大断面平硐快速施工方法.pdf
收稿日期２０２０ ０２ １０ 作者简介赵明明１９８５ － ꎬ男ꎬ山西大同人ꎬ助理工程师ꎬ从事煤矿生产技术及管理工作ꎮ ｄｏｉ１０. ３９６９/ ｊ. ｉｓｓｎ. １００５ －２７９８. ２０２０. ０６. ０３３ 大断面平硐快速施工方法 赵明明 大同煤矿集团 同家梁矿ꎬ山西 大同 ０３７０２５ 摘 要针对某矿大断面平硐施工过程中存在的众多难点ꎬ从支护技术、钻眼爆破技术、巷道反掘技术、通 风管理、运输管理、排水管理、生产组织管理入手进行优化ꎬ实现了巷道的快速掘进ꎬ平均单进为 １６０ ｍꎬ最 高单月掘进 ２０５ ｍꎬ比计划提前半年完成巷道的贯通ꎮ 关键词大断面ꎻ副平硐施工ꎻ快速掘进 中图分类号ＴＤ７１３ 文献标识码Ｂ 文章编号１００５ ２７９８２０２００６ ００８５ ０２ １ 工程背景 随着采掘的进行ꎬ某矿井需延深山 ４ 号煤层ꎬ副 平硐是延深的关键线路工程ꎬ为了尽早实现新水平 投产ꎬ需加快副平硐的施工ꎮ 副平硐设计断面为半 圆拱形ꎬ 巷道净宽 ５. ０ ｍꎬ 净高 ４. ３ ｍꎬ 净断面 １８. ８２ ｍ２ꎬ倾角 －６. ５ꎬ巷道全长 ３ ９１４ ｍꎬ其中表土 段 ２０８ ｍ 采用钢筋混凝土浇注ꎬ浇筑厚度 ４００ ｍｍꎬ 巷道铺底厚度 ３００ ｍｍꎻ基岩段 ３ ７０６ ｍ 采用锚喷支 护ꎬ喷浆厚 １２０ ｍｍꎮ 每 ５００ ｍ 设计一会车硐ꎬ会车 硐采用三心拱断面ꎬ锚网喷支护ꎬ喷浆厚 １２０ ｍｍꎬ每 个会车硐长 １５ ｍꎬ净宽 ６. ２ ｍꎬ净高 ４. ３ ｍꎮ 针对副 平硐施工的特点、工期要求及存在的困难ꎬ如仍采用 以往的施工方法很难满足施工需求ꎬ因此对副平硐 施工技术进行了探索和创新ꎬ 取得了较好的效 果[１ －３]ꎮ ２ 施工技术研究 ２. １ 支护技术 １ 表土段支护ꎮ 副平硐开挖后采用的临时 支护形式有挂网、喷浆、架 Ｕ２９ 型钢拱棚ꎬ每 ０. ５ ｍ 架设一架 Ｕ２９ 钢拱棚ꎬＵ２９ 型钢拱棚支护距浇筑混 凝土的最大距离不超过 ３ ｍꎮ 当工作面围岩破碎 时ꎬ采用短挖短砌工艺ꎮ 同时必须在拱棚下支木垛 托住ꎬ木垛尺寸为 ９００ ｍｍ ９００ ｍｍꎬ间距为 ０. ５ ｍꎮ 后进行永久支护ꎬ采用钢筋混凝土砌碹方式进行浇 注ꎬ浇灌厚度 ４００ ｍｍꎬ强度等级为 Ｃ３０ꎮ ２ 基岩段支护ꎮ 基岩段采用锚杆索、喷射 混凝 土 联 合 支 护 形 式ꎮ 具 体 如 下 锚 杆 采 用 Ｄ２０ ｍｍ ２ ４００ ｍｍ 的螺纹钢ꎬ间排距为 ８００ ｍｍ ８００ ｍｍꎬ托盘采用 １５０ ｍｍ １５０ ｍｍ ８ ｍｍ 的高强 托盘ꎮ 锚索采用 Ｄ１７. ８ ｍｍ ６ ０００ ｍｍ 的钢绞线ꎬ 间排距 １ ６００ ｍｍ １ ６００ ｍｍꎬ托盘采用 ２００ ｍｍ ２００ ｍｍ １０ ｍｍ 的高强托盘ꎬ巷道段每排锚索为 ２ 根ꎬ会车硐处每排锚索为 ３ 根ꎻ另外在会车硐及换向 硐加菱形金属网片ꎬ 金属网片规格为 ８０ ｍｍ ８０ ｍｍꎬ由直径 ４ ｍｍ 的铁丝编织ꎮ 喷浆混凝土强度 为 Ｃ２０ꎬ喷层厚度为 １２０ ｍｍꎮ ２. ２ 钻眼爆破技术 １ 合理优化炮眼布置及爆破参数ꎮ 为了提 高设备的利用率ꎬ加快施工进度ꎬ决定采用光面中深 孔爆破技术ꎬ根据岩性进行爆破参数设计ꎮ 采用的 掏槽方式为楔形掏槽ꎬ眼深 ３. ２ ｍꎬ布眼 ６ 个ꎬ辅助 眼布置 ３ 圈ꎬ各布眼 ９ 个、１３ 个和 １９ 个ꎬ周边眼布 眼 ３６ 个ꎬ底眼 ９ 个ꎬ眼深均为 ３. ０ ｍꎬ同时还布置了 ２ 个眼深为 ２. ０ ｍ 的中空眼ꎬ全断面共布置 ８５ 个 眼ꎮ 循环进尺 ２. ８ ｍꎬ炮眼利用率 ０. ９３ꎮ ２ 改进钻眼施工方式ꎮ 针对施工实际特点ꎬ 钻眼工作占用工时较长ꎬ要想提高单进ꎬ必须想办法 改进钻眼爆破施工方法ꎬ提高效率ꎮ 为此自行设计 了掘进台架ꎬ把工作面分成上下两层ꎬ每层又分成两 个区间ꎬ在这 ４ 个区域内各布置 １ 台风钻ꎬ４ 台风钻 同时作业ꎬ以提高打眼效率ꎮ ２. ３ 巷道反掘技术 根据矿井衔接安排ꎬ结合实际施工情况ꎬ辅助运 输巷已掘到位ꎬ充分考虑副平硐施工工期因素ꎬ经过 实地论证ꎬ副平硐具备反掘的条件ꎬ决定从辅助运输 大巷开口位置图 １ 中标注 １ꎬ以 ＋６. ５上山掘进ꎬ 直至与前方贯通为止ꎮ 考虑运输系统环节ꎬ在辅助 运输大巷 ４５０ ｍ 处开口图 １ 中标注 ２ꎬ垂直于副 平硐打一横贯眼图１ 中标注３ꎬ横贯眼长度５５ ｍꎬ 在辅助运输大巷安装 ８０ 胶带一部ꎬ横贯眼铺设安装 ５８ 问问题题探探讨讨 总第 ２５０ 期 短节 ８０ 胶带一部ꎬ机头与回风立井胶带巷搭接ꎬ形 成出煤矸石 运输系统ꎮ 图 １ 副平硐反掘示意 ２. ４ 通风管理 副平硐采用压入式、双风机双电源自动切换的 局部通风机通风ꎬ在井口外 １０ ｍ 处安设两台 ＦＢＣＤ №１６/２ ５５ ｋＷ 对旋风机ꎬ直径 １ ２００ ｍｍ 柔性皮质 风筒ꎬ通过特制三通为主要风机和备用风机两套系 统共用ꎮ 副平硐反掘段ꎬ采用压入式通风ꎬ在进风立 井 进 风 联 巷 图 １中 标 注 ４ 安 设 两 台 ＦＢＣＤ№１６/２ ５５ ｋＷ 对旋风机ꎬ直径 １ ０００ ｍｍ 柔 性皮质风筒ꎮ 为减少风阻与漏风ꎬ风筒接头采用单 头双环反边接头法ꎬ风筒吊挂平直ꎬ接头严密ꎮ ２. ５ 运输管理 副平硐矸石采用小型防爆装载机装渣ꎬ由防爆 胶轮车运出ꎬ一直运至指定排矸场ꎬ施工材料由防爆 胶轮车运至施工地点ꎮ 副平硐反掘段矸石通过三部 胶带排至秦家山回风立井煤仓ꎬ利用回风立井改绞 系统排至地面ꎮ 为提高运输速度ꎬ每隔 ２００ ｍ 施工 一个调车硐和会让站ꎬ以便于汽车进入工作面安全 行驶、方便错车、调车ꎮ ２. ６ 排水管理 副平硐排水选用一台 ＤＣ５０ －８０ ２ 型水泵ꎬ排 水管路选用 Ｄ１０８ ｍｍ 钢管及快速接头ꎬ将水从临时 水仓直接排至地面水沟ꎮ 在巷道低洼地点施工临时 水仓ꎮ ２. ７ 生产组织管理 在作业方式上ꎬ一改传统的单纯“三八制”或 “四六制”ꎬ分为打眼、出渣、支护喷浆三个专业组ꎬ “滚班制”作业ꎬ按工序交接班ꎬ按循环图表要求控 制作业时间ꎬ保证正规循环作业ꎬ较好地解决了掘进 速度加快后ꎬ而喷射混凝土跟不上的矛盾ꎮ 延长了 喷射时间ꎬ实现了喷混凝土与掘进完全平行ꎬ从而拓 宽了平行交叉作业的范围ꎬ实现了掘进与喷混凝土、 打眼与装岩、排矸与掘进等多重平行交叉作业ꎬ最大 限度地利用了时间和空间ꎬ提高了正规循环率和综 合施工水平ꎮ ３ 应用效果 副平硐原计划工期 ３２ 个月ꎬ期间克服表土段施 工等诸多困难ꎬ全线贯通仅用 ２６ 个月ꎬ比预计提前 半年完工ꎬ并实现了零误差精确贯通ꎮ 该施工技术 较好地适应了副平硐施工要求ꎬ取得了良好的社会 经济效益ꎮ １ 采用钻爆法进行同等断面的副平硐一般 月度单进为 １２０ ｍꎬ采用上述技术后ꎬ平均月度单进 为 １６０ ｍꎬ其中单月最高掘进 ２０５ ｍꎮ ２ 该副平硐施工技术不仅可改善工作环境、 减轻劳动强度ꎬ而且充分利用时间与空间的交叉作 业ꎬ极大地提高了工作效率ꎬ虽然采用反掘增加了设 备的成本投入ꎬ但极大缩短了工期ꎬ为矿井后续建设 打下了坚实的基础ꎬ创造经济效益 １ ０００ 多万元ꎮ 参考文献 [１] 马振武ꎬ张海波. 大断面岩巷快速掘进方案探讨[Ｊ]. 煤ꎬ２０１７ꎬ２６５８５ －８６. [２] 李振东ꎬ许文波. 浅析王家岭煤矿主副平硐快速施工 技术[Ｊ]. 陕西煤炭ꎬ２０１４ꎬ３３４６５ －６７. [３] 李 强. 浅析煤矿平硐施工技术的创新与运用[Ｊ]. 价 值工程ꎬ２０１３ꎬ３２３１１２６ －１２８. [责任编辑王伟瑾] 欢迎订阅 ２０２１ 年煤杂志 ６８ ２０２０ 年 ６ 月 赵明明大断面平硐快速施工方法 第 ２９ 卷第 ６ 期
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