，普通法有被淘汰的勢頭，吊罐法正得到推廣應(yīng)用，而爬罐法、深孔法和鉆井法試驗性地得到應(yīng)用。下面對幾種天井施工方法進(jìn)行簡要介紹： 1 普通法施工天井 普通法是沿用已久的老方法，,由于其對操作工人能力要求較低，不受巖石條件和傾角的限制，并且簡化了裝巖和排水工作，因此在低矮天井施工中得到了廣泛應(yīng)用。該方法一般都是自下而上掘進(jìn)，如“圖”所示，天井劃分為兩間，一間供人員上下的梯子間；另一間專供積存爆下來的石碴用，其下部裝有漏斗閘門，以便裝車。 1 采用普通法掘進(jìn)天井，如果按正規(guī)方法施工每個循環(huán)都要搭、拆工作臺，都要搬運設(shè)備和器材，每隔幾個循環(huán)又要搭、拆安全棚，延長管

3、線，裝配梯子間和巖石間，因此勞動強度較大，掘進(jìn)速度慢、工效低、材料消耗大。從安全角度上容易發(fā)生天井炮煙中毒、墜井和重物打擊事故。因此從發(fā)展上該方法有被淘汰的趨勢。但是由于其技術(shù)要求簡單，適應(yīng)性強，中小礦山應(yīng)用普2 遍，因此短期內(nèi)不可能淘汰，并且對于不適宜采用其他方法施工的短天井、軟巖或地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育的破碎帶中掘進(jìn)需要支護(hù)的天井、傾角常變的探礦天井等還將長期存在。 2 吊罐法掘進(jìn)天井 吊罐法掘進(jìn)天井，實現(xiàn)了鑿巖、裝巖、運輸、提升等機械設(shè)備的配套使用，形成了一條完整的機械化作業(yè)線，不但改善了作業(yè)條件，減輕了勞動強度，而且使掘進(jìn)速度與工效有了大幅度的提高，為礦山持續(xù)均衡生產(chǎn)提供了有利條件。目前國內(nèi)的山

4、東、吉林等多省市均有廠家生產(chǎn)配套設(shè)備。 吊罐法掘進(jìn)天井的實質(zhì)如“圖”所示。它的特點就是以吊罐代替普通法中的鑿巖工作臺，同時又作為提升人員、設(shè)備、工具和爆破器材的容器。為此，在采用此法掘進(jìn)天井時，首先要在天井?dāng)嗝嬷醒氪蛞粋€直徑 100300mm 的中心孔，以貫通上下兩個中段。然后在上中段安裝提升絞車l(游動或固定)。借此絞車和通過中心孔的鋼絲繩升降吊罐。在吊罐的作業(yè)平臺上完成鑿巖、裝巖和聯(lián)線等作業(yè)。放炮前把吊罐下放到天井下部平巷中去避炮。放炮通風(fēng)后，將吊罐提升至工作面進(jìn)行打眼，同時在下部平巷用裝巖機裝巖。 3 與普通法掘進(jìn)天井比較，吊罐法掘進(jìn)天井有如下的一些優(yōu) 點：）用普通法掘進(jìn)天井，在作業(yè)前，

5、工人需要架設(shè)鑿巖工（1 作臺、安全棚和梯子；作業(yè)時，工人要攜帶機器和爆破器材爬梯子，勞動強度甚大。而吊罐法掘進(jìn)天井，由于以吊罐代替了鑿巖工作臺，同時又兼作人員、設(shè)備、工具、材料等的提升容器，因而在掘進(jìn)時不需要架設(shè)鑿巖工作臺、安全棚和梯子，人員、設(shè)備 等由吊罐直接提放，故使工人勞動強度大大減輕。 ）普通法掘進(jìn)天井，爆破后炮煙不易迅速排出，工人常 2（4 有炮煙中毒的危險；而吊罐法掘進(jìn)天井，由于可以利用中心孔進(jìn)行混合式通風(fēng)，因而可以迅速地排除炮煙，從根本上杜絕了炮煙中毒事故，使作業(yè)條件大為改善。 （3）吊罐法掘進(jìn)天井比普通法機械化程度高，工序簡單，輔助作業(yè)時問短，爆破效率高(由于有中心孔做爆破自由

6、面)，因而大大地提高了天井掘進(jìn)速度和工效。 （4）由于吊罐法不需要架設(shè)鑿巖工作臺、安全棚和梯子，因此與普通法相比，可以節(jié)省木材 90以上。 （5）設(shè)備輕便靈活，使用方便，結(jié)構(gòu)簡單，制造維護(hù)容易，有利于推廣使用。 從上所述，可見吊罐法是一種多、快、好、省掘進(jìn)天井的方法。但是，該法只適用于中等以上硬度(f8)，不需要支護(hù)的穩(wěn)定巖層中，在松軟、破碎的不穩(wěn)定巖層中不宜采用。同時要求天井傾角不應(yīng)小于 65，否則，將給吊罐運行帶來極大困難，甚至還可能產(chǎn)生翻罐事故。吊罐法雖然可用于掘進(jìn)高達(dá) 200m 的高天井，但生產(chǎn)實踐表明，隨著天井高度的增大，吊罐法的優(yōu)點顯著降低，特別是掘進(jìn)高天井時，中心孔的偏斜率不易控

7、制，使井筒位置難以達(dá)到設(shè)計要求。所以，從控制天井方向和改善掘進(jìn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)出發(fā)，采用吊罐法掘進(jìn)天井的高度，一般以 3060m 為宜 采用吊罐法掘進(jìn)天井，也存在以下一些缺點和問題： （1）不適于高天井、盲天井和傾角小于 65的斜天井的掘進(jìn)，因此，其使用范圍受到限制。 5 （2）在薄礦脈中，沿脈掘進(jìn)斜天井時，由于中心孔的偏斜難以控制，一般容易使天井脫脈掘進(jìn)，不但對探礦不利，還給采礦貧化率和損失率帶來影響。 3 爬罐法掘進(jìn)天井 利用爬罐法掘進(jìn)天井是國內(nèi)外大型礦山掘進(jìn)天井的又一種方式。其特點是：爬罐在井筒內(nèi)升降，不是借助上中段安裝的絞車來實現(xiàn)，而是用自身的驅(qū)動裝置沿著天井頂板鋪設(shè)的導(dǎo)軌升降，因此可以用

8、來掘進(jìn)傾角大干 45的各種彎度的高天井，由于它不必鉆鑿中心孔，所以還能掘進(jìn)盲天井。 用爬罐法掘進(jìn)天井的概況如“圖”所示。它是用爬罐本身的驅(qū)動裝置沿著天井頂板鋪設(shè)的導(dǎo)軌升降。主爬罐上到工作面上，人可立于主爬罐上進(jìn)行鑿巖爆破工作。利用輔助爬罐可以使天井工作面與井下取得聯(lián)系，以縮短掘進(jìn)過程中的輔助作業(yè)時間。 6 爬罐法能掘進(jìn)高天井、盲天井，也能掘進(jìn)傾角較小的天井，正因為這樣，又可用于掘進(jìn)需要支護(hù)的天井，因此它的適應(yīng)性強。型風(fēng)動爬 5L 爬罐法在國外應(yīng)用較廣。我國曾從瑞典引進(jìn) STH 一罐，先后在幾個礦山進(jìn)行了試驗，并取得了一定的成效。重慶礦結(jié)合我國的具體情況對該設(shè)山機器廠為了適應(yīng)礦山發(fā)展的需要，重慶

9、機械廠等多家均制成了由電力或風(fēng)力驅(qū)備進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計， 動的爬罐。采用此法作業(yè)較吊罐法安全，機械化程度高，人員的勞動強度不大。但是這種方法的設(shè)備投資大，掘進(jìn)前的準(zhǔn)備工程量大，成本也高，設(shè)備的維護(hù)檢修也較復(fù)雜，工作面的通風(fēng)效果不及吊風(fēng)動爬罐還受到風(fēng)壓的限制使其不能掘進(jìn)高天井。粉塵大，罐法，民營及小型礦山使用因此在我國只有一些大型礦山實驗性使用， 較少。7 4 深孔爆破法掘進(jìn)天井深孔爆破法掘進(jìn)天井 深孔爆破法掘進(jìn)天井，就是用深孔鉆機按天井?dāng)嗝娉叽?，沿天井全高自上向下或自下向上鉆鑿一組平行深孔，然后分段爆破，形成所需要的天井，見“圖” 。這種方法施工時的最大特點是：工人不進(jìn)入井筒內(nèi)作業(yè)，一般不受巖層破

10、碎與否的限制，所需的設(shè)備較少，人員的作業(yè)條件和安全獲得了顯著改善。 深孔爆破法掘進(jìn)天井，適用范圍較廣，在技術(shù)上是可行的，其工藝基本上是成功的。 鉆孔的質(zhì)量和速度是決定深孔爆破法掘進(jìn)天井能否成功，能8 否迅速發(fā)展的一大關(guān)。鉆孔的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是：鉆孔偏斜率要小，孔與孔之間要保持平行。當(dāng)前，我國多采用 YQ 一100、YZ 一 90 及 FJl700 以及遵化產(chǎn)的 SKZ120 深孔鉆機進(jìn)行鉆孔。 此法目前國內(nèi)山東一些礦山試用情況較好，用于高度在50m 以內(nèi)，傾角在 4590的天井掘進(jìn)。 這種方法的主要問題是難于在高天井中使用，這是因為天井高穿孔速度慢，鉆孔的偏斜更大，很難使各個深孔平行。再就是在爆破工

11、藝上，由于使用不多，好多規(guī)律沒有弄清，因此爆破效果不夠好。 5 鉆進(jìn)法掘天井 鉆進(jìn)法掘進(jìn)天井，是用特制的回轉(zhuǎn)鉆機在天井的全深鉆一個直徑 200300mm 的導(dǎo)向孔，然后擴大到天井的全斷面，這是一種真正使掘進(jìn)工作全面機械化，人員不進(jìn)入天井內(nèi)作業(yè)的新方法。 利用天井鉆機鉆進(jìn)天井的方式有兩種如“圖”：一種是把鉆機安在天井上部，先向下打?qū)蚩?，再自下向上擴大到天井全斷面，即一般所稱的上擴法；另一種方式是把鉆機安裝在天井底部，先向上打?qū)蚩?，而后向下擴大至全斷面，即下擴法。 9 但是發(fā)展鉆進(jìn)法是最近十多年才發(fā)展起來的一種掘進(jìn)方法，孔(31R 型天井鉆機很快。自 1962 年美國羅賓斯公司制成第一臺以來，

12、由于設(shè)備和刀具的不斷改進(jìn)，使用單位，鉆深60m)徑 1m 以上。我，鉆深 600m 不斷增加。目前鉆機的最大孔徑已達(dá) 3.6m 直徑一下產(chǎn)品。國內(nèi)天井鉆機生產(chǎn)廠家也較多，多為 2.0m 鉆進(jìn)法掘進(jìn)天井有如下一些優(yōu)點：）采用鉆進(jìn)法掘進(jìn)天井時，不需要鑿巖爆破，工人不進(jìn)（1 入工作面，故作業(yè)安全，勞動條件好。 ）掘進(jìn)天井的作業(yè)全部機械化，故掘進(jìn)速度快、工效高。 （2）天井是機械鉆進(jìn)，成井質(zhì)量好，井壁規(guī)整穩(wěn)定，通風(fēng)（3 阻力小。10 （4）不受天井傾角的限制，可以鉆進(jìn)高天井；在地溫高、漏水較大的情況下，其它方法更無法與之相比。 鉆進(jìn)法掘進(jìn)天井還存在著如下缺點： （1）刀具的磨損大，成本較高。 （2）設(shè)

13、備投資和動力消耗大。 （3）鉆機的重量大，不便于運搬，安裝工作量也大。 （4）需要開鑿專門的硐室，天井上下都必須有通道 天井鉆進(jìn)法在我國已經(jīng)有了十幾年的發(fā)展歷史，鉆井技術(shù)日趨完善，為我國天井施工法開辟了一條新的途徑。實踐證明，在中硬以下的巖石，鉆井直徑小于 2m，鉆井深度在60m 左右的天井鉆進(jìn)中，不論在工效、成本和月成井速度等技術(shù)指標(biāo)方面都取得了令人滿意的效果。 但是這種方法的設(shè)備投資在，維修費用高，輔助工程量大，刀具費用高，設(shè)備運轉(zhuǎn)率不高，使使用范圍受到了一定的限制。 以上五種天井施工方法應(yīng)該是均有成功使用的范例，但對于哪種方法更適合，還要具體情況具體對待。 二二 我市地下礦山天井施工主要

14、現(xiàn)狀及改進(jìn)建議我市地下礦山天井施工主要現(xiàn)狀及改進(jìn)建議 我市屬于礦山大市，屬非金屬地下礦山多為急傾斜礦體為主，但生產(chǎn)系統(tǒng)又多以民營小礦山為主，機械化水平較低，一線職工及管理人員素質(zhì)和能力普遍不高，因此天井施工還都在使用普通法掘進(jìn)。只有寬城建龍礦業(yè)試用鉆進(jìn)法掘天井，但因為工序復(fù)雜、搬遷安裝困難、成本較高，因此也只在少數(shù)溜井和通風(fēng)天11 井中使用，其他地點沒有推廣。吊罐法、爬罐法及深孔爆破法在我市還沒有應(yīng)用點。 由于吊罐法、深孔爆破法工藝較為成熟，優(yōu)勢明顯，建議可以有選擇的推廣使用，鉆進(jìn)法掘天井也可以在有條件礦山使用。 傳統(tǒng)的普通掘進(jìn)法施工天井，適應(yīng)了低素質(zhì)職工群體和礦體、工程傾角多變化的現(xiàn)狀，但由

15、于使用中沒有執(zhí)行正規(guī)的流程，加之企業(yè)安全管理不到位，帶來了不少安全隱患。突出表現(xiàn)為掘進(jìn)爆破不通風(fēng)或已高壓風(fēng)代替局扇通風(fēng)、施工中不設(shè)置梯子間和溜渣間、不架設(shè)安全棚和操作臺，進(jìn)而發(fā)生天井炮煙中毒、墜井和重物打擊事故。 由于普通法施工天井技術(shù)要求簡單，適應(yīng)性強，中小礦山應(yīng)用普遍，因此短期內(nèi)不可能淘汰，并且對于不適宜采用其他方法施工的短天井、軟巖或地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育的破碎帶中掘進(jìn)需要支護(hù)的天井、傾角常變的探礦天井等還將長期存在。 一種傳統(tǒng)方法的改變，需要人員技術(shù)能力的提高和對新技術(shù)認(rèn)識并接受的過程，在這個過程中普通法施工天井還是主要方法，因此提出以下幾點建議： 1 改進(jìn)傳統(tǒng)施工方法，建議天井施工前可以在上中段透點處利用如 SKZ