主溜井加固施工方案研究論文
1主溜井基本概況
某金屬礦山于2008年建成投產，該礦設計首期開采規模為200萬t，礦建工程量較大。為了便于廢石的運輸，在基建工程中采用主溜井溜放礦建廢石。該主溜井直徑為3.5m，高120.3m，采用鋼纖維混凝土結構支護。位于主溜井下端部分的礦倉直徑為6m，高13m，部分結構采用了混凝土和錨桿的聯合支護方式。2013年6月，該主溜井中段部分開始正式使用，保證了大量礦建廢石的正常運輸工作，根據統計截至次年5月就實現了50萬t礦建廢石的運輸。然而，隨著工程施工進度的不斷加快，由于管理措施不完善，維護工作不到位，再加上原本對主溜井的設計和施工不夠科學合理，主溜井逐漸無法承受越來越多礦建廢石運輸工作的壓力。由于爆破施工質量及礦石塊度控制不嚴，常有大塊入井，造成主溜井經常堵塞，無法正常開展礦石運輸工作。為了清除障礙物，保障工程施工的順利進行，不得不多次采用爆破方式疏通主溜井。但爆破產生的爆破地震波等有害效應，使得主溜井表面結構產生嚴重破壞并造成其開裂脫落，礦倉也出現了坍塌等情況，嚴重威脅到附近區域內施工人員的生命安全，阻礙了礦井施工工作的順利進行。
2造成主溜井損壞的因素
造成主溜井損壞的原因有很多，其中常見的影響因素有工程地質和圍巖穩固性狀況、設計施工不合理、礦石的沖擊磨損、爆破疏通產生的破壞、管理維護措施不到位等。通過綜合分析研究，造成該礦主溜井損壞的因素有：
2.1地質條件比較差
該主溜井所處的地質環境為斷層結構，圍巖節理裂隙發育、穩固性差、含水量大且極容易出現滲水情況，主溜井井壁長期受滲水的影響，造成了井壁結構脫落和坍塌的情況日益嚴重。
2.2設計施工不合理
由于該溜井比較深，礦石以自由落體運動沖擊溜井儲礦段，沖擊力較大，擠壓井壁。該礦井中部位置的礦建廢石硬度比較強，而開采之前進行礦口格篩的設計和施工時，未能考慮到這一點，實際工作時，格篩難以承受這些礦石的硬度，容易被損壞，加上沒有及時地修復和維護，這就導致了井壁的損壞。該主溜井的中部區域為垂直構造，中部區域內開采的礦石直接進入主溜井內，再加上主溜井采取的支護措施并不穩定可靠，從而造成了礦建廢石對礦倉的撞擊破壞。
2.3管理措施不到位
為了趕施工進度，在溜井井壁出現磨損及輕微破損時，未及時采取加固修復措施，造成了井壁的破壞。對溜井進行爆破疏通時，沒有進行合理的爆破設計，爆破藥量偏大，造成嚴重破壞。
3加固施工方案比選
為了保障各項工作的正常開展，對主溜井進行有效地加固處理勢在必行。通過對溜井實際情況的分析和研究，結合類似工程的相關經驗，擬采用以下兩個加固施工方案：
方案一：采用鋼筋混凝土進行加固在主溜井中設置鋼筋架并架設模板，然后澆筑混凝土，從而對已經被破壞的區域進行修補和加固，同時還原礦倉的結構，使其恢復正常工作狀態。
方案二：板對主溜井井壁進行強化，同時在對錳鋼板及溜井井壁之間襯12#礦用工字鋼，礦用工字鋼之間的間隔用鋼纖維混凝土充填從而實現對整個主溜井的加固和優化，同時修復儲存倉的結構，并運用相同的方式對其進行支護。是對這兩種方案的材料消耗及成本的比較和分析：結合該表對兩種方案進行詳細的分析說明：
（1）表中已經非常直觀地反映，方案一具有所需材料少、技術要求較低、施工工期少的優點，但通過進一步的研究和分析，缺點也非常明顯。由于加固方式的強度難以達到要求，需要定期進行維護和修補，而經常進行修復工作必然需要大量時間和投資，這就會影響生產工作的正常開展；與方案一相比，方案二對材料的需求量更大、技術含量要求高、工期較長而且需要更多的投資，但從長遠角度看，也具有非常明顯的優勢，加固的強度較高，因此能夠使用和保持的時間也較長，后期無需進行較大的檢修工作，不會影響整體工作的完成。
（2）對材料的選取完全可以采用性價比較高的錳鋼和螺紋鋼，從而有效地控制投資成本。
（3）盡管建成后可能會出現加固材料互相磨損的情況，但第二種方案可使用的周期仍然高于第一種方案。相關設計施工技術人員經過多次研究和討論，最終決定采用方案二對主溜井進行修復加固處理。
4對主溜井的修復和加固施工
4.1修復和加固工作的具體內容
對主溜井井壁的修復和加固主要采用方案二的方法來進行。對主溜井中下段的施工，采用礦用工字鋼、螺紋鋼、混凝土材料進行加固。對已經被破壞的區域的修復采用螺紋鋼和錳鋼，損壞區域內井壁沿周長每隔800mm、沿縱向每隔1.5m布置直徑22mm的螺紋鋼焊接組成喇叭狀，采用礦用工字鋼或錳鋼板圍護。dia2mm的螺紋鋼每根1.3～2.5m，一端穿到工字鋼或錳鋼板的孔內并焊接牢固，另一端與井壁接觸做預埋件用。垂高1.5m為一個施工循環。礦用工字鋼、錳鋼板之間采用段焊，段焊長度為200mm。
4.2施工時需要注意的問題
對所有材料的選擇一定要按照相關標準的規定來進行，要確保材料質量的達標和性能的優良，施工時一定要對各模版的間隔距離進行嚴格控制。要按照相關設計的要求進行鋼材結構和混凝土結構的焊接處理。進行焊接工作時，一定要確保工作面中沒有雜物存在。對混凝土的澆筑工作要全程進行監管，確保各個環節都嚴格按照相關流程進行，一定要防止混凝土空洞的出現，保障整個澆筑工作的施工質量。
5結束語
采用以上方法進行主溜井的加固處理后，在后期的定期檢查中未再發現井壁堵塞和損壞的情況，因此該方法具有可行性和科學性。對今后類似溜井的管理與維護及破壞后的修復加固施工具有借鑒意義。
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