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一天井施工主要方法簡(jiǎn)介在我國(guó)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(xiǎn)性，據(jù)統(tǒng)計(jì)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)為了莫項(xiàng)特定功能而施工超過(guò)70m高度的高天井。目前我國(guó)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。采用井內(nèi)施工法時(shí)，工人需要進(jìn)入井筒內(nèi)作業(yè)，普通法有

2、被淘汰的勢(shì)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(yàn)性地得到應(yīng)用。下面對(duì)幾種天井施工方法進(jìn)行簡(jiǎn)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(duì)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(jiǎn)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(lái)的石硝用，具下部裝有漏斗閘門，以便裝車。圖2-M普通法掘進(jìn)天井示意圖，F(xiàn)二卷三二6二漏斗口7二生蘭室：與察二度j11工梯子同“采用普通法掘進(jìn)天井，如果按正規(guī)方法施工每個(gè)循環(huán)都要搭、拆工作臺(tái)，都要搬運(yùn)設(shè)備和器材，每隔幾個(gè)循環(huán)又

3、要搭、拆安全棚，延長(zhǎng)管線，裝配梯子間和巖石間，因此勞動(dòng)強(qiáng)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(shì)。但是由于其技術(shù)要求簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，中小礦山應(yīng)用普遍，因此短期內(nèi)不可能淘汰，并且對(duì)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(zhǎng)期存在。2吊罐法掘進(jìn)天井吊罐法掘進(jìn)天井，實(shí)現(xiàn)了鑿巖、裝巖、運(yùn)輸、提升等機(jī)械設(shè)備的配套使用，形成了一條完整的機(jī)械化作業(yè)線，不但改善了作業(yè)條件，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)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。

4、目前國(guó)內(nèi)的山東、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(shí)質(zhì)如“圖”所示。它的特點(diǎn)就是以吊罐代替普通法中的鑿巖工作臺(tái)，同時(shí)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(shí)，首先要在天井?dāng)嗝嬷醒氪蛞粋€(gè)直徑100300mm的中心孔，以貫通上下兩個(gè)中段。然后在上中段安裝提升絞車1（游動(dòng)或固定）。借此絞車和通過(guò)中心孔的鋼絲繩升降吊罐。在吊罐的作業(yè)平臺(tái)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(shí)在下部平巷用裝巖機(jī)裝巖。圖3L3吊罐法掘進(jìn)天井示意圖一1KW動(dòng)跤主帛2Kmi提吳言=總；4二裝君M：5K斗式轉(zhuǎn)

5、加;6GL-778工式不管及豆毒9二之心孔與普通法掘進(jìn)天井比較，吊罐法掘進(jìn)天井有如下的一些優(yōu)點(diǎn)：(1)用普通法掘進(jìn)天井，在作業(yè)前，工人需要架設(shè)鑿巖工作臺(tái)、安全棚和梯子；作業(yè)時(shí)，工人要攜帶機(jī)器和爆破器材爬梯子，勞動(dòng)強(qiáng)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(tái)，同時(shí)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(shí)不需要架設(shè)鑿巖工作臺(tái)、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(dòng)強(qiáng)度大大減輕。(2)普通法掘進(jìn)天井，爆破后炮煙不易迅速排由，工人常有炮煙中毒的危險(xiǎn)；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

6、大為改善。(3)吊罐法掘進(jìn)天井比普通法機(jī)械化程度高，工序簡(jiǎn)單，輔助作業(yè)時(shí)問(wèn)短，爆破效率高(由于有中心孔做爆破自由面)，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(tái)、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(jiǎn)單，制造維護(hù)容易，有利于推廣使用。從上所述，可見(jiàn)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(f>8),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(shí)要求天井傾角不應(yīng)小于65°,否則，將給吊罐運(yùn)行帶來(lái)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)

7、高達(dá)200m的高天井，但生產(chǎn)實(shí)踐表明，隨著天井高度的增大，吊罐法的優(yōu)點(diǎn)顯著降低，特別是掘進(jìn)高天井時(shí)，中心孔的偏斜率不易控制，使井筒位置難以達(dá)到設(shè)計(jì)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)由發(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(diǎn)和問(wèn)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(shí)，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(duì)探礦不利，還給采礦貧化率和損失率帶來(lái)影響。3爬罐法掘進(jìn)天井利用爬罐法掘進(jìn)天井是國(guó)內(nèi)外大型礦山掘進(jìn)天井的又一種方式。其特點(diǎn)是：爬罐在井

8、筒內(nèi)升降，不是借助上中段安裝的絞車來(lái)實(shí)現(xiàn)，而是用自身的驅(qū)動(dòng)裝置沿著天井頂板鋪設(shè)的導(dǎo)軌升降，因此可以用來(lái)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(dòng)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(guò)程中的輔助作業(yè)時(shí)間。圖二L】L旭理法掘迸天井示意圖，I一會(huì)7強(qiáng)：3:切笈7果.m一甘金主；境:理吃飛密敘號(hào)甚至；。不語(yǔ)號(hào)產(chǎn)壽裝置-a7點(diǎn)分三莓一是率港打；g二r至；地二設(shè)寄賣蓑正宜,工工不大并，爬罐法能掘進(jìn)高天井、盲天井，

9、也能掘進(jìn)傾角較小的天井，又可用于掘進(jìn)需要支護(hù)的天井，因此它的適應(yīng)性強(qiáng)。正因?yàn)檫@樣，爬罐法在國(guó)外應(yīng)用較廣。我國(guó)曾從瑞典引進(jìn)STH5L型風(fēng)動(dòng)爬罐，先后在幾個(gè)礦山進(jìn)行了試驗(yàn)，并取得了一定的成效。重慶礦山機(jī)器廠為了適應(yīng)礦山發(fā)展的需要，結(jié)合我國(guó)的具體情況對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，重慶機(jī)械廠等多家均制成了由電力或風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的爬罐。采用此法作業(yè)較吊罐法安全，機(jī)械化程度高，人員的勞動(dòng)強(qiáng)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)效果不及吊罐法，粉塵大，風(fēng)動(dòng)爬罐還受到風(fēng)壓的限制使其不能掘進(jìn)高天井。因此在我國(guó)只有一些大型礦山實(shí)驗(yàn)性使用，民營(yíng)及小型礦山使用較少。

10、4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(jī)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(jiàn)“圖”。這種方法施工時(shí)的最大特點(diǎn)是：工人不進(jìn)入井筒內(nèi)作業(yè)，一般不受巖層破碎與否的限制，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。圖2-244深孔爆破法掘進(jìn)天井示意EP1二高孔拈力；工二拒機(jī)靈篤；$二六井工4不當(dāng)埔工二5二噸建生二13工拽建好二一aV三鉆孔的質(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

11、要保持平行。當(dāng)前，我國(guó)多采用YQ100、YZ90及FJH700以及遵化產(chǎn)的SKZ120深孔鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔。此法目前國(guó)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(wèn)題是難于在高天井中使用，這是因?yàn)樘炀叽┛姿俣嚷?，鉆孔的偏斜更大，很難使各個(gè)深孔平行。再就是在爆破工藝上，由于使用不多，好多規(guī)律沒(méi)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(jī)在天井的全深鉆一個(gè)直徑200300mm的導(dǎo)向孔，然后擴(kuò)大到天井的全斷面，這是一種真正使掘進(jìn)工作全面機(jī)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(jī)鉆進(jìn)天井的方式有兩種如“圖”

12、：一種是把鉆機(jī)安在天井上部，先向下打?qū)蚩?，再自下向上擴(kuò)大到天井全斷面，即一般所稱的上擴(kuò)法；另一種方式是把鉆機(jī)安裝在天井底部，先向上打?qū)蚩?，而后向下擴(kuò)大至全斷面，即下擴(kuò)法。正二二二4天之姑吏在的不斗它三下式I七r；卻選壽號(hào)整上：工方亙=：3Kx二街人：:二年同三；三二M斗鉆進(jìn)法是最近十多年才發(fā)展起來(lái)的一種掘進(jìn)方法，但是發(fā)展很快。自1962年美國(guó)羅賓斯公司制成第一臺(tái)31R型天井鉆機(jī)(孔徑1m,鉆深60m)以來(lái)，由于設(shè)備和刀具的不斷改進(jìn)，使用單位不斷增加。目前鉆機(jī)的最大孔徑已達(dá)3.6m,鉆深600m以上。我國(guó)內(nèi)天井鉆機(jī)生產(chǎn)廠家也較多，多為2.0m直徑一下產(chǎn)品。鉆進(jìn)法掘進(jìn)天井有如下一些優(yōu)點(diǎn)：(1)

13、采用鉆進(jìn)法掘進(jìn)天井時(shí)，不需要鑿巖爆破，工人不進(jìn)入工作面，故作業(yè)安全，勞動(dòng)條件好。(2)掘進(jìn)天井的作業(yè)全部機(jī)械化，故掘進(jìn)速度快、工效高。(3)天井是機(jī)械鉆進(jìn)，成井質(zhì)量好，井壁規(guī)整穩(wěn)定，通風(fēng)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(wú)法與之相比。鉆進(jìn)法掘進(jìn)天井還存在著如下缺點(diǎn)：(1)刀具的磨損大，成本較高。(2)設(shè)備投資和動(dòng)力消耗大。(3)鉆機(jī)的重量大，不便于運(yùn)搬，安裝工作量也大。(4)需要開(kāi)鑿專門的碉室，天井上下都必須有通道天井鉆進(jìn)法在我國(guó)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(guó)天井施工法開(kāi)辟了一條新的途徑。實(shí)踐證明，在中硬以下的巖石，鉆

14、井直徑小于2m,鉆井深度在60m左右的天并鉆進(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(fèi)用高，輔助工程量大，刀具費(fèi)用高，設(shè)備運(yùn)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(duì)于哪種方法更適合，還要具體情況具體對(duì)待。二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(yíng)小礦山為主，機(jī)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?yàn)楣ば驈?fù)雜、搬遷安裝困難、成本較高

15、，因此也只在少數(shù)溜井和通風(fēng)天ii井中使用，其他地點(diǎn)沒(méi)有推廣。吊罐法、爬罐法及深孔爆破法在我市還沒(méi)有應(yīng)用點(diǎn)。由于吊罐法、深孔爆破法工藝較為成熟，優(yōu)勢(shì)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，但由于使用中沒(méi)有執(zhí)行正規(guī)的流程，加之企業(yè)安全管理不到位，帶來(lái)了不少安全隱患。突生表現(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(tái)，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(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，中小礦山應(yīng)用普遍，因此短期內(nèi)不可能淘汰，并且對(duì)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(zhǎng)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(duì)新技術(shù)認(rèn)識(shí)并接受的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中普通法施工天井還是主要方法，因此提由以下幾點(diǎn)建議：1改進(jìn)傳統(tǒng)施工方法，建