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矿山工程中,当工程地质条件复杂时,正确的安全工作做法是( )。

作者:一建题库收集者

矿山工程中,当工程地质条件复杂时,正确的安全工作做法是( )。

A 、安排所有技术人员参与管理地压工作,取消专职地压机构

B 、一发现有地压活动预兆,就立即停止全部作业

C 、通往陷落区和采空区的井巷应及时封闭

D 、可以利用滚石区的土地面积,建筑临时设施或构筑物

参考答案:

【正确答案:C】

二建矿业考点:矿井施工顺序确定方法

一、矿山井巷工程项目施工的主要内容和施工安排

(一)矿山井巷工程项目施工的主要内容

矿建、土建和安装工程三大类,还有临时性的建筑物和构筑物。

(二)矿山工程项目施工顺序安排要求

1、施工项目的总体安排

通常以矿建为主线,即要避免因为机电安装和土建工程抢占矿建工程的工期,又要防止矿建工程拖后影响安装、土建工程最后的完成而造成工期延迟。

2、矿山工程项目三类工程施工顺序安排应统筹兼顾并合理组织

(1)在三类工程施工顺序安排上,对时间上与矿建工程不牵连、又不影响最后工期的内容,如场区铁路及铁路装运站、仓库、机修厂等的施工,可以作为非关键路线上的补充内容,分批、分期,结合劳动力、设备、材料、场地空间需求等综合平衡进行安排。

(2)对于与关键路线工程内容有牵连的、影响矿建工程进展的土建与安装工程或者大临工程(如冻结、注浆等),则应使其在相应的矿建工程施工前完成。如掘井井架施工、主井临时罐笼提升系统与副井永久提升系统的交替衔接等。

(3)有些可以利用的永久设备,比如地面变电所、井下水泵房和相应的管线工程、井下变电所等,应尽早建设和安装,可以早建早利用,避免或减少修建临时设施。

(4)对于非标件安装工程来说,应留有更多的富余时间。

(5)井巷工程受井下施工条件的限制,特别是提升能力、施工空间等。对涉及抗灾能力、改善施工环境的工程应提前安排施工。比如在水患比较大的矿井,井下排水系统形成后方可安排大规模井巷工程施工对于瓦斯隐患较大的矿井,尽快形成永久通风系统,之后方可安排采区煤巷的大规模施工。

二、矿山井巷工程项目施工顺序及其确定

(一)井筒的施工顺序

一般有主副井同时开工、主副井交错开工、主副井先于风井开工、风井先于主副井开工等几种顺序。

1、主副井同时开工

在地质条件较好、岩层稳定,有充分的施工力量和施工准备,能保证顺利、快速施工的情况下,才采用这种方式但是这种方式的准备工作量大,并且由于主井工程量大,可能拖后完成。副井到底后不能马上形成井下巷道全面、快速施工的提升和通风条件,容易造成窝工。特别是采用冻结法施工的立井井筒时,这种开工顺序会造成冻结站装机容量大,电力负荷大,而且前期设备、人员投入巨大,成本大幅度增加。

2、主副井交错开工

应用比较普遍,主副井错开施工的时间应根据最优网络图而定,一般为 1~4 个月。

(1)主井在前,副井在后

主井井筒比副井深,又有装载硐室,施工要占一定工期。最大的好处是主副井基本同时到底,短路贯通时间快,独头掘进距离短。主井提前开工有利于提前改装临时罐笼。

(2)副井在前,主井在后

它主要适用于副井有整套永久提升设备可提前利用时,如采用一次成井。目前这种情况比较少见。

3.装载硐室的施工顺序

主井井筒到底时间与箕斗装载硐室施工顺序有关。有四种施工顺序:

一是与主井井筒及其硐室一次顺序施工完毕。缺点是井筒占用工期较长优点是不需要井筒二次改装,而且安全性较好。

二是主井井筒一次掘到底,预留装载硐室硐口,然后再回头施工装载硐室。其优点是排水和出渣工序相对简单,可以充分利用下部井筒的空间。缺点是需要搭建操作平台,安全性相对较差。

三是主井井筒一次掘到底,预留硐口,待副井罐笼投入使用后,在主井井塔施工的同时完成硐室工程。

四是主井井筒第一次掘砌到运输水平,待副井罐笼提升后,施工下段井筒,箕斗装载硐室与该段井筒一次作完。这种方式只有在井底部分地质条件特别复杂时才采用。

4、主、副井与风井的施工顺序

通常位于关键路线上的风井井筒,可以先于主、副井开工,或者与主、副井同时或稍后于主、副井开工,具体施工顺序可根据井巷工程施工排队计划进行安排。对于非主要矛盾线上的风井井筒,开工时间可适当推迟,以不影响井巷工程总进度计划或建井总工期为原则。

(二)矿山井巷工程过渡期施工安排

井巷过渡期的施工内容主要包括:主副井短路贯通服务于井筒掘进用的提升、通风、排水和压气设备的改装井下运输、供水、通信及供电系统的建立劳动组织的变换等等。

1、主副井短路贯通

临时贯通通常选择在主副井之间的贯通距离最短、弯曲最少、符合主井临时改装后提升方位和二期工程重车主要出车方向要求,以及与永久巷道或硐室之间留有足够的安全岩柱、并所开临时巷道能给生产利用。主副井短路贯通一般需1~2个月左右时间。

2、提升设施的改装

提升设施的改装一般遵循主井--副井的'改装顺序。主、副井两个井筒到底贯通后,通常主井井筒临时罐笼提升系统改装。主井临时改装完毕后进行副井井筒的永久装备。

改装的主要原则:保证过渡期短,使井底车场及主要巷道能顺利地早日开工使主副井井筒永久装备的安装和提升设施的改装相互衔接改装后的提升设备应能保证井底车场及巷道开拓时期全部提升任务。

两个井筒子同时到底并短路贯通后,主井先改装为临时罐笼提升。此时,由副井承担井下临时排水及提升任务。临时罐笼改装一般需半个月左右时间。完成主井临时罐笼改装后,副井即进行永久提升设施安装。包括换永久井架(或井塔),安永久提升机等,并一次建成井口房。对于钢井架、一般提升机改装需半年左右采用井塔、多绳摩擦轮提升机,需要一年左右。等副井安装完毕后,主井即可进行永久提升设备安装。

3、运输与运输系统的变换

井巷过渡期运输与运输系统的变换,按照主井改装临时罐笼来考虑时,一般可以分为以下几个阶段:

(1)主副井未贯通期:主副井到底后,对主副井贯通巷道掘进,一般仍用吊桶提升。

(2)主井临时罐笼改装期:主副井贯通后,副井进行吊桶提升,主井进行临时罐笼改装,这时井下一般采用V形矿车运输。

(3)主井临时罐笼提升期:这一时期副井正进行井筒永久装备,并由主井临时罐笼提升,故多采用 U 形矿车运输。此时地面应设有临时翻罐笼进行翻矸,从翻罐笼到排矸场之间用 V 形矿车进行运输排矸。

(4)主井临时罐笼、副井永久提升期:视情况适当安排主井永久装备时间。

(5)主井永久装备、副井永久罐笼提升期:此时为井底巷道开拓任务量最大的时候,应充分发挥副井提升能力,满足井下巷道开采任务的提升需求。

4、通风系统的改装

井筒到底后,当主、副井未贯通前,仍然是利用原来凿井时的通风设备、设施进行通风。主副井贯通后,应尽早形成主井进风,副井出风系统。通风设施的改装有三种方案:

(1)将主井风筒拆除,同时延长副井风筒,并在主、副井贯通联络巷内修建临时风门。它适用于井深较浅的浅井。

(2)将副井内原有风筒拆除,在主井临时罐笼改装时保留一趟风筒,将主井扇风机移到井下主副井贯通联络巷内,实现主井进风、副井出风的通风系统。此方案能增加有效风量,通阻较小,适用于深井条件。

(3)在高瓦斯矿井条件下,应采用封闭主井井架,在主井地面安装主要扇风机,形成主井回风,副井进风的全矿井负压通风系统。

通风系统改造时应注意同时串联通风的工作面数量最多不得超过三个。为避免多工作面串风,可采用抽出式通风或增开辅助巷道。

5、排水系统改装

过渡期的排水设施改装一般可分为三个主要阶段:

(1)主副井联络巷未贯通前,仍然利用原有的凿井排水系统,分别由主副井水窝作为临时水仓排水。

(2)主副井短路贯通后,主井改装临时罐笼期间,井底排水系统利用副井井底水窝和副井排水系统排水或在副井马头门位置设置临时卧泵排水,主井涌水由卧泵排到副井井底。

(3)主井临时罐笼提升、副井永久装备期,可在副井马头门外施工壁龛或是直接在巷道一侧安装安设临时卧泵,由主井井底吸水,经敷设在主井井筒中的排水管将水排出地表。当涌水量较大时,可扩大主、副井联络巷,作业临时泵房和变电所,甚至另开凿临时水仓。

6、其他设施的改装

在井底车场施工时,还要解决好井下的压风供应及供电、供水、通信、信号、照明等工作。

主副井贯通后,应考虑在井底车场内(一般在临时泵房附近)设临时变电所,以供水泵、绞车、扇风机等高压用户用电。

(三)矿井建设二三期工程的施工

矿井一期工程以井筒工程为代表,其施工内容包括井筒及相关硐室掘砌施工和主、副井短路贯通等工程。二期工程主要以巷道为代表,按施工区域划分为主、副井施工区和风井施工区。主、副井施工区的二期工程,主要指井底车场及各类硐室、主要运输石门、井底矿仓、运输大巷及有关硐室和采区下部车场、采区矿仓、上下山等井巷工程及辅轨工程。风井施工区的二期工程,主要指风井井底临时车场、回风石门、总回风巷,以及由风井施工的上下山、交岔点、硐室和铺轨工程。

1、井底车场巷道施工安排

保证主副井短路贯通与关键线路工程不间断地快速施工,同时提高连锁工程的掘进速度和改善其施工条件、提高矿井抗灾能力所必须的巷道。在考虑安全前提,综合平衡。如提升矿井抗水灾的能力改善通风条件形成环形车场,提供运输能力等工程应优先考虑。

2、井底车场硐室施工安排

(1)与井筒相毗连的各种硐室(马头门、管子道、装载硐室等)在一般情况下应与井筒施工同时进行,装载硐室的安装应在井筒永久装备施工之前进行。

(2)井下各机械设备硐室的开凿应考虑利于提升矿井抗灾能力、利于后续工程的施工和安装、利于提前投产等。

(3)对于不急于投入使用且对矿井开拓、抗灾能力影响不大的服务性硐室,如等候室、调度室、医务室等,一般可作为平衡工程量用。

(4)通常巷道在掘进到交叉点或硐室入口处时,应向支巷掘进5m左右,以便为后续工程掘进创造空间。

3、井底主要大巷的施工

(1)在具备施工运输和施工安全的前提下,应尽快进入主要大巷的掘进工作,在运输、通风、劳动力安排方面应尽可能优先考虑主要大巷的施工。

(2)通常安排井下主要大巷双巷掘进,其中一个工作面超前另一个工作面50~150m,每隔一定距离施工一联络巷,利用双巷形成临时通风和运输系统,缩短独头通风距离,改善工作面通风条件。

(3)对于井下主要大巷的掘进通常应组织较好的施工队伍和较强的机械化配套,进行快速施工。

4、采区巷道与硐室的施工

采区巷道与硐室是通常意义上的矿井三期工程,一般包括采区车场、泵房、变电所、水仓、煤仓、顺槽、开切眼等工程。对三期工程的施工应考虑以下因素:

(1)三期工程的顺槽和切眼通常是关键线路工程,在满足安全、通风需求的前提下,应优先安排施工。

(2)采区其他巷道和硐室通常结合总施工进度计划安排,综合平衡各种因素安排施工进度计划。

(3)采区顺槽通常距离较长,且均为煤巷,为了解决通风和瓦斯难题,一般应安排双巷掘进,减少巷道独头通风距离。

(4)采区顺槽的施工,一般应采用综合掘进机或掘锚一体机掘进,根据现场条件后配套运输可以采用皮带或其他有轨转载运输系统,配套掘进能力可以达到月进1 500m以上,可大大缩短建井工期。

矿山地质工程问题及工程地质条件

矿山地质工程研究的主要任务是对矿山建设中将要遇到的地质工程问题和工程地质条件进行预报,这项工作是非常重要的。这项工作做好了,不仅可为国家节省大量资金,且可加快矿山建设速度。矿山建设中经常遇到的地质工程问题有:①露天矿边坡稳定性问题;

②井巷及采场围岩稳定性问题。

控制上列地质工程问题的关键性工程地质条件有四项:①软弱、破碎岩体及软弱夹层;

②软弱结构面,包括断层带、层间错动带及贯通较长的大节理;

③地下水;

④地应力。这四项工程地质条件是控制上列矿山地质工程问题的关键,在矿山地质工程研究中必须查明。

地质因素是有规律的,工程地质条件是可以查清和作出预报的,我国矿山建设中有许多成功的实例,淮南煤矿成功地强行通过潘集三井下部含水层便是一例,潘集矿区位于淮河中游,冲积层厚139~463m,含有孔隙水,属于水下采煤,涌水、突水是该矿基建中遇到的大问题。调查报告提出可能遇到17个含水层,需做5次注浆处理,需耗费工期9个月,投资246.28万元。淮南指挥部地质测量处在施工过程中不断总结经验,找出地质规律,修正原地质勘察资料,在施工过程中不断作出预报,保证顺利地完成了建井任务。他们对矿井出水点进行了统计分析,发现该地区基岩裂隙水主要从NWW及NNE组裂隙及断裂中涌出。前者为淋水,水量不大,时间长;后者为突水方式出现,出水集中,而时间短。基岩裂隙水主要通道是区域性活动断裂,裂隙水具有垂直分带规律,它与岩层中的砂岩密切有关。测量结果分析表明,裂隙水的补给源是有限的。因为该地区煤系地层均上覆有较厚的新生界松散盖层。其中有较厚的粘土层分布,特别是底部有一层较厚的粘土层将上层水隔开,下部煤系中断裂不发育,且有粘土层分隔,水力联系差,突水条件极小,且在其附近的潘集一主井在323m处发生突水,开始时漏水量为151m3/h,突水点集中在井筒9m段内。第二天减为99m3/h,三五天减为74t,64t,48t。停工17d就复工了。据此判断,三井不会产生严重突水,故决定不进行注浆止水,而做好准备采取强行通过。结果表明,施工工程地质预报是正确的,共节约注浆费326.49万元,提前工期两个月,超进尺一倍,三个井筒原计划进尺450m,而年末实际进尺为922.8m。

兖州煤田兴隆庄东翼皮带大巷穿过巨王林断层的地质预报是又一个成功的实例。兴隆庄矿精查报告划定的巨王林断层是影响井田设计开拓的主要断层之一,同时是东翼皮带大巷施工的一大障碍。原精查报告指出,该断层落差为25~110m,断层附近岩石中裂隙发育,破碎带较宽,导水性强,施工时将面临断层突水和顶板难于支护等困难。第一工程处地质组对精查报告重新进行了分析,发现原勘察中对巨王林断层仅有一个钻孔控制,而对皮带大巷将穿过的地方断层落差未予确定。他们根据断层性质、断层面向深部延展时断距变化规律及施工中获得的资料分析,提出:巨王林断层为一扭性断层,落差较小,应在1~17m之间,具有尖灭的可能性。岩层不会太破碎,且导水性不会好。皮带大巷遇到断层时,预计断层两盘以塑性泥质岩、粘土岩为主,断层泥充填应较密实,亦预示导水性差,阻水可能性大。鉴于上述对断层导水性和临近含水层的分析认识,预计皮带大巷遇到断层时可能出现的最大涌水量为80m3/h,或者不出现涌水,不必停工注浆处理。在施工过程中施工人员取消了原施工组织设计中的注浆堵水措施,采取强行通过的方法通过。掘进实际情况表明,这一预报是正确的。结果井筒施工提前10个月左右完成,为国家节约投资240余万元。

上面两个实例表明,工程地质工作在适量的勘察工作量配合下,充分利用地质原理,完全可以作出正确的地质预报。关键在于矿山工程地质工作者不仅要掌握一般的地质原理,而且还要掌握与矿体埋藏条件有关的地质规律,特别是小构造及小小构造,断层、节理、蚀变带等规律,这样才能主动地去查明具体矿山工程地质条件,预报矿山建设及施工过程中可能出现的地质工程问题。

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