巖巷正臺(tái)階法施工技術(shù)研究及應(yīng)用

胡慶兵+陳少欽

摘要：為了加快巖巷大斷面的施工進(jìn)度，解決大斷面巖巷施工過(guò)程的頂板、高幫和迎臉管理難題，本文通過(guò)巖巷臺(tái)階法施工技術(shù)的研究及應(yīng)用，很大程度上實(shí)現(xiàn)了平行作業(yè)，減少了工序循環(huán)用時(shí)，做到快速掘進(jìn)。

關(guān)鍵詞：正臺(tái)階法施工 平行作業(yè) 循環(huán)用時(shí)

0 引言

正臺(tái)階法施工是炮掘的一種施工組織方式，其循環(huán)作業(yè)方式與一般傳統(tǒng)全斷面炮掘施工相比，它能很好的保證各道工序之間平行作業(yè)，且各工序組織相對(duì)靈活，既節(jié)省循環(huán)作業(yè)時(shí)間，又使作業(yè)環(huán)境的安全性得到較大提高，是大斷面巷道實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的出路之一。此施工法從徐州龐莊隊(duì)引進(jìn)，在潘三項(xiàng)目部東四-575m~-415m回風(fēng)上山及車場(chǎng)開(kāi)展此項(xiàng)目攻關(guān)獲得成功，并顯示出正臺(tái)階法施工的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在仍采用此法在東翼-650m新增進(jìn)風(fēng)大巷組織施工，初步實(shí)現(xiàn)了一次成巷，完成了停頭成巷4個(gè)小班的目標(biāo)。

1 工程及地質(zhì)概況

潘三項(xiàng)目部231隊(duì)承接的礦東四-575m~-415m回風(fēng)上山及車場(chǎng)，8°30′斜巷184m，二平臺(tái)45m，12°1′39″斜巷260m，上部車場(chǎng)131m，巷道尺寸5100mm×4050mm，直墻半圓拱，錨網(wǎng)噴支護(hù)，錨桿Φ20×2200mm@700mm，網(wǎng)片規(guī)格Φ6.5×900×1700mm，噴厚100mm。巷道所處巖層為中粒石英砂巖和粉砂巖互層中，以中硬巖為主（f＞8）。

2 正臺(tái)階法施工工藝

2.1 工藝流程

2.2 工藝總結(jié) 由主要工藝流程圖可以看出，倒完上臺(tái)階矸石后即可進(jìn)行拱部錨網(wǎng)支護(hù)及上部炮眼施工，耙矸機(jī)可以轉(zhuǎn)入下臺(tái)階倒矸石，進(jìn)行下臺(tái)階炮眼施工，出矸石將貫穿施工全過(guò)程，由于施工環(huán)境所限，進(jìn)料系統(tǒng)共使用3部絞車，土產(chǎn)料打運(yùn)艱難，幫部支護(hù)留在成巷期間完成。

3 工藝比較

3.1 優(yōu)點(diǎn)

3.1.1 傳統(tǒng)全斷面施工法 勞動(dòng)組織程序簡(jiǎn)單、易掌握；一次倒矸，倒矸時(shí)間短。

3.1.2 正臺(tái)階施工法 勞動(dòng)組織較靈活，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整平行作業(yè)的工序順序，可減少循環(huán)作業(yè)時(shí)間；職工作業(yè)方便，省去了搭設(shè)和拆除腳手架，有6~8m的實(shí)底作為上臺(tái)階作業(yè)平臺(tái)，減少了職工的體力消耗，消除了職工在腳手架上施工的心里壓力；迎臉的高度由4m減少至2.6m，削弱了迎臉對(duì)施工人員的威脅；拓展了平行作業(yè)的空間，有兩個(gè)工作面可同時(shí)施工，提高了風(fēng)錘的開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)，減少了窩工現(xiàn)象；優(yōu)化了爆破參數(shù)，下臺(tái)階有兩個(gè)自由面，在提高下臺(tái)階爆破效果的同時(shí)也減少上下臺(tái)階的炮眼數(shù)量，據(jù)8~10月份實(shí)際統(tǒng)計(jì)來(lái)看，全斷面炮眼數(shù)量由原先的90個(gè)減少為75個(gè)，降低率達(dá)16.6%。

3.2 缺點(diǎn)

3.2.1 傳統(tǒng)全斷面施工法 一是只有一個(gè)工作面，主要工序相互疊加耗時(shí)長(zhǎng)，僅出矸石可與其它工序平行作業(yè)，迎頭易出現(xiàn)窩工現(xiàn)象；二是安全隱患大，在大斷面條件下，全斷面一次爆破后頂板離浮矸面較高，頂、幫及迎臉管理困難，安全威脅大；三是在腳手架上作業(yè)，平添了不安全因素，而且增加了職工搭設(shè)腳手架過(guò)程的體力消耗。

3.2.2 正臺(tái)階施工法

一是放炮消耗母線量大；二是上下臺(tái)階兩次倒矸，倒矸時(shí)間長(zhǎng)；三是迎頭人員用量大。

3.3 效果對(duì)比

■

4 正臺(tái)階法施工要領(lǐng)

4.1 上臺(tái)階高度及長(zhǎng)度的確定 根據(jù)錨桿鉆機(jī)施工頂部錨桿眼需要的空間確定臺(tái)階到頂板的高度，一般控制在2.4m~2.6m：低于2.4m將不方便錨桿鉆機(jī)施工錨桿（錨桿鉆機(jī)高度1.5m，短釬長(zhǎng)度1.2m）；如果臺(tái)階高度大于2.6m，超過(guò)施工人員身高太多，上部炮眼施工特別是頂部及兩肩窩的炮眼施工困難，將不能保證此處炮眼施工質(zhì)量，且風(fēng)錘鉆進(jìn)速度相對(duì)緩慢。

4.2 臺(tái)階長(zhǎng)度確定 根據(jù)風(fēng)錘、捶腿的長(zhǎng)度及耙斗距施工人員的安全距離控制臺(tái)階長(zhǎng)度，一般控制在6m~8m：如果大于8m，倒矸時(shí)間長(zhǎng)；如果小于6m，耙斗距上臺(tái)階施工人員太近，安全威脅大，其次是風(fēng)錘外形尺寸，7655風(fēng)錘釬卡在到錘腿的長(zhǎng)度是3.4m，釬桿是2.5m，總的長(zhǎng)度5.9m，假如錘腿蹬空，將傷及下臺(tái)階施工人員。

4.3 巷道拱部錨網(wǎng)支護(hù)使用設(shè)備數(shù)量 拱部錨網(wǎng)（錨索）支護(hù)：可以上3部錨桿鉆機(jī)同時(shí)施工互不影響。如果巷道頂板是砂質(zhì)泥巖類的軟巖，用錨桿鉆機(jī)施工較合適，打眼速度和風(fēng)錘相差無(wú)幾，如果是細(xì)砂巖以上硬度的硬巖，建議用風(fēng)錘施工較合適，鑿眼速度是錨桿鉆機(jī)的二倍及以上（在粉砂巖互層里錨桿鉆機(jī)施工一個(gè)錨桿眼用時(shí)5分鐘，風(fēng)錘僅用2分鐘即可）。

4.4 施工上下臺(tái)階炮眼上風(fēng)錘數(shù)的確定 人員充足的情況下，施工上臺(tái)階炮眼可以同時(shí)使用5~6部風(fēng)錘而相互不影響，下臺(tái)階也可以同時(shí)上3部風(fēng)錘，主要影響施工的是風(fēng)壓?jiǎn)栴}。

4.5 爆破要求 采用串并聯(lián)的方式較適宜，但要考慮到各組串聯(lián)雷管的阻值盡量達(dá)到平衡，方可降低落炮的概率；炮后進(jìn)尺的多少主要取決于上臺(tái)階進(jìn)尺長(zhǎng)度，因下臺(tái)階有兩個(gè)自由面，可以做到炮眼打多深放多深，所以下臺(tái)階的炮眼深度要根據(jù)臺(tái)階的實(shí)際長(zhǎng)度，做適當(dāng)?shù)目刂疲幌屡_(tái)階兩幫及最下一排底眼，需要規(guī)范打眼保證巷道幫底不超挖不欠挖；由于巖石堅(jiān)硬，故采用反向裝藥。

4.6 臨時(shí)支護(hù) 炮后上臺(tái)階虛矸到巷頂約1.5~1.8m，將2塊網(wǎng)片并排扎好后，從頂部的2根前探梁上方推至迎頭，將前探梁的尾端用8#鐵絲固定在后方的錨桿或網(wǎng)片上，然后再在前探梁的掩護(hù)下將網(wǎng)片向下掛，并用鐵絲連接好，同時(shí)兩邊再各上一根前探梁，并用8#鐵絲固定好即可。

4.7 耙矸機(jī)距臺(tái)階的距離 當(dāng)耙矸機(jī)簸箕口距下臺(tái)階的距離達(dá)到15m及以上時(shí)，下臺(tái)階倒過(guò)矸石以后，在兩個(gè)臺(tái)階同時(shí)鑿眼的情況下，不耽誤出矸。如在15m以內(nèi)，倒完下臺(tái)階矸石后，在下臺(tái)階施工炮眼期間，不適合再出矸。

4.8 兩錨一噴施工工藝 考慮到減少進(jìn)料困難，采用集中噴漿較合適，從沖擊波對(duì)網(wǎng)片的破壞程度來(lái)看，迎頭向后2m范圍內(nèi)的網(wǎng)片受到損壞不嚴(yán)重，可以采用兩錨一噴的方式施工。

4.9 其它注意事項(xiàng) 上臺(tái)階的虛矸不能全部倒盡，否則捶腿落在巖石的實(shí)茬上打滑支不?。豢紤]到驗(yàn)炮問(wèn)題安全，從迎臉開(kāi)始向后3m的范圍內(nèi)矸石必須倒到實(shí)茬，下臺(tái)階同樣；下臺(tái)階后的矸石沒(méi)有任何作用，應(yīng)及時(shí)將矸石排盡，減少后期停頭成巷時(shí)間。

5 存在問(wèn)題

①正臺(tái)階法施工對(duì)人員的出勤要求多（一般在14人以上），人員出勤少的情況下，上下臺(tái)階難以達(dá)到同時(shí)施工炮眼。②上臺(tái)階高度視巖性軟硬情況而定，巖性屬粉細(xì)砂巖及以下時(shí)，一般控制在2.6m左右爆破效果不受影響，若是硬巖如中粒石英砂巖，爆破效率就會(huì)大大降低，需適當(dāng)調(diào)整上臺(tái)階的高度，施工中可將上臺(tái)階高度調(diào)整到2.9m，通過(guò)擴(kuò)大上臺(tái)階的爆破自由面，提高爆破效果。③在上臺(tái)階高度調(diào)整到2.9m時(shí)，每次炮后必須將上臺(tái)階矸石倒掉才能打錨桿，但是矸石倒掉后，正頂及其兩側(cè)周邊眼的施工難度加大了，不僅打眼時(shí)間長(zhǎng)且炮眼質(zhì)量達(dá)不到要求。建議使用短氣腿的錨桿鉆機(jī)或風(fēng)錘，炮后上臺(tái)階矸石不用倒掉，可完頂部錨網(wǎng)支護(hù)，然后將矸石上部的炮眼打出，既保證了炮眼的質(zhì)量，又減少施工頂部炮眼的難度。④正臺(tái)階法施工對(duì)出矸和進(jìn)料系統(tǒng)要求較高。本巷道進(jìn)料需經(jīng)3部絞車，進(jìn)料困難，噴漿料的供給很難滿足上下臺(tái)階一次性錨網(wǎng)噴支護(hù)的要求，幫部支護(hù)只能滯后，增加了后期成巷時(shí)間。

6 總結(jié)

巖巷正臺(tái)階法施工適合斷面高度在3.5m以上、坡度0°~15°的大斷面巷道，解決了大斷面上山打眼困難的問(wèn)題，縮短了循環(huán)作業(yè)時(shí)間，加快了掘進(jìn)速度，保證了迎臉、高幫的安全管理。

參考文獻(xiàn)：

[1]董方庭.井巷設(shè)計(jì)與施工[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.1.

[2]朱云輝，段賢明.臺(tái)階法施工技術(shù)在大斷面巖巷中的應(yīng)用[J].礦業(yè)工程，2009（06），18－19.

[3]郭春龍.大斷面巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)實(shí)踐與探討[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2007（3）：162、164.

作者簡(jiǎn)介：

胡慶兵（1974－），安徽淮南人，淮南礦業(yè)集團(tuán)礦業(yè)工程分公司潘三項(xiàng)目部技術(shù)負(fù)責(zé)人；陳少欽（1985－），廣東汕頭人，助理工程師，2007年畢業(yè)于山東科技大學(xué)，現(xiàn)任淮南礦業(yè)集團(tuán)礦業(yè)工程分公司潘三項(xiàng)目部技術(shù)員。

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摘要：為了加快巖巷大斷面的施工進(jìn)度，解決大斷面巖巷施工過(guò)程的頂板、高幫和迎臉管理難題，本文通過(guò)巖巷臺(tái)階法施工技術(shù)的研究及應(yīng)用，很大程度上實(shí)現(xiàn)了平行作業(yè)，減少了工序循環(huán)用時(shí)，做到快速掘進(jìn)。

關(guān)鍵詞：正臺(tái)階法施工 平行作業(yè) 循環(huán)用時(shí)

0 引言

正臺(tái)階法施工是炮掘的一種施工組織方式，其循環(huán)作業(yè)方式與一般傳統(tǒng)全斷面炮掘施工相比，它能很好的保證各道工序之間平行作業(yè)，且各工序組織相對(duì)靈活，既節(jié)省循環(huán)作業(yè)時(shí)間，又使作業(yè)環(huán)境的安全性得到較大提高，是大斷面巷道實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的出路之一。此施工法從徐州龐莊隊(duì)引進(jìn)，在潘三項(xiàng)目部東四-575m~-415m回風(fēng)上山及車場(chǎng)開(kāi)展此項(xiàng)目攻關(guān)獲得成功，并顯示出正臺(tái)階法施工的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在仍采用此法在東翼-650m新增進(jìn)風(fēng)大巷組織施工，初步實(shí)現(xiàn)了一次成巷，完成了停頭成巷4個(gè)小班的目標(biāo)。

1 工程及地質(zhì)概況

潘三項(xiàng)目部231隊(duì)承接的礦東四-575m~-415m回風(fēng)上山及車場(chǎng)，8°30′斜巷184m，二平臺(tái)45m，12°1′39″斜巷260m，上部車場(chǎng)131m，巷道尺寸5100mm×4050mm，直墻半圓拱，錨網(wǎng)噴支護(hù)，錨桿Φ20×2200mm@700mm，網(wǎng)片規(guī)格Φ6.5×900×1700mm，噴厚100mm。巷道所處巖層為中粒石英砂巖和粉砂巖互層中，以中硬巖為主（f＞8）。

2 正臺(tái)階法施工工藝

2.1 工藝流程

2.2 工藝總結(jié) 由主要工藝流程圖可以看出，倒完上臺(tái)階矸石后即可進(jìn)行拱部錨網(wǎng)支護(hù)及上部炮眼施工，耙矸機(jī)可以轉(zhuǎn)入下臺(tái)階倒矸石，進(jìn)行下臺(tái)階炮眼施工，出矸石將貫穿施工全過(guò)程，由于施工環(huán)境所限，進(jìn)料系統(tǒng)共使用3部絞車，土產(chǎn)料打運(yùn)艱難，幫部支護(hù)留在成巷期間完成。

3 工藝比較

3.1 優(yōu)點(diǎn)

3.1.1 傳統(tǒng)全斷面施工法 勞動(dòng)組織程序簡(jiǎn)單、易掌握；一次倒矸，倒矸時(shí)間短。

3.1.2 正臺(tái)階施工法 勞動(dòng)組織較靈活，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整平行作業(yè)的工序順序，可減少循環(huán)作業(yè)時(shí)間；職工作業(yè)方便，省去了搭設(shè)和拆除腳手架，有6~8m的實(shí)底作為上臺(tái)階作業(yè)平臺(tái)，減少了職工的體力消耗，消除了職工在腳手架上施工的心里壓力；迎臉的高度由4m減少至2.6m，削弱了迎臉對(duì)施工人員的威脅；拓展了平行作業(yè)的空間，有兩個(gè)工作面可同時(shí)施工，提高了風(fēng)錘的開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)，減少了窩工現(xiàn)象；優(yōu)化了爆破參數(shù)，下臺(tái)階有兩個(gè)自由面，在提高下臺(tái)階爆破效果的同時(shí)也減少上下臺(tái)階的炮眼數(shù)量，據(jù)8~10月份實(shí)際統(tǒng)計(jì)來(lái)看，全斷面炮眼數(shù)量由原先的90個(gè)減少為75個(gè)，降低率達(dá)16.6%。

3.2 缺點(diǎn)

3.2.1 傳統(tǒng)全斷面施工法 一是只有一個(gè)工作面，主要工序相互疊加耗時(shí)長(zhǎng)，僅出矸石可與其它工序平行作業(yè)，迎頭易出現(xiàn)窩工現(xiàn)象；二是安全隱患大，在大斷面條件下，全斷面一次爆破后頂板離浮矸面較高，頂、幫及迎臉管理困難，安全威脅大；三是在腳手架上作業(yè)，平添了不安全因素，而且增加了職工搭設(shè)腳手架過(guò)程的體力消耗。

3.2.2 正臺(tái)階施工法

一是放炮消耗母線量大；二是上下臺(tái)階兩次倒矸，倒矸時(shí)間長(zhǎng)；三是迎頭人員用量大。

3.3 效果對(duì)比

■

4 正臺(tái)階法施工要領(lǐng)

4.1 上臺(tái)階高度及長(zhǎng)度的確定 根據(jù)錨桿鉆機(jī)施工頂部錨桿眼需要的空間確定臺(tái)階到頂板的高度，一般控制在2.4m~2.6m：低于2.4m將不方便錨桿鉆機(jī)施工錨桿（錨桿鉆機(jī)高度1.5m，短釬長(zhǎng)度1.2m）；如果臺(tái)階高度大于2.6m，超過(guò)施工人員身高太多，上部炮眼施工特別是頂部及兩肩窩的炮眼施工困難，將不能保證此處炮眼施工質(zhì)量，且風(fēng)錘鉆進(jìn)速度相對(duì)緩慢。

4.2 臺(tái)階長(zhǎng)度確定 根據(jù)風(fēng)錘、捶腿的長(zhǎng)度及耙斗距施工人員的安全距離控制臺(tái)階長(zhǎng)度，一般控制在6m~8m：如果大于8m，倒矸時(shí)間長(zhǎng)；如果小于6m，耙斗距上臺(tái)階施工人員太近，安全威脅大，其次是風(fēng)錘外形尺寸，7655風(fēng)錘釬卡在到錘腿的長(zhǎng)度是3.4m，釬桿是2.5m，總的長(zhǎng)度5.9m，假如錘腿蹬空，將傷及下臺(tái)階施工人員。

4.3 巷道拱部錨網(wǎng)支護(hù)使用設(shè)備數(shù)量 拱部錨網(wǎng)（錨索）支護(hù)：可以上3部錨桿鉆機(jī)同時(shí)施工互不影響。如果巷道頂板是砂質(zhì)泥巖類的軟巖，用錨桿鉆機(jī)施工較合適，打眼速度和風(fēng)錘相差無(wú)幾，如果是細(xì)砂巖以上硬度的硬巖，建議用風(fēng)錘施工較合適，鑿眼速度是錨桿鉆機(jī)的二倍及以上（在粉砂巖互層里錨桿鉆機(jī)施工一個(gè)錨桿眼用時(shí)5分鐘，風(fēng)錘僅用2分鐘即可）。

4.4 施工上下臺(tái)階炮眼上風(fēng)錘數(shù)的確定 人員充足的情況下，施工上臺(tái)階炮眼可以同時(shí)使用5~6部風(fēng)錘而相互不影響，下臺(tái)階也可以同時(shí)上3部風(fēng)錘，主要影響施工的是風(fēng)壓?jiǎn)栴}。

4.5 爆破要求 采用串并聯(lián)的方式較適宜，但要考慮到各組串聯(lián)雷管的阻值盡量達(dá)到平衡，方可降低落炮的概率；炮后進(jìn)尺的多少主要取決于上臺(tái)階進(jìn)尺長(zhǎng)度，因下臺(tái)階有兩個(gè)自由面，可以做到炮眼打多深放多深，所以下臺(tái)階的炮眼深度要根據(jù)臺(tái)階的實(shí)際長(zhǎng)度，做適當(dāng)?shù)目刂疲幌屡_(tái)階兩幫及最下一排底眼，需要規(guī)范打眼保證巷道幫底不超挖不欠挖；由于巖石堅(jiān)硬，故采用反向裝藥。

4.6 臨時(shí)支護(hù) 炮后上臺(tái)階虛矸到巷頂約1.5~1.8m，將2塊網(wǎng)片并排扎好后，從頂部的2根前探梁上方推至迎頭，將前探梁的尾端用8#鐵絲固定在后方的錨桿或網(wǎng)片上，然后再在前探梁的掩護(hù)下將網(wǎng)片向下掛，并用鐵絲連接好，同時(shí)兩邊再各上一根前探梁，并用8#鐵絲固定好即可。

4.7 耙矸機(jī)距臺(tái)階的距離 當(dāng)耙矸機(jī)簸箕口距下臺(tái)階的距離達(dá)到15m及以上時(shí)，下臺(tái)階倒過(guò)矸石以后，在兩個(gè)臺(tái)階同時(shí)鑿眼的情況下，不耽誤出矸。如在15m以內(nèi)，倒完下臺(tái)階矸石后，在下臺(tái)階施工炮眼期間，不適合再出矸。

4.8 兩錨一噴施工工藝 考慮到減少進(jìn)料困難，采用集中噴漿較合適，從沖擊波對(duì)網(wǎng)片的破壞程度來(lái)看，迎頭向后2m范圍內(nèi)的網(wǎng)片受到損壞不嚴(yán)重，可以采用兩錨一噴的方式施工。

4.9 其它注意事項(xiàng) 上臺(tái)階的虛矸不能全部倒盡，否則捶腿落在巖石的實(shí)茬上打滑支不?。豢紤]到驗(yàn)炮問(wèn)題安全，從迎臉開(kāi)始向后3m的范圍內(nèi)矸石必須倒到實(shí)茬，下臺(tái)階同樣；下臺(tái)階后的矸石沒(méi)有任何作用，應(yīng)及時(shí)將矸石排盡，減少后期停頭成巷時(shí)間。

5 存在問(wèn)題

①正臺(tái)階法施工對(duì)人員的出勤要求多（一般在14人以上），人員出勤少的情況下，上下臺(tái)階難以達(dá)到同時(shí)施工炮眼。②上臺(tái)階高度視巖性軟硬情況而定，巖性屬粉細(xì)砂巖及以下時(shí)，一般控制在2.6m左右爆破效果不受影響，若是硬巖如中粒石英砂巖，爆破效率就會(huì)大大降低，需適當(dāng)調(diào)整上臺(tái)階的高度，施工中可將上臺(tái)階高度調(diào)整到2.9m，通過(guò)擴(kuò)大上臺(tái)階的爆破自由面，提高爆破效果。③在上臺(tái)階高度調(diào)整到2.9m時(shí)，每次炮后必須將上臺(tái)階矸石倒掉才能打錨桿，但是矸石倒掉后，正頂及其兩側(cè)周邊眼的施工難度加大了，不僅打眼時(shí)間長(zhǎng)且炮眼質(zhì)量達(dá)不到要求。建議使用短氣腿的錨桿鉆機(jī)或風(fēng)錘，炮后上臺(tái)階矸石不用倒掉，可完頂部錨網(wǎng)支護(hù)，然后將矸石上部的炮眼打出，既保證了炮眼的質(zhì)量，又減少施工頂部炮眼的難度。④正臺(tái)階法施工對(duì)出矸和進(jìn)料系統(tǒng)要求較高。本巷道進(jìn)料需經(jīng)3部絞車，進(jìn)料困難，噴漿料的供給很難滿足上下臺(tái)階一次性錨網(wǎng)噴支護(hù)的要求，幫部支護(hù)只能滯后，增加了后期成巷時(shí)間。

6 總結(jié)

巖巷正臺(tái)階法施工適合斷面高度在3.5m以上、坡度0°~15°的大斷面巷道，解決了大斷面上山打眼困難的問(wèn)題，縮短了循環(huán)作業(yè)時(shí)間，加快了掘進(jìn)速度，保證了迎臉、高幫的安全管理。

參考文獻(xiàn)：

[1]董方庭.井巷設(shè)計(jì)與施工[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.1.

[2]朱云輝，段賢明.臺(tái)階法施工技術(shù)在大斷面巖巷中的應(yīng)用[J].礦業(yè)工程，2009（06），18－19.

[3]郭春龍.大斷面巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)實(shí)踐與探討[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2007（3）：162、164.

作者簡(jiǎn)介：

胡慶兵（1974－），安徽淮南人，淮南礦業(yè)集團(tuán)礦業(yè)工程分公司潘三項(xiàng)目部技術(shù)負(fù)責(zé)人；陳少欽（1985－），廣東汕頭人，助理工程師，2007年畢業(yè)于山東科技大學(xué)，現(xiàn)任淮南礦業(yè)集團(tuán)礦業(yè)工程分公司潘三項(xiàng)目部技術(shù)員。

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摘要：為了加快巖巷大斷面的施工進(jìn)度，解決大斷面巖巷施工過(guò)程的頂板、高幫和迎臉管理難題，本文通過(guò)巖巷臺(tái)階法施工技術(shù)的研究及應(yīng)用，很大程度上實(shí)現(xiàn)了平行作業(yè)，減少了工序循環(huán)用時(shí)，做到快速掘進(jìn)。

關(guān)鍵詞：正臺(tái)階法施工 平行作業(yè) 循環(huán)用時(shí)

0 引言

正臺(tái)階法施工是炮掘的一種施工組織方式，其循環(huán)作業(yè)方式與一般傳統(tǒng)全斷面炮掘施工相比，它能很好的保證各道工序之間平行作業(yè)，且各工序組織相對(duì)靈活，既節(jié)省循環(huán)作業(yè)時(shí)間，又使作業(yè)環(huán)境的安全性得到較大提高，是大斷面巷道實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的出路之一。此施工法從徐州龐莊隊(duì)引進(jìn)，在潘三項(xiàng)目部東四-575m~-415m回風(fēng)上山及車場(chǎng)開(kāi)展此項(xiàng)目攻關(guān)獲得成功，并顯示出正臺(tái)階法施工的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在仍采用此法在東翼-650m新增進(jìn)風(fēng)大巷組織施工，初步實(shí)現(xiàn)了一次成巷，完成了停頭成巷4個(gè)小班的目標(biāo)。

1 工程及地質(zhì)概況

潘三項(xiàng)目部231隊(duì)承接的礦東四-575m~-415m回風(fēng)上山及車場(chǎng)，8°30′斜巷184m，二平臺(tái)45m，12°1′39″斜巷260m，上部車場(chǎng)131m，巷道尺寸5100mm×4050mm，直墻半圓拱，錨網(wǎng)噴支護(hù)，錨桿Φ20×2200mm@700mm，網(wǎng)片規(guī)格Φ6.5×900×1700mm，噴厚100mm。巷道所處巖層為中粒石英砂巖和粉砂巖互層中，以中硬巖為主（f＞8）。

2 正臺(tái)階法施工工藝

2.1 工藝流程

2.2 工藝總結(jié) 由主要工藝流程圖可以看出，倒完上臺(tái)階矸石后即可進(jìn)行拱部錨網(wǎng)支護(hù)及上部炮眼施工，耙矸機(jī)可以轉(zhuǎn)入下臺(tái)階倒矸石，進(jìn)行下臺(tái)階炮眼施工，出矸石將貫穿施工全過(guò)程，由于施工環(huán)境所限，進(jìn)料系統(tǒng)共使用3部絞車，土產(chǎn)料打運(yùn)艱難，幫部支護(hù)留在成巷期間完成。

3 工藝比較

3.1 優(yōu)點(diǎn)

3.1.1 傳統(tǒng)全斷面施工法 勞動(dòng)組織程序簡(jiǎn)單、易掌握；一次倒矸，倒矸時(shí)間短。

3.1.2 正臺(tái)階施工法 勞動(dòng)組織較靈活，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整平行作業(yè)的工序順序，可減少循環(huán)作業(yè)時(shí)間；職工作業(yè)方便，省去了搭設(shè)和拆除腳手架，有6~8m的實(shí)底作為上臺(tái)階作業(yè)平臺(tái)，減少了職工的體力消耗，消除了職工在腳手架上施工的心里壓力；迎臉的高度由4m減少至2.6m，削弱了迎臉對(duì)施工人員的威脅；拓展了平行作業(yè)的空間，有兩個(gè)工作面可同時(shí)施工，提高了風(fēng)錘的開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)，減少了窩工現(xiàn)象；優(yōu)化了爆破參數(shù)，下臺(tái)階有兩個(gè)自由面，在提高下臺(tái)階爆破效果的同時(shí)也減少上下臺(tái)階的炮眼數(shù)量，據(jù)8~10月份實(shí)際統(tǒng)計(jì)來(lái)看，全斷面炮眼數(shù)量由原先的90個(gè)減少為75個(gè)，降低率達(dá)16.6%。

3.2 缺點(diǎn)

3.2.1 傳統(tǒng)全斷面施工法 一是只有一個(gè)工作面，主要工序相互疊加耗時(shí)長(zhǎng)，僅出矸石可與其它工序平行作業(yè)，迎頭易出現(xiàn)窩工現(xiàn)象；二是安全隱患大，在大斷面條件下，全斷面一次爆破后頂板離浮矸面較高，頂、幫及迎臉管理困難，安全威脅大；三是在腳手架上作業(yè)，平添了不安全因素，而且增加了職工搭設(shè)腳手架過(guò)程的體力消耗。

3.2.2 正臺(tái)階施工法

一是放炮消耗母線量大；二是上下臺(tái)階兩次倒矸，倒矸時(shí)間長(zhǎng)；三是迎頭人員用量大。

3.3 效果對(duì)比

■

4 正臺(tái)階法施工要領(lǐng)

4.1 上臺(tái)階高度及長(zhǎng)度的確定 根據(jù)錨桿鉆機(jī)施工頂部錨桿眼需要的空間確定臺(tái)階到頂板的高度，一般控制在2.4m~2.6m：低于2.4m將不方便錨桿鉆機(jī)施工錨桿（錨桿鉆機(jī)高度1.5m，短釬長(zhǎng)度1.2m）；如果臺(tái)階高度大于2.6m，超過(guò)施工人員身高太多，上部炮眼施工特別是頂部及兩肩窩的炮眼施工困難，將不能保證此處炮眼施工質(zhì)量，且風(fēng)錘鉆進(jìn)速度相對(duì)緩慢。

4.2 臺(tái)階長(zhǎng)度確定 根據(jù)風(fēng)錘、捶腿的長(zhǎng)度及耙斗距施工人員的安全距離控制臺(tái)階長(zhǎng)度，一般控制在6m~8m：如果大于8m，倒矸時(shí)間長(zhǎng)；如果小于6m，耙斗距上臺(tái)階施工人員太近，安全威脅大，其次是風(fēng)錘外形尺寸，7655風(fēng)錘釬卡在到錘腿的長(zhǎng)度是3.4m，釬桿是2.5m，總的長(zhǎng)度5.9m，假如錘腿蹬空，將傷及下臺(tái)階施工人員。

4.3 巷道拱部錨網(wǎng)支護(hù)使用設(shè)備數(shù)量 拱部錨網(wǎng)（錨索）支護(hù)：可以上3部錨桿鉆機(jī)同時(shí)施工互不影響。如果巷道頂板是砂質(zhì)泥巖類的軟巖，用錨桿鉆機(jī)施工較合適，打眼速度和風(fēng)錘相差無(wú)幾，如果是細(xì)砂巖以上硬度的硬巖，建議用風(fēng)錘施工較合適，鑿眼速度是錨桿鉆機(jī)的二倍及以上（在粉砂巖互層里錨桿鉆機(jī)施工一個(gè)錨桿眼用時(shí)5分鐘，風(fēng)錘僅用2分鐘即可）。

4.4 施工上下臺(tái)階炮眼上風(fēng)錘數(shù)的確定 人員充足的情況下，施工上臺(tái)階炮眼可以同時(shí)使用5~6部風(fēng)錘而相互不影響，下臺(tái)階也可以同時(shí)上3部風(fēng)錘，主要影響施工的是風(fēng)壓?jiǎn)栴}。

4.5 爆破要求 采用串并聯(lián)的方式較適宜，但要考慮到各組串聯(lián)雷管的阻值盡量達(dá)到平衡，方可降低落炮的概率；炮后進(jìn)尺的多少主要取決于上臺(tái)階進(jìn)尺長(zhǎng)度，因下臺(tái)階有兩個(gè)自由面，可以做到炮眼打多深放多深，所以下臺(tái)階的炮眼深度要根據(jù)臺(tái)階的實(shí)際長(zhǎng)度，做適當(dāng)?shù)目刂?；下臺(tái)階兩幫及最下一排底眼，需要規(guī)范打眼保證巷道幫底不超挖不欠挖；由于巖石堅(jiān)硬，故采用反向裝藥。

4.6 臨時(shí)支護(hù) 炮后上臺(tái)階虛矸到巷頂約1.5~1.8m，將2塊網(wǎng)片并排扎好后，從頂部的2根前探梁上方推至迎頭，將前探梁的尾端用8#鐵絲固定在后方的錨桿或網(wǎng)片上，然后再在前探梁的掩護(hù)下將網(wǎng)片向下掛，并用鐵絲連接好，同時(shí)兩邊再各上一根前探梁，并用8#鐵絲固定好即可。

4.7 耙矸機(jī)距臺(tái)階的距離 當(dāng)耙矸機(jī)簸箕口距下臺(tái)階的距離達(dá)到15m及以上時(shí)，下臺(tái)階倒過(guò)矸石以后，在兩個(gè)臺(tái)階同時(shí)鑿眼的情況下，不耽誤出矸。如在15m以內(nèi)，倒完下臺(tái)階矸石后，在下臺(tái)階施工炮眼期間，不適合再出矸。

4.8 兩錨一噴施工工藝 考慮到減少進(jìn)料困難，采用集中噴漿較合適，從沖擊波對(duì)網(wǎng)片的破壞程度來(lái)看，迎頭向后2m范圍內(nèi)的網(wǎng)片受到損壞不嚴(yán)重，可以采用兩錨一噴的方式施工。

4.9 其它注意事項(xiàng) 上臺(tái)階的虛矸不能全部倒盡，否則捶腿落在巖石的實(shí)茬上打滑支不住；考慮到驗(yàn)炮問(wèn)題安全，從迎臉開(kāi)始向后3m的范圍內(nèi)矸石必須倒到實(shí)茬，下臺(tái)階同樣；下臺(tái)階后的矸石沒(méi)有任何作用，應(yīng)及時(shí)將矸石排盡，減少后期停頭成巷時(shí)間。

5 存在問(wèn)題

①正臺(tái)階法施工對(duì)人員的出勤要求多（一般在14人以上），人員出勤少的情況下，上下臺(tái)階難以達(dá)到同時(shí)施工炮眼。②上臺(tái)階高度視巖性軟硬情況而定，巖性屬粉細(xì)砂巖及以下時(shí)，一般控制在2.6m左右爆破效果不受影響，若是硬巖如中粒石英砂巖，爆破效率就會(huì)大大降低，需適當(dāng)調(diào)整上臺(tái)階的高度，施工中可將上臺(tái)階高度調(diào)整到2.9m，通過(guò)擴(kuò)大上臺(tái)階的爆破自由面，提高爆破效果。③在上臺(tái)階高度調(diào)整到2.9m時(shí)，每次炮后必須將上臺(tái)階矸石倒掉才能打錨桿，但是矸石倒掉后，正頂及其兩側(cè)周邊眼的施工難度加大了，不僅打眼時(shí)間長(zhǎng)且炮眼質(zhì)量達(dá)不到要求。建議使用短氣腿的錨桿鉆機(jī)或風(fēng)錘，炮后上臺(tái)階矸石不用倒掉，可完頂部錨網(wǎng)支護(hù)，然后將矸石上部的炮眼打出，既保證了炮眼的質(zhì)量，又減少施工頂部炮眼的難度。④正臺(tái)階法施工對(duì)出矸和進(jìn)料系統(tǒng)要求較高。本巷道進(jìn)料需經(jīng)3部絞車，進(jìn)料困難，噴漿料的供給很難滿足上下臺(tái)階一次性錨網(wǎng)噴支護(hù)的要求，幫部支護(hù)只能滯后，增加了后期成巷時(shí)間。

6 總結(jié)

巖巷正臺(tái)階法施工適合斷面高度在3.5m以上、坡度0°~15°的大斷面巷道，解決了大斷面上山打眼困難的問(wèn)題，縮短了循環(huán)作業(yè)時(shí)間，加快了掘進(jìn)速度，保證了迎臉、高幫的安全管理。

參考文獻(xiàn)：

[1]董方庭.井巷設(shè)計(jì)與施工[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.1.

[2]朱云輝，段賢明.臺(tái)階法施工技術(shù)在大斷面巖巷中的應(yīng)用[J].礦業(yè)工程，2009（06），18－19.

[3]郭春龍.大斷面巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)實(shí)踐與探討[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2007（3）：162、164.

作者簡(jiǎn)介：

胡慶兵（1974－），安徽淮南人，淮南礦業(yè)集團(tuán)礦業(yè)工程分公司潘三項(xiàng)目部技術(shù)負(fù)責(zé)人；陳少欽（1985－），廣東汕頭人，助理工程師，2007年畢業(yè)于山東科技大學(xué)，現(xiàn)任淮南礦業(yè)集團(tuán)礦業(yè)工程分公司潘三項(xiàng)目部技術(shù)員。

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