溜井-斜巷掘砌方式在高大硐室施工中的應(yīng)用

李成斌 吳 玥 楊 闖 齊朝鵬

(河鋼集團(tuán)礦業(yè)公司常峪鐵礦)

某礦山溜破系統(tǒng)工程包含-485，-525及-585 m 3個(gè)水平的巷道、相關(guān)硐室及溜井等工程，本次施工范圍包括-485 m水平破碎硐室及相關(guān)附屬工程。其中，破碎硐室尺寸為18.7 m×10.9 m×15.4 m(長(zhǎng)×寬×高),開鑿方量為2 980 m3，破碎硐室設(shè)計(jì)支護(hù)等級(jí)按照巖石情況可選擇五級(jí)支護(hù)方式，根據(jù)揭露的圍巖情況確定采用錨桿+鋼筋網(wǎng)+混凝土的支護(hù)形式。由于破碎硐室斷面規(guī)格大，長(zhǎng)度達(dá)到18.7 m,若采用傳統(tǒng)的自上而下分層開挖施工，會(huì)存在每個(gè)分層出渣難度大、通風(fēng)困難等問題[1],為更好更快地完成破碎硐室的施工，在借鑒正向臺(tái)階施工法和導(dǎo)硐施工法的基礎(chǔ)上，研究采用溜井與斜巷相結(jié)合的施工方式。

1 施工方案

破碎硐室施工可根據(jù)巖石情況采用導(dǎo)硐施工法、分層施工法和溜井施工相結(jié)合的方法，破碎硐室高度為15.4 m，根據(jù)設(shè)備作業(yè)能力和施工難易程度對(duì)硐室進(jìn)行分層施工，自上而下分別為一、二、三層，高度為5，5，5.4 m。施工方案為破碎硐室右?guī)退较锏馈扑轫鲜疑仙叫毕铩鲈锞谝环謱泳蜻M(jìn)、支護(hù)→第二分層掘進(jìn)、支護(hù)→第三分層掘進(jìn)、支護(hù)→附屬工程掘砌。溜井-斜巷施工工程布置示意見圖1。

在破碎硐室與大件道連接位置一側(cè)施工上向斜巷，斜巷尺寸與大件道斷面相同，巷道坡度和長(zhǎng)度由硐室長(zhǎng)度和高度確定，巷道末端掘至硐室尾端頂面位置。為保證施工安全，可根據(jù)揭露的圍巖情況對(duì)斜巷進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。

圖1 溜井-斜巷施工工程布置示意

在上向斜巷一側(cè)施工水平巷道，巷道尺寸可與運(yùn)輸巷斷面相同，能夠保證安全通行，溜井口位置可適當(dāng)增加巷道寬度，滿足裝車要求。巷道長(zhǎng)度由硐室長(zhǎng)度確定，巷道掘至破碎硐室設(shè)計(jì)尾端。為保證施工安全，可根據(jù)揭露的圍巖情況對(duì)斜巷進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。

溜井口位于上向斜巷與最上分層底板處靠近平巷一側(cè)，將平巷與斜巷相連接，在不施工硐室外部工程前提下，在破碎硐室內(nèi)部形成一套獨(dú)立的運(yùn)輸系統(tǒng)。各工程項(xiàng)目參數(shù)見表1。

表1 各工程項(xiàng)目參數(shù)

硐室第一分層施工以溜井口位置為起點(diǎn)分2班向里外掘進(jìn)硐室拱部，邊掘進(jìn)邊掛網(wǎng)打錨桿噴漿支護(hù)，2臺(tái)扒渣機(jī)上下平行裝載。硐室拱部掘進(jìn)與掛網(wǎng)打錨桿均完成符合要求后掘進(jìn)第二分層，與第一分層施工相同，掘進(jìn)過程中邊找?guī)瓦厭炀W(wǎng)打錨桿噴漿支護(hù)。第二分層施工結(jié)束后設(shè)專人檢查噴漿支護(hù)情況，對(duì)不符合要求的地點(diǎn)進(jìn)行整改。各地點(diǎn)整改完畢均符合設(shè)計(jì)要求后，施工第三分層，第三分層一次掘至硐室底板，施工方法同上分層。

2 施工過程

硐室施工工藝流程為交接班→安全檢查(頂板、工程質(zhì)量)→鉆眼→裝藥聯(lián)線→放炮→安全檢查→迎頭臨時(shí)支護(hù)→打錨桿→初噴(后方打錨桿(索)、掛網(wǎng)、復(fù)噴)→養(yǎng)護(hù)→整理[2]。

2.1 鉆孔及爆破

鉆孔前利用布設(shè)在馬頭門內(nèi)的基線標(biāo)定水倉、簡(jiǎn)易泵站等中腰線位置，噴漆勾畫輪廓線，標(biāo)定鉆眼點(diǎn)位，采用人工手持YT28型氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鑿巖鉆孔；鉆孔結(jié)束后，裝藥人員檢查炮孔合格率并依照爆破圖表規(guī)定的裝藥結(jié)構(gòu)及藥量進(jìn)行裝藥連線，檢查無誤后，所有人員撤至地面，起爆。爆破參數(shù)及設(shè)備見表2。

表2 爆破參數(shù)及設(shè)備

2.2 出 渣

在上山斜巷、出渣平巷施工和出渣溜井出渣時(shí)，全部采用履帶式扒渣機(jī)裝渣，礦用卡車運(yùn)輸,渣石卸載到指定地點(diǎn)，由裝渣系統(tǒng)統(tǒng)一裝渣，主井井筒提升排渣；當(dāng)進(jìn)行分層掘進(jìn)時(shí)，上部分層掘進(jìn)利用軌道式長(zhǎng)繩扒渣機(jī)配合人工裝渣，渣石通過出渣溜井落入出渣平巷，利用履帶式扒渣機(jī)裝渣，礦用卡車運(yùn)輸，渣石卸載到指定地點(diǎn)，由裝渣系統(tǒng)統(tǒng)一裝渣，主井井筒提升排渣。

2.3 支 護(hù)

按照設(shè)計(jì)進(jìn)行錨網(wǎng)噴支護(hù)，采用φ22 mm×4 000 mm 金屬樹脂錨桿，間排距為2 000 mm×2 000 mm；樹脂藥卷采用終凝型全長(zhǎng)錨固；金屬托盤采用Q235鋼制作，規(guī)格為150 mm×150 mm×10 mm；金屬網(wǎng)片采用φ6 mm圓鋼按網(wǎng)格150 mm×150 mm規(guī)格定制，安裝壓茬搭接100 mm，全斷面安裝錨桿及金屬網(wǎng)，然后噴漿，噴厚200 mm。支護(hù)前在地面加工錨桿、鋼筋網(wǎng)，沙、石在地面攪拌站按比例攪拌均勻，通過井壁固定的溜灰管運(yùn)送至井下；嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求正確定出孔位，然后鉆機(jī)鉆孔安裝錨桿，最后進(jìn)行掛鋼筋網(wǎng)和噴混凝土支護(hù)。

3 安全技術(shù)措施

3.1 爆破及通風(fēng)管理

炮眼鉆好后，由持證安全員安監(jiān)、爆破員裝藥連線，其他無關(guān)人員全部撤至地面。爆破員依照爆破設(shè)計(jì)的裝藥結(jié)構(gòu)及藥量進(jìn)行裝藥連線，裝藥完畢后，撤至地面，由班長(zhǎng)清點(diǎn)當(dāng)班入井人員無誤后，方可下達(dá)爆破命令。爆破后，應(yīng)立即通風(fēng)吹炮煙，吹煙時(shí)間不小于15 min，待炮煙吹散，由安全員、爆破員、班長(zhǎng)、通風(fēng)員、信號(hào)工等下井檢查空氣質(zhì)量，質(zhì)量符合作業(yè)要求后進(jìn)入工作面，檢查爆破效果及安全情況。

3.2 防片幫冒頂管理

每次進(jìn)入工作面前，首先檢查頂、幫圍巖狀況，若有隱患及時(shí)排除。支護(hù)作業(yè)必須緊隨工作面，嚴(yán)禁空幫空頂作業(yè)?？刂坪孟锏酪?guī)格和成形，避免受力不均和返工。尤其注重光爆及支護(hù)，堅(jiān)決杜絕麻痹大意而不當(dāng)操作造成的隱患滋生為事故。施工期間每班入井前必須由專職安全員確認(rèn)勞保防護(hù)用品佩戴情況，不符合要求的堅(jiān)決不許入井，井下作業(yè)必須由專職安全管理人員現(xiàn)場(chǎng)跟班監(jiān)督。

3.3 探治水管理

破碎硐室施工前進(jìn)行潛孔鉆機(jī)超前探水預(yù)注漿，為更安全起見，每班掘進(jìn)前，需要在巷道輪廓線及中心安排3個(gè)超前探檢查孔(常規(guī)炮眼深2.5 m，探眼深為4 m)，當(dāng)有涌水時(shí)，及時(shí)采取相應(yīng)處理措施。

4 結(jié) 語

通過某地下礦高大硐室施工實(shí)踐證明，采用溜井-斜巷相結(jié)合的方式施工高大硐室能夠很好解決傳統(tǒng)施工過程中存在的安全系數(shù)低、工程質(zhì)量差、施工效率低等問題，是一種新型的施工方法，在具備分層臺(tái)階施工法優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，還具有設(shè)備作業(yè)率高、勞動(dòng)強(qiáng)度小、出渣方便等優(yōu)點(diǎn)。采用該方法施工破碎硐室，不僅保證了施工進(jìn)度及安全，而且減少了外部措施工程的施工，縮短施工工期和降低工程投資，對(duì)類似工程施工具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1] 王 磊.多臺(tái)階施工法在大硐室快速掘進(jìn)中的應(yīng)用[J].科技資訊，2012(31):37.

[2] 丘永富，陳原望.臺(tái)階施工法在阿舍勒銅礦破碎硐室施工中的應(yīng)用[J].新疆有色金屬,2015(Z1):51-53.