一种超深井井底粉矿回收竖井及其快速施工支护方法与流程

本发明属于粉矿回收工程施工技术领域，具体地说，涉及一种超深井井底粉矿回收竖井及其快速施工支护方法。

背景技术：

竖井箕斗提升存在矿石和粉矿撒落问题，经过多年的实践证明，尽管在设计上采取相应的技术措施，生产上加强管理，也只能减少粉矿的撒落量，不能避免粉矿撒落现象的发生。粉矿回收方式需与矿山开拓方式相结合，目前有副井回收、斜井回收与小竖井回收三种粉矿回收方式。竖井回收方式具有工程量小，工期短等特点，适用于设有尾绳和钢罐道的竖井。然而由于超深部环境带来的高应力、高围压、高地温等因素，并由此引发的岩爆、水灾害等不利条件，往往在施工粉矿回收系统时会出现井壁片帮、垮塌等事故，并影响后期安全稳定运行，因此，亟待提供一种适应于该特殊环境下可快速进行安全施工的粉矿回收竖井。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出一种超深井井底粉矿回收竖井及其快速施工支护方法，使用衬板作为围岩前期的临时支护措施，并兼做后期混凝土浇筑模板，其适用于超深部、富水、恶劣地质条件下围岩快速安全施工，避免施工粉矿回收系统时出现井壁片帮、垮塌等事故，影响到后期施工的安全稳定运行。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案：

所述的超深井井底粉矿回收竖井包括衬板1、焊钉2、围岩3、混凝土支护层4，所述的围岩3的内部设置有衬板1，焊钉2均匀交错设置在衬板1的外壁上，衬板1与围岩3之间留有浇筑间隙，衬板1与围岩3之间的间隙中浇筑有混凝土支护层4。

作为优选，所述的焊钉2与衬板1采用焊接的方式进行连接。

作为优选，所述的围岩3预留有厚度为h₂=0～50mm的欠挖层，焊钉2的长度L与混凝土支护层4的厚度D的关系为D=L+h₁+h₂，其中，h₁=30～50mm，为规范要求的混凝土保护层。

以上记载的超深井井底粉矿回收竖井的快速施工支护方法，包括以下步骤：

步骤1：钻井

采用天井钻机5快速竖直掘进，实现粉矿回收竖井围岩的成型；

步骤2：支护

在步骤1中竖直掘进成型的围岩3内部支护衬板1作为围岩3的临时保护措施，衬板1由下而上分段进行安装，相邻衬板1之间采用焊接的方式进行连接；支护时，衬板1与围岩3之间留有浇筑间隙；

步骤3：浇筑

在衬板1与围岩3之间预留的浇筑间隙中浇筑混凝土，使混凝土浆液凝固与衬板1上的焊钉2以及围岩3的内壁形成一体结构，实现对衬板1的固定，使衬板1作为围岩3的永久支护措施；

步骤4：防腐处理

混凝土浇筑结束后3天内对衬板1进行防腐处理，采用刷漆的方式实现衬板1的防腐处理，避免衬板1与超深井内潮湿的空气接触生锈腐蚀。

本发明的有益效果：

本发明使用衬板作为围岩前期的临时保护措施，并兼做后期混凝土浇筑模板，可以实现对井壁进行快速支护，改善作业环境，增强支护体强度，确保围岩稳定运行。

附图说明

图 1 为本发明的结构示意图；

图2为本发明天井钻机快速施工粉矿回收竖井示意简图。

图中，1-衬板、2-焊钉、3-围岩、4-混凝土支护层、5-天井钻机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

所述的超深井井底粉矿回收竖井包括衬板1、焊钉2、围岩3、混凝土支护层4，所述的围岩3的内部设置有衬板1，焊钉2均匀交错设置在衬板1的外壁上，焊钉2与衬板1采用焊接的方式进行连接；衬板1与围岩3之间留有浇筑间隙，衬板1与围岩3之间的间隙中浇筑有混凝土支护层4；当围岩3出现欠挖h₂时，所述的焊钉2的长度L与混凝土支护层4的厚度D的关系为D=L+h₁，预留欠挖厚度h₂是为了确保围岩3出现欠挖时，焊钉2仍然有规范要求的混凝土保护层厚度h₁，确保超深井井底粉矿回收竖井的支护强度。

以上记载的超深井井底粉矿回收竖井的快速施工支护方法，包括以下步骤：

步骤1：钻井

采用天井钻机5快速竖直掘进，实现粉矿回收竖井围岩的成型；

步骤2：支护

在步骤1中竖直掘进成型的围岩3内部支护衬板1作为围岩3的临时保护措施，衬板1由下而上分段进行安装，相邻衬板1之间采用焊接的方式进行连接；支护时，衬板1与围岩3之间留有浇筑间隙；

步骤3：浇筑

在衬板1与围岩3之间预留的浇筑间隙中浇筑混凝土，使混凝土浆液凝固与衬板1上的焊钉2以及围岩3的内壁形成一体结构，实现对衬板1的固定，使衬板1作为围岩3的永久支护措施；

步骤4：防腐处理

混凝土浇筑结束后3天内对衬板1进行防腐处理，采用刷漆的方式实现衬板1的防腐处理，避免衬板1与超深井内潮湿的空气接触生锈腐蚀。

实施例2

所述的超深井井底粉矿回收竖井包括衬板1、焊钉2、围岩3、混凝土支护层4，所述的围岩3的内部设置有衬板1，焊钉2均匀交错设置在衬板1的外壁上，焊钉2与衬板1采用焊接的方式进行连接；衬板1与围岩3之间留有浇筑间隙，衬板1与围岩3之间的间隙中浇筑有混凝土支护层4。当围岩3未出现欠挖时，所述的焊钉2的长度L与混凝土支护层4的厚度D的关系为D=L+h₁+h₂，扩大了混凝土支护层4的厚度，以增强超深井井底粉矿回收竖井的支护强度，确保围岩3能够稳定工作，保证粉矿回收工作的稳定运行。

以上记载的超深井井底粉矿回收竖井的快速施工支护方法，包括以下步骤：

步骤1：钻井

采用天井钻机5快速竖直掘进，实现粉矿回收竖井围岩的成型；

步骤2：支护

在步骤1中竖直掘进成型的围岩3内部支护衬板1作为围岩3的临时保护措施，衬板1由下而上分段进行安装，相邻衬板1之间采用焊接的方式进行连接；支护时，衬板1与围岩3之间留有浇筑间隙；

步骤3：浇筑

在衬板1与围岩3之间预留的浇筑间隙中浇筑混凝土，使混凝土浆液凝固与衬板1上的焊钉2以及围岩3的内壁形成一体结构，实现对衬板1的固定，使衬板1作为围岩3的永久支护措施；

步骤4：防腐处理

混凝土浇筑结束后3天内对衬板1进行防腐处理，采用刷漆的方式实现衬板1的防腐处理，避免衬板1与超深井内潮湿的空气接触生锈腐蚀。

本发明的工作原理：围岩3采用天井钻机快速掘进形成，围岩3掘进结束后，立即沿围岩3内壁固定衬板1，以快速形成临时保护措施，并在衬板1上采用螺柱焊接焊钉，衬板1与围岩3之间预留混凝土浇筑间隙；衬板1完全固定结束后，立即进行混凝土浇筑，以形成混凝土井壁进行永久支护，混凝土浇筑后使衬板1、焊钉2以及混凝土支护层4形成一个整体，形成围岩3的永久支护层；混凝土浇筑结束后3天内对衬板1进行防腐处理，避免衬板1与超深井内潮湿的空气接触生锈腐蚀。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。