在采矿工程领域，竖井作为地下矿山的关键通道，承担着提升矿石、运送人员与器材以及通风等重要任务。其施工质量与效率直接关乎整个矿山项目的建设进程、运营成本和安全生产状况。而竖井掘砌循环和劳动组织作为竖井施工中的核心要素，对竖井施工的顺利推进起着决定性作用。
合理的掘砌循环能够使凿岩、装岩、立拆模板、浇灌混凝土等各工序紧密衔接，有条不紊地进行，确保在规定时间内完成既定工作量，从而实现施工进度的稳步提升。科学的劳动组织则可以充分调动各工种的积极性，使他们在统一指挥下协同作业，有效避免工序间的冲突与延误，提高劳动生产率，保障施工的连续性和高效性。倘若掘砌循环不合理，可能导致工序混乱，延误施工进度，增加工程成本；劳动组织不当则可能引发人员职责不清、协作不畅等问题，降低工作效率，甚至危及施工安全。
掘进循环作业是竖井施工中至关重要的环节，其定义为在掘进过程中，以凿岩装岩为主体的各工序，在规定时间内，按一定顺序周而复始地完成规定工作量。这一过程犹如一场精密的交响乐演奏，每个工序都是不可或缺的音符，只有协同配合，才能奏响高效施工的乐章。
在实际操作中，凿岩工序是整个循环作业的起始点。工作人员需要依据岩石的特性、井筒的设计要求等因素，科学合理地布置炮孔。例如，在坚硬的岩石中，炮孔间距可能需要适当减小，以确保炸药的能量能够充分破碎岩石；而在较为松软的岩石中，炮孔间距则可以相对增大。同时，选择合适的凿岩设备也至关重要，当下，先进的液压凿岩机凭借其高效、稳定的性能，在许多竖井施工项目中得到广泛应用，大大提高了凿岩效率和炮孔质量。
完成凿岩后，便进入装岩工序。装岩作业的效率直接关乎掘进循环的时间和进度。目前，常用的装岩设备包括中心回转抓岩机、环形轨道抓岩机等。这些设备各具优势，中心回转抓岩机操作灵活，能够在较小的空间内高效作业；环形轨道抓岩机则具有较大的抓取能力，适用于大断面井筒的装岩作业。在实际施工中，需要根据井筒的具体情况，如断面大小、岩石性质等，选择最为合适的装岩设备，以实现装岩效率的最大化。
除了凿岩和装岩这两个核心工序外，通风、排水、临时支护等辅助工序同样不容忽视。通风工序负责为井下作业人员提供新鲜空气，排出有害气体和粉尘，保障施工人员的身体健康和作业安全；排水工序则是及时排除井筒内的积水，防止积水对施工设备和人员造成影响；临时支护工序能够在井筒掘进过程中，对井壁进行有效的支撑和保护，防止井壁坍塌，确保施工的安全进行。这些辅助工序与凿岩装岩工序紧密相连，相互制约，共同构成了一个完整的掘进循环作业体系。
砌壁循环作业是保障竖井井壁稳定性和耐久性的关键环节，其概念是在筑壁过程中，以立拆模板、浇灌混凝土为主要工序，周而复始地进行。这一过程就像是为竖井打造坚固的铠甲，使其能够承受地下复杂环境的考验。
立拆模板是砌壁循环作业的首要工序。在立模板时，需要严格依据井筒的设计尺寸和形状进行安装，确保模板的位置准确无误，拼接紧密，无漏浆现象。同时，要对模板进行牢固的支撑和固定，防止在浇灌混凝土过程中发生变形或位移。例如，在一些大型竖井施工中，采用了高强度的钢结构模板，并通过多重支撑体系进行加固，有效保证了模板的稳定性。当混凝土达到一定强度后，便可以进行拆模作业。拆模时要注意操作方法，避免对井壁混凝土造成损伤，影响井壁质量。
浇灌混凝土是砌壁循环作业的核心工序。在浇灌前，需要对混凝土的配合比进行严格的设计和控制，确保混凝土具有良好的和易性、流动性和强度。同时，要对施工设备进行全面检查，如混凝土输送泵、振捣器等，保证设备运行正常。在浇灌过程中，要按照一定的顺序和厚度进行分层浇筑，每层浇筑厚度一般控制在 30 - 50 厘米左右，以确保混凝土能够均匀填充模板空间。并且，要使用振捣器对混凝土进行充分振捣，排出混凝土中的气泡，使混凝土更加密实，提高井壁的强度和抗渗性。
砌壁循环作业与掘进循环作业之间存在着紧密而有序的衔接关系。通常情况下，在掘进作业完成一个或多个循环后，当井壁暴露的长度达到一定程度时，便开始进行砌壁作业。在这个过程中，需要合理安排施工时间和人员，确保掘进和砌壁作业相互协调，互不干扰。例如，可以采用交替作业的方式，即一部分施工人员进行掘进作业，另一部分施工人员进行砌壁作业，从而实现井筒施工的连续性和高效性。同时，要加强对施工过程的管理和监督，及时发现和解决问题，保证井壁的施工质量和进度。
掘喷（砌）循环作业是一种将掘进、喷射混凝土（或砌筑）等工序有机结合的综合性作业方式。其内涵是在井筒施工过程中，当掘进工作完成后，立即进行喷射混凝土（或砌筑）作业，使这两个工序在一个循环内完成，形成一个紧密相连的施工流程。这种作业方式适用于多种地质条件，尤其是在围岩稳定性较差的情况下，能够及时对井壁进行支护，有效防止围岩坍塌，保障施工安全。
掘喷（砌）循环作业具有诸多显著优势。它能够极大地提高施工效率，减少工序之间的等待时间，使井筒施工能够更加快速地推进。通过及时对井壁进行支护，可以增强井壁的稳定性，降低安全风险，为后续施工创造良好的条件。喷射混凝土（或砌筑）能够与围岩紧密结合，形成一个共同受力的体系，提高井筒的整体承载能力。
然而，实施掘喷（砌）循环作业也面临一些难点。对施工设备和工艺的要求较高，需要配备性能优良的喷射混凝土设备或砌筑设备，以及熟练掌握施工工艺的操作人员。在施工过程中，需要严格控制喷射混凝土的配合比、喷射厚度和喷射质量，确保混凝土能够均匀附着在井壁上，达到设计强度要求。同时，要合理安排掘进和喷射（砌筑）的时间间隔，既要保证掘进工作的顺利进行，又要确保喷射（砌筑）作业能够及时跟上，这对施工组织和管理提出了很高的要求。
正规循环作业是指在规定的循环时间内，完成各工序所规定的工作量，取得预期的进度。正规循环作业的标准涵盖多个方面，包括各工序的施工质量、施工时间、工作量完成情况等。只有当这些方面都达到规定要求时，才能称之为正规循环作业。
正规循环作业对施工进度和安全起着举足轻重的关键作用。从施工进度方面来看，它能够使施工过程有条不紊地进行，避免因工序混乱或延误而导致的施工进度滞后。通过合理安排各工序的时间和工作量，能够充分利用施工时间，提高施工效率，从而加快井筒施工速度。例如，在某竖井施工项目中，通过严格执行正规循环作业，月成井速度提高了 30%，大大缩短了施工周期。从安全角度而言，正规循环作业能够减少施工过程中的不确定性和风险。当各工序按照规定的顺序和时间进行时，施工人员能够更加熟悉工作流程，提高操作的准确性和安全性，有效降低安全事故的发生概率。
在实际工程中，有许多成功实施正规循环作业的案例。以某大型金属矿山竖井施工为例，该项目在施工过程中，制定了详细的正规循环作业计划，明确了每个工序的施工时间、工作量和质量标准。通过加强施工组织和管理，严格按照计划执行，实现了高效、安全的施工。在整个施工过程中，月循环率始终保持在 90% 以上，不仅保证了施工进度，还确保了施工质量和安全，为矿山的顺利投产奠定了坚实基础。
月循环率是衡量竖井施工效率和管理水平的重要指标，其计算方法为一个月中实际完成的循环数与计划的循环数之比值。例如，某竖井施工项目在一个月内计划完成 30 个循环，而实际完成了 27 个循环，则该月的月循环率为 27÷30×100% = 90%。
影响月循环率的因素是多方面的。设备因素起着关键作用，先进、高效且运行稳定的施工设备能够提高各工序的施工效率，减少设备故障导致的停工时间，从而有利于提高月循环率。例如，采用自动化程度高的凿岩设备，能够大大缩短凿岩时间，为后续工序争取更多时间；性能优良的提升设备能够快速、安全地运输人员和物料，保障施工的连续性。人员因素也不容忽视，熟练、高素质的施工人员能够更加高效地完成各项工作，减少人为失误和操作不当导致的时间浪费。施工人员的团队协作能力和责任心同样重要，良好的协作能够使各工序之间紧密配合，提高施工效率；强烈的责任心能够确保施工人员严格按照操作规程进行作业，保证施工质量，避免因质量问题而返工，从而提高月循环率。地质条件是一个不可忽视的客观因素，复杂的地质条件，如岩石硬度高、涌水量大、地质构造不稳定等，会增加施工难度，延长各工序的施工时间，甚至可能导致施工中断，进而降低月循环率。在遇到坚硬岩石时，凿岩和爆破难度增大，所需时间增加；大量涌水会影响施工设备的正常运行，增加排水工作量，延误施工进度。
确定月进度需要充分考虑建井计划要求和矿井的具体条件。建井计划通常对竖井的施工周期和各阶段进度有着明确的规定，这是确定月进度的重要依据之一。同时，要深入分析矿井的地质条件、岩石性质、井筒深度和直径等因素。如果矿井地质条件复杂，岩石硬度大，施工难度相应增加，月进度目标则需适当降低；反之，若地质条件较好，施工相对顺利，月进度目标可以适当提高。还需综合考虑施工设备的性能和数量、施工人员的技术水平和数量等因素。先进的施工设备和高素质的施工人员能够提高施工效率，有助于实现较高的月进度目标。在实际操作中，可以参考类似工程的施工经验，结合本项目的具体情况，通过科学的计算和分析，合理确定月进度目标。
每月掘进天数的确定与井筒作业方式密切相关。在平行作业时，由于掘进和砌壁等工序同时进行，相互之间可能存在一定的干扰和影响，因此掘进天数约占掘砌总时间的 60% - 80%。在这种作业方式下，需要合理安排各工序的施工顺序和时间，尽量减少工序之间的冲突，以确保掘进工作能够有足够的时间进行。而采用平行作业或短段单行作业时，每月掘进天数通常为 30 天。这是因为在这些作业方式下，掘进和砌壁等工序相对独立，干扰较小，可以充分利用时间进行掘进施工。在确定每月掘进天数时，还需要考虑一些其他因素，如设备检修、节假日、恶劣天气等可能影响施工的因素，预留出一定的时间，以保证施工的连续性和稳定性。
炮孔深度与月进度、岩石性质等因素密切相关。一般来说，炮孔深度越大，每次爆破能够破碎的岩石量就越多，在一定程度上可以提高掘进效率，有利于实现较高的月进度目标。但炮孔深度也不能无限制地增加，它受到岩石性质的制约。如果岩石硬度较高，炮孔深度过大可能导致爆破效果不佳，岩石破碎不均匀，反而影响掘进效率。因此，在确定炮孔深度时，需要综合考虑月进度要求和岩石性质。可以通过现场试验、理论计算等方法，结合以往类似工程的经验，确定出最适合的炮孔深度。还需要考虑凿岩设备的性能和施工人员的操作水平，确保能够按照设计的炮孔深度进行准确施工。
施工设备的性能和机械效率对各工序时间有着直接的影响。先进的凿岩设备能够快速、准确地完成凿岩作业，大大缩短凿岩时间；高效的装岩设备能够提高装岩速度，减少装岩时间。施工人员的技术水平也起着关键作用，熟练的操作人员能够更加高效地操作设备，避免因操作不当而导致的时间浪费。不同技术水平的施工人员在完成同一工序时，所需时间可能会有较大差异。在确定各工序时间时，需要对施工设备的性能和机械效率进行充分评估，同时考虑施工人员的技术水平。可以通过对设备进行测试和对施工人员进行技能考核，结合实际施工经验，合理确定各工序的时间。还需要考虑工序之间的衔接和协调，避免出现工序之间的等待时间过长，影响整体施工效率。
在竖井施工这一复杂且极具挑战性的工程领域，劳动组织扮演着举足轻重的角色，其重要性贯穿于施工的全过程，对协调各工种、提高施工效率和保障施工安全起着决定性的作用。在竖井施工过程中，掘进工负责井筒的开挖，砌壁工承担井壁的砌筑工作，机电工保障施工设备的正常运行，辅助工则为其他工种提供必要的支持和协助。如果缺乏有效的劳动组织，这些工种之间可能会出现混乱无序的情况，导致施工进度受阻。例如，掘进工与砌壁工的工作时间和顺序安排不合理，可能会出现掘进完成后，砌壁工作无法及时跟进，或者砌壁工作影响掘进的正常进行，从而造成施工的延误。
从提高施工效率的角度来看，科学合理的劳动组织能够充分发挥每个施工人员的专业技能和潜力，实现人力资源的优化配置。通过明确各工种的职责和任务，制定详细的工作流程和时间表，可以避免工作中的重复劳动和时间浪费。在某竖井施工项目中，通过采用科学的劳动组织形式，对各工种的工作进行了精确的安排和协调，使施工效率提高了 30%，原本需要一年完成的工程，仅用了九个月就顺利竣工，大大缩短了施工周期，为项目的早日投产创造了有利条件。
施工安全是竖井施工中不容忽视的关键问题，而劳动组织在保障施工安全方面发挥着至关重要的作用。合理的劳动组织能够确保施工人员在安全的环境下进行作业，减少安全事故的发生。通过合理安排施工人员的工作时间和强度，避免施工人员因过度疲劳而导致操作失误；加强对施工人员的安全培训和教育，提高他们的安全意识和自我保护能力；明确各工种在安全管理中的职责，建立健全安全管理制度和监督机制，及时发现和消除安全隐患。在某竖井施工中，由于劳动组织合理，安全管理措施到位，整个施工过程中未发生一起重大安全事故，保障了施工人员的生命安全和身体健康。
综合组织形式是一种将不同工种的人员组合在一起，形成一个综合性施工小组的劳动组织形式。在这种组织形式下，小组成员通常包括掘进工、砌壁工、机电工、辅助工等，他们在小组负责人的统一指挥下，协同完成各项施工任务。这种组织形式的特点是人员结构相对紧凑，沟通协调便捷高效。由于各工种人员在同一小组内工作，彼此之间能够及时交流信息，快速解决施工中出现的问题。在遇到设备故障时，机电工可以立即与正在施工的掘进工或砌壁工沟通，迅速进行维修，减少设备故障对施工进度的影响。
综合组织形式在多种施工条件下都具有良好的适用性。在施工条件较为简单、工序之间衔接紧密的情况下，它能够充分发挥其高效协调的优势，使施工过程更加顺畅。在一些小型竖井施工项目中，由于工程规模较小，施工环境相对单一，采用综合组织形式可以使各工种人员紧密配合，快速完成施工任务。同时，这种组织形式对于培养一专多能的综合性人才也具有积极作用，小组成员在工作中可以相互学习、相互借鉴，提高自身的综合素质和业务能力。
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专业组织形式是按照工种的不同，将施工人员划分为若干个专业小组，每个小组专门负责某一项特定的施工任务。例如，成立专门的掘进小组，负责井筒的掘进工作；组建砌壁小组，承担井壁的砌筑任务；设立机电小组，负责施工设备的安装、调试和维护等。这种组织形式的架构清晰明确，各工种分工精细，能够充分发挥专业人员的技术优势，提高施工的专业性和效率。专业的掘进小组在长期的掘进工作中，积累了丰富的经验和技巧，能够根据不同的岩石条件和施工要求，选择最合适的掘进方法和设备，从而提高掘进效率和质量。
在大型竖井施工项目中，由于工程规模大、施工难度高、技术要求复杂，专业组织形式的优势尤为明显。在某超大型金属矿山竖井施工中，井筒深度超过 1000 米，直径达到 8 米，施工过程中面临着复杂的地质条件和技术难题。采用专业组织形式，将施工人员分为掘进、砌壁、机电、通风、排水等多个专业小组，各小组各司其职，密切配合。掘进小组采用先进的凿岩爆破技术和大型掘进设备，高效地完成了井筒的掘进任务；砌壁小组运用高精度的模板和先进的混凝土浇筑工艺，确保了井壁的质量和稳定性；机电小组精心维护和管理施工设备，保障了设备的正常运行。通过各专业小组的协同作战，该竖井施工项目顺利完成，并且在施工质量、进度和安全等方面都取得了优异的成绩。
井筒断面大小是影响各工种人员数量配备的重要因素之一。一般来说，井筒断面越大，施工空间越宽敞，所需的施工人员数量相应也会增加。这是因为在大断面井筒施工中，各工序的工作量会相应增大，例如掘进时需要开凿更多的炮孔，装岩时需要搬运更多的岩石，砌壁时需要铺设更大面积的模板和浇筑更多的混凝土。在一个直径为 8 米的大型竖井施工中，由于井筒断面较大，掘进工的数量可能需要比直径为 5 米的竖井增加 20% - 30%，以满足掘进工作的需求。同时，大断面井筒施工可能需要配备更多的辅助人员，负责材料运输、设备移动等工作，以确保施工的顺利进行。
工作量的多少直接决定了各工种人员的投入数量。如果施工任务繁重，需要在规定时间内完成大量的掘进、砌壁等工作，就必须增加相应工种的人员数量。在某竖井施工项目中，由于工程进度要求紧迫，每月需要完成的掘进进尺比原计划增加了 50%，为了完成这一任务，施工单位不得不增加掘进工和装岩工的数量，同时调整劳动组织形式，采用多班制连续作业，最终确保了工程进度的顺利推进。相反，如果工作量较小，过多的人员配备会造成人力资源的浪费，增加施工成本。
施工方法的选择对人员配备有着显著的影响。不同的施工方法需要不同的技术和操作流程，从而对人员的技能和数量要求也各不相同。采用普通钻爆法施工时，需要较多的凿岩工、爆破工和装岩工；而采用机械化程度较高的盾构法施工时，则需要更多熟悉盾构设备操作和维护的专业技术人员，相对减少了一些传统工种的人员数量。在某城市地铁竖井施工中，采用了盾构法施工，施工单位根据盾构施工的特点，配备了专业的盾构机操作手、机电工程师和维修人员，同时相应减少了凿岩工和爆破工的数量，实现了人员的合理配置，提高了施工效率。
工人技术水平是决定人员配备的关键因素之一。技术水平高的工人能够更加高效地完成工作任务，其工作质量和安全性也更有保障。因此，在人员配备时，需要考虑工人的技术水平。如果施工队伍中技术熟练的工人较多，那么在完成相同工作量的情况下，所需的人员数量就可以相对减少。在某矿山竖井施工中，施工单位通过对工人进行技术培训和考核，选拔出一批技术精湛的工人组成核心施工队伍。这些工人在施工中能够熟练运用各种先进技术和设备，工作效率比普通工人提高了 50% 以上，使得施工单位在保证施工质量和进度的前提下，减少了 20% 的人员配备，降低了施工成本。
掘砌循环的时间和工序安排对劳动组织形式和人员调配有着显著的影响。如果掘砌循环时间较短，要求各工序紧密衔接、高效完成，那么就需要采用分工明确、协作紧密的劳动组织形式，以确保各工种能够在有限的时间内完成各自的任务。在一些采用快速掘砌施工技术的竖井项目中，掘砌循环时间被压缩到了极致，为了适应这种高强度的施工节奏，施工单位采用了专业组织形式，将施工人员分为多个专业小组，每个小组负责特定的工序，如掘进小组专门负责井筒的开挖，砌壁小组专注于井壁的砌筑。各小组之间通过精确的时间安排和高效的沟通协调，实现了工序的无缝对接，大大提高了施工效率。同时，工序安排也会影响人员调配。例如，在掘进和砌壁平行作业时，需要合理分配掘进工和砌壁工的数量和工作时间，确保两者能够相互配合，互不干扰。
劳动组织也会反作用于掘砌循环效率。合理的劳动组织能够充分发挥施工人员的积极性和专业技能，提高各工序的施工效率，从而缩短掘砌循环时间。在某竖井施工中，施工单位通过优化劳动组织，对各工种的职责和任务进行了重新梳理和明确，加强了施工人员之间的协作和沟通。同时，根据施工人员的技术水平和工作能力，进行了合理的人员调配，使每个施工人员都能在最适合自己的岗位上发挥最大的作用。通过这些措施，该竖井的掘砌循环时间缩短了 20%，施工进度得到了显著提升。相反，如果劳动组织不合理，如人员职责不清、分工不明、协作不畅等，可能导致各工序之间出现延误和冲突，延长掘砌循环时间，降低施工效率。
实现掘砌循环与劳动组织的优化协同，需要从多个方面入手。要合理安排工序，根据竖井的地质条件、施工设备和人员技术水平等因素，制定科学合理的掘砌循环方案。通过对各工序的时间和顺序进行优化，减少工序之间的等待时间和干扰，提高施工效率。可以采用平行作业、交叉作业等方式，使掘进、砌壁等工序能够在时间和空间上合理安排，实现高效协同。
科学调配人员也是至关重要的。根据掘砌循环的要求和各工序的工作量，合理确定各工种的人员数量和比例。在人员调配过程中，要充分考虑施工人员的技术水平、工作经验和身体状况等因素，做到人尽其才，才尽其用。同时，要加强施工人员的培训和管理，提高他们的专业技能和综合素质，增强团队协作能力。
加强培训是提高施工人员素质和技能的重要途径。通过开展定期的技术培训和安全培训，使施工人员熟悉最新的施工技术和工艺，掌握先进的施工设备的操作方法，提高施工效率和质量。加强安全培训，增强施工人员的安全意识，提高他们的自我保护能力，减少安全事故的发生。还可以通过开展岗位练兵、技能竞赛等活动，激发施工人员的学习积极性和工作热情，营造良好的工作氛围。
以某大型金属矿山的竖井掘砌工程为例，该工程规模宏大，竖井设计深度达 1000 米，净直径为 6 米。其承担着该矿山矿石提升、人员及器材运输、通风等关键任务，对整个矿山的生产运营起着决定性作用。
从地质条件来看，该竖井所处区域地质构造复杂，岩石种类多样。上部地层主要为砂质页岩和粉砂岩，岩石强度较低，节理裂隙较为发育，稳定性较差；中部地层为石灰岩和砂岩互层，岩石硬度较大，但岩溶现象较为普遍，存在一定的涌水风险；下部地层主要为花岗岩，岩石坚硬致密，但地应力较高，对井壁支护提出了严峻挑战。在竖井施工过程中，还需穿越多条断层和破碎带，这进一步增加了施工的难度和风险。
施工要求方面，工程质量必须达到国家和行业的相关标准，井壁的垂直度偏差不得超过规定范围，混凝土的强度和抗渗性要满足设计要求，以确保竖井的长期稳定运行。施工进度要求在 18 个月内完成竖井的掘砌任务，以保证矿山能够按时投产，实现经济效益。同时，安全施工也是重中之重，必须严格遵守各项安全规章制度，采取有效的安全防护措施，杜绝重大安全事故的发生。在施工过程中，还需充分考虑环境保护，减少施工对周边生态环境的影响。
各小组人员配备情况如下：掘进小组配备凿岩工 8 人、爆破工 4 人、装岩工 6 人；砌壁小组配备立模工 6 人、混凝土工 8 人；机电小组配备机电工 6 人；辅助小组配备辅助工 10 人。此外，还配备了项目经理 1 人、技术负责人 1 人、安全管理人员 2 人，负责整个工程的组织、协调和管理工作，确保施工过程的顺利进行。
通过与预期目标对比，可以明显看出该方案在施工进度、工程质量和成本控制等方面均取得了优异的成果。施工进度提前完成，为矿山赢得了宝贵的时间；工程质量达到优良标准，确保了竖井的安全稳定运行；成本控制效果显著，提高了项目的盈利能力。
竖井掘砌循环和劳动组织在竖井施工中具有举足轻重的地位，它们相互关联、相互影响，共同决定着竖井施工的效率、质量和安全。合理的掘砌循环能够使各工序紧密衔接，提高施工效率，缩短施工周期；科学的劳动组织则可以充分调动施工人员的积极性和专业技能，实现人力资源的优化配置，保障施工的顺利进行。
