0 前言

大吉山钨矿深部开拓工程明副竖井设计净直径ø5m，浇筑混凝土厚度300mm，井深328.65m (其中井颈30.32m，井身298.33m)，井筒穿过的岩层为硅质砂岩，构造裂隙中夹石英岩岩脉和花岗岩，岩石致密坚硬，f≈8~12。井简最大涌水量为15m³/h。无瓦斯，地层有杂散电流。

该工程由江西省矿山隧道建设总公司第二工程处施工，2003年1月13日开始施工井身，当年7月1日施工到设计深度，质量优良，安全状况良好。平均月成井52.65m，最高月成井71.5m，居全国先进水平(全国立井平均月成井40m)。

1 施工机械化混合作业 1.1 提升与出碴

采用Ⅱ型钢管亭式凿井井架，天轮平台高17.25m，面积6m×6m，翻碴平台高5.8m，井架底跨12m×12m。凿井吊盘、施工设备、提升系统布置见图 1、图 2。长绳悬吊式抓岩机的专用绞车布置在地面，操作则在井底工作面。吊盘绳4根(左右捻各2根)，呈对角布置，其中2根兼作稳绳，另2根在中后期兼挂排水管和水泵电缆。压风管、供水管、下溜混凝土管共用1台双筒16t稳车，模板由3台10t稳车悬吊，风简采用井壁固定悬挂。主提升钢丝绳、模板钢丝绳采用双层不旋转钢丝绳；吊盘绳、风水管、混凝土管钢丝绳采用左右捻钢丝绳对称布置。为便于集中控制，采用双翼集中布置。

主提升机选用JT1600×1200-20型绞车，电机型号JR127-8、功率130kW、转速732r/min，绞车最大绳速3.07m，配ø28mm双层不旋转钢丝绳、5t钩头、1.5m³座钩式吊桶，滑架及伞帽宽2.0 1m。

采用DTQ4型长绳悬吊式抓岩机，抓斗容积0.4m³，配JZ₂T-10/950型专用绞车，绳速0.13-0.34m /s，可容绳量950m，设有闭锁装置。抓岩机绞车设在地面，在井底操作，用行程开关接控制电缆控制其上提和下放。抓岩机配ø21.5不旋转钢丝绳悬挂。为减少钢丝绳的晃动，井筒内每隔lOOm设固定稳绳杆。

井口设6m³，矸石仓1座，采用座钩式自动翻碴。翻碴门和漏斗闸门由信号工控制小绞车启闭，碴石由5t东风自卸汽车运至排碴场，运距230m。

1.2 爆破与通风

工作面同时布置13台YT-23型凿岩机打眼，直眼梅花形7眼压裂抛碴掏槽，即采用毫秒雷管，掏槽眼的周边6眼每眼装8卷炸药，安排在第Ⅰ段起爆；将掏槽范围压裂，中心眼装1卷炸药，安排在第Ⅱ段起爆，抛出碴子，形成空腔自由面。中心眼同时又作为第Ⅰ段起爆时的中空眼。掏槽眼深2.4m，辅助眼、周边眼深2.2m，周边眼眼距615mm。全部使用2号岩石乳化炸药，采用反向连续装药结构，砂堵塞。炮眼布置图见图 3。爆破参数与爆破较果分别见表 1、表 2。

由于地层有杂散电流，不能采用普通毫秒电雷管，抗杂散电流电雷管当地火药供应部门无货，故采用能抗杂散电流的非电导爆毫秒雷管起爆。非电导爆毫秒雷管需先用引爆元件起爆，引爆元件可用电雷管、火雷管等。立井施工，为预防提升系统突然出现故障，严禁在井底人工点燃火雷管。通过试验，作者研制出火雷管电点火头，即在地面送交流电，引爆井底的火雷管，再引爆井底的非电导爆毫秒雷管群。该点火头的结构见图 4。

非电导管毫秒雷管按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……起爆顺序隔段使用，每个起爆顺序间隔50ms。

非电导爆毫秒雷管群采用1组大束联，即把工作面所有的非电导爆毫秒雷管的塑料管收集、理顺、尾端并齐、扎成一束。在束中插入1~ 2个火雷管，束内再填糊乳化炸药，套1个劈成2半的毛竹筒，用防水绝缘胶布包缠紧密，悬挂1~1.5m高。在联线束内，为防止引爆雷管的高速聚能流切断塑料导爆管，使导爆管内的传爆中断而产生瞎炮，引爆用的火雷管需反向插入联线束中，即火雷管的聚能穴朝导爆塑料管束的尾端(见图 5)。

采用单机单孔压人式通风，ø600mm钢丝圈胶皮风筒，风筒采用井壁悬挂，前期用11kW局扇。中后期换用14kW局扇。

1.3 砌壁

采用YJM ø5.04×3型平缝式整体金属液压滑移模板，每模浇筑高度3.2m，配BYQA型气动支脱模液压泵和液压千斤顶张缩支脱模机构，将模板进行收缩脱模和撑开支模，模板用3根ø18.5mm不旋转钢丝绳和3台10t单筒稳车悬吊.上提模板悬吊钢丝绳来移动模板，按井筒中心线来找平找正。

井口设混凝土搅拌站.配JS500双卧轴强制式混凝土搅拌机，生产能力25m³/h，拌好的混凝土顺溜槽、限溜闸门进入下料钢管均匀下溜，经缓冲器，输料软管人模。

使用大流态减水型管输C20混凝土，水泥：砂：碎石：水：AF型减水剂配合比为1：2.07：3.85：0.5：0.0075，坍落度为13cm。使用大流态减水型混凝土，避免了管溜混凝土的堵管事故，提高了混凝土质量。

模内浇筑混凝土采取沿模板旋转式浇筑，每层浇筑厚度300mm，电动软轴插入式混凝土振动棒振捣，随浇随捣。

2 测量与通风 2.1 定向测量

采用ø3mm钢丝绳挂50kg垂铊作中线定向，为减少锤铊摆动，垂铊浸入井底的水桶中，

井口装1台JK0.5型小绞车升降中线，井架卸载台的井筒中心部位装1个ø200mm滑轮。

井口封口盘、吊盘的上下层在井筒中心线部位设300mm×300mm的中线通过口。中心线用经纬仪测出后，在封口盘的中线通过口旁刻一浅槽，并设一装配式定位卡线板，以后定期用经纬仪检验封口盘上的井筒中心点。这种方法，与使用激光指向仪相比。方便、容易检验、不容易发生偏差。实际使用证明，效果良好。

2.2 掘进断面与模板定位测量

打眼前先按井筒中心线量画出井筒掘进轮廓线。再进行布眼、钻孔。

模板下滑之前, 先按井筒中心线检查各个部位的开挖尺寸是否符合设计和施工规范要求。如有欠挖及时用风镐凿除。模板下滑后，再按中心线量测模板各部位尺寸，如有偏位，即指挥3台悬吊稳车分别提动，井底同时用撬棍进行整体平移，直到符合施工规范要求为止。

2.3 施工高程测量

根据井筒深度，采用接长钢卷尺的方法进行测量，每把钢卷尺长100m，共4把，接点用卡子螺栓固定.接长后的钢卷尺缠绕在手摇小绞车上。测量时，在井口装一滑轮，下放钢卷尺，钢卷尺下挂1个10kg垂铊，地面、井下各设1台水准仪，瞄准钢尺同时测设。

3 排水与防治水 3.1 排水

施工初期，井筒涌水量小于5m³/h，采用BQF-50/25型风动潜水泵，将水排至吊桶，提升至地面。

在井深199m部位，由于断层裂隙影响，涌水量最高达15m³/h，吊桶提水满足不了要求，改用离心泵排水，离心泵的型号为D25-50×7, 功率55kW，扬程350m，流量25m³/h，装在吊盘下层，吊盘上层设1个转水箱，容积2m³，井底之水由2台风动潜水泵排到转水箱，再由离心泵排至地面，采用ø57 ×3mm无缝管作排水管，排水管和水泵动力电缆均分别悬挂在2根吊盘绳上。

这种排水方式排水能力适中、方便、可靠，与采用吊泵一级排水和在井筒中部设中间水仓相比，其优点是：

(1) 风动潜水泵无底阀，吸水深度浅，工作面不需经常挖很深的水窝，减小了工人的劳动强度。

(2) 风动潜水泵不需灌引水，可频繁断续启动排水。

(3) 转水箱设在吊盘上层，离心泵设在吊盘下层，水泵不易掉引水。

(4) 转水箱便于清瘀。

(5) 随井筒掘砌加深，吊盘下放，可在井口延接管路，安全方便。

3.2 防治水

井筒未作防水设计，无注浆堵水要求。对井筒涌水，采用先导后堵，再拦截的方式进行防治水。即在涌水点，先埋设6根高压橡胶管，将水引出，提高混凝土标号进行浇筑。下一模浇筑时，将橡胶导管口塞住, 浇入下一模的混凝土井壁中，止住大部分涌水。再在下一模设拦水槽和导管，将水拦住、用导管引出，减少了井筒淋水。竣工后，测得井筒总漏水量为1.89m³/h (施工规范要求不大于6m³/h)。

4 照明信号及通讯与人员配备

井底工作面采用4盏1000W卤钨灯照明，灯挂在吊盘下，放炮前收起，挂到吊盘上。吊盘上、下层工作照明采用防水型白炽灯。

井口设信号室1个，吊盘底层设信号台，井口、井下和卸碴台均设电铃信号装置, 采用共58种电铃信号进行井上下的提升、稳车、调模、浇筑混凝土、关停风水、上下工具等的联络。井上下通讯采用防水型直通电话。

按立井二掘一砌的工序，设钻眼爆破班、出碴班、浇筑混凝土共4个班，按工序进行滚班作业，每完成一道工序换一个班。各专业工序规定责任、任务和时间(约6~ 7h)，但不绝对固定时间，工序完成即换班，进行连续滚动正规循环作业，循环作业图表见表 3。

辅助工作设提升、压风班、机修钳工班、电工班，负责设备运转维修。除提升、风压班实行“三班”制外，钳电实行包机维修制，实行超前维护与保养，利用工序转换的空闲时间进行维修，做到随叫随到。项目部人员配备见表 4。

5 经验与体会

(1) 在立井施工中，应根据井筒的直径和深度, 选择合理的施工作业方式和适用的施工机械, 至关重要。由于采用了多台风钻打眼，中深孔光面爆破、长绳悬吊式抓岩机抓岩、整体金属液压滑移模板、钢管下溜大流态混凝土、座钩式吊桶自动翻碴、汽车运碴，滚班正规循环作业等一系列新技术、新工艺、新装备和科学严密的施工组织与管理，使工序作业有条不紊，工时利用紧凑，最大限度地发挥了施工机械化配套设备的能力，提高了施工进度。

(2) 在机电设备运行管理方面，由于实行包机维修制，超前维护和保养主要设备，利用工序转换空闲时间进行维修。同时吊盘、模板、抓岩机等悬吊设备采用两翼布置与集中控制。减少了辅助作业时间。

(3) 井筒淋水和工作面涌水是直接影响井筒施工速度和质量的主要因素之一，为了提高成井速度，保证工程质量，施工中对井筒淋水和工作面涌水主要采取了“导、堵、截、排”等综合治水措施，取得了较好效果。