Excavationofshaftandadit

Slide Title,Body Text,Second Level,Third Level,2012-7-19,1,KUST-Dep-Mining,第三篇,9 平巷施工,井巷工程,井巷施工,2,KUST-Dep-Mining,9 平巷施工,9-1 凿岩爆破,9-2 装载转运,9-3 施工方法,9-4 不稳定岩层中掘进,3,井巷工程,井巷施工,KUST-Dep-Mining,9-1 凿岩爆破,4,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,9-1 凿岩爆破,平巷施工包括：掘进、砌筑永久支架、砌筑水沟、铺轨、接长管线等。,平巷掘进的工序：凿岩、装药、爆破、通风、装岩、运输、临时支护等。,对凿岩爆破工作的要求：,（1）断面符合设计要求，平整不欠挖，超挖量应小于设计规定的150mm；,（2）平巷的方向和坡度符合设计要求；,（3）炮眼利用率高，爆破器材消耗量小；,5,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,9-1 凿岩爆破,（4）爆破后岩石块度均匀，块度小于300mm，爆堆集中；,（5）爆破对围岩的整体破坏要小，不损坏支架或设备；,（6）作业安全可靠。,1. 凿岩工作：,凿岩机具有YT-25（钎头直径38,42mm）；,凿岩机台数可按巷道断面确定，如1.01.5m,2,（坚硬岩层）或1.5,2.0m,2,（中硬岩层）配1台。,6,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,9-1 凿岩爆破,2. 爆破参数：,（1）炮眼直径D：,38,42mm（气腿式凿岩机）； 4550mm（凿岩台车）。眼径比药卷直径大6mm,。,（2）炮眼深度,l,：,1.8,2.0m（气腿式凿岩机）； 2.02.5m（凿岩台车）。在中等以上断面（6m,2,）巷道中，眼深3.0,4.0m。,（3）单位炸药消耗量,q,:,q,取决于岩石性质、巷道断面、眼径、眼深等。,7,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,9-1 凿岩爆破,（4）炮眼数目,N,:,N,取决于岩石性质、巷道断面、掏槽方式、爆破器材等。,3. 炮眼布置及爆破图表：,（1）掏槽形式：倾斜掏槽、垂直掏槽、混合掏槽。,对于均质坚硬岩石巷道，掏槽眼布置在巷道断面中间偏下位置。掏槽眼深度超出其它眼深100200mm，装药系数0.60.8。,（2）布置原则：,8,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,9-1 凿岩爆破,辅助眼距400,800mm，抵抗线400800mm，,装药系数0.50.6。,周边眼布置在距巷道周边100200mm的位置。周边眼的孔距400700mm，装药系数0.30.5。,（3）三表一图：爆破原始条件、炮眼排列及装药量、预期爆破效果、炮眼布置图。,4. 爆破及通风：,爆破作业的环节装药、联线、堵塞、起爆。,通风目的：稀释并排出炮烟、粉尘。,通风方式：压入式、抽出式、混合式。,9,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,9-2 装载转运,10,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,9-2 装载转运,1. 装岩设备：,铲斗后卸式装岩机电动、风动；轨轮式、履带式、轮胎式；工作方式为前装后卸；适用于中小断面有轨巷道的掘进装载。,耙斗式装岩机适用于斜井和弯道的掘进。,蟹爪、立爪式装岩机。,2. 调车方式及转载设备：,错车道调车法固定错车道调车法、活动式调车法（平移调车器、浮放道岔）。,11,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,9-2 装载转运,装载设备及装转运作业线斗式转载车作业线、皮带转载车作业线、梭式列车。,3. 平巷掘进机械化作业线：,概念：是指掘进时各主要工序的机械在规格和生产能力上既配套又成龙，形成一条有机的高效作业线。,例子：双机液压轨轮式凿岩台车+YT-25型凿岩机+华-1型铲斗后卸式装岩机+斗式装载机+架线式电机车牵引0.6,1.0m,3,的侧卸式矿车运输。,12,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,9-3 施工方法,13,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,9-3 施工方法,1. 平巷掘进方式：独头掘进、多头掘进。,2. 平巷掘进施工方案：一次成巷、多次成巷。,一次成巷是指在单位时间内完成掘进、支护、水沟三项工程（有条件时，还应包括铺设永久轨道、安装永久管线工程），达到设计规定的成巷要求。,一次成巷的作业方式：掘支平行作业、掘支依次作业、多巷掘支交叉作业。,3. 循环图表编制：,掘进作业循环是指掘进主要工序和辅助工序的周期性重复过程。,14,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,9-3 施工方法,循环图表是表示循环中各工序所用工时及其相互在时间上的衔接或交叉关系的掘进计划表，即生产指标表。,根据所给工序及其时间编制作业循环图表。,工序时间循环 时间（分） 10 20 30 40 50 60 70 80 90凿岩准备 5,凿岩 25,装药爆破通风 20,装岩 45,钉临时道 30,喷混凝土 30,混凝土料准备 45,15,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,9-3 施工方法,正规循环作业：在规定的循环时间内，按照作业规程、爆破图表、循环图表的要求，完成各工序所规定的工作量，取得预期的进度，并保证平巷掘进能周而复始地进行。,4. 如何提高平巷的掘进速度：,（1）改进凿岩设备，提高凿岩效率，缩短凿岩所需时间；,（2）提高爆破效率；,（3）提高装运、装载设备的效率，缩短装岩包括转载运输工作的时间；,16,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,9-3 施工方法,（4）大力推广喷锚支护；,（5）改进通风防尘工作，确保作业人员有较好的工作条件。,5. 巷道掘进时的防水与疏干：,（1）概念：,防水就是防止地表水渗入井下和地下水的突然涌出。,治水包括“疏”和“堵”。“疏”是利用钻孔或放水巷道，即人工降低水位；“堵”是利用注浆，使巷道通过的岩层与水源隔绝。,17,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,9-3 施工方法,（2）防水措施：,地面防水修筑排洪沟截排水；改迁河道或加,固河床；夯填地表塌陷裂缝。,井下防水充分做好地下水来源的调查研究工,作；注意透水前的预兆。,（3）探水工作：,当工作面遇到下列情况时，须边探水边掘进：,a. 接近溶洞、含水断层、含水量大的岩层；,b. 接近可能与河流、湖泊、蓄水池、含水层相通,的断层；,18,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,9-3 施工方法,c.,接近老巷或被淹矿井。,（,4,）疏干工程：,钻孔放水、巷道放水。,19,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,9-4 不稳定岩层中掘进,20,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,9-4 不稳定岩层中掘进,1. 不稳定岩层分为三类：软弱膨胀流变岩层、松散破碎岩层、含水层与流砂层。,2. 如何在不稳定岩层中掘进：撞楔法、穿梁护顶法、铁道送梁法、新奥法。,NATM施工三要素：锚杆、喷射混凝土、量测（洞内观察、净空位移、拱顶下沉）。,21,井巷工程,井巷施工,9 平巷施工,10 竖井施工,井巷工程,井巷施工,22,KUST-Dep-Mining,10 竖井施工,10-1 表土施工,10-2 竖井施工方案,10-3 基岩施工,10-4 凿井设备布置,10-5 特殊法掘进竖井,10-6 竖井井筒延深,23,井巷工程,井巷施工,KUST-Dep-Mining,10-1 表土施工,24,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-1 表土施工,1. 表土普通法施工：长段掘砌（段高20,40m）、短段掘砌（段高16m）、吊挂井壁施工。,2. 表土掘进：,（1）井筒中心线的标定（十字标桩法）,井口位置确定依据：测量成果资料；设计的井筒中心坐标（X、Y、Z）；井筒十字中心线方向角标。,当矿井的井巷工程和地面永久建筑工程均未开工时，标设的井筒中心误差500,mm；井口标高误差,100,mm。,25,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-1 表土施工,当井巷和建筑物已施工或建成时，标设的井筒中心误差,100,mm；井口标高误差,50,mm。,（2）井口临时锁口的安设,安设前，按设计要求破土下挖1,2m。,临时锁口作用：悬吊掘进时的临时支护；掘砌定向；保护井口。,尺寸确定：以吊挂设计的井圈为准。,井口临时锁口根据土质和施工方法，按材料和结构形式分为：木质、钢结构、砖石、混凝土等临时锁口。,26,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-1 表土施工,（3）表土的挖掘,全挖法无水、稳定的表土层；,阶梯式环挖法松软粘土层；,分块对称挖掘法松软岩层、不稳定表土层。,分块对称挖掘法是吊挂井壁施工中常用的方法，目的是为了减少井帮暴露时间。,（4）表土掘进的提升方法,凿井井架、凿井绞车提升稳定坚实表土层；,汽车起重机提升H,表土,20m；,三角架提升H,表土,2030m；,27,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-1 表土施工,龙门架提升H,表土,2050m。,（5）表土掘进的临时支护,临时支架组成：井圈、背板、挂钩、顶住。,a. 井圈：1420,#,槽钢圈，6,8节，长2.53.0m/节，重4070kg/节，节间用连接板、插销联接。,D,圈,=D,掘,+2m-2n,式中 m考虑超挖取的经验值，30,40mm；,n背板厚度，mm。,井圈间距考虑侧压，一般取值为500800mm，max1000mm。,28,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-1 表土施工,b. 背板（平直）：厚50mm；宽150mm；长度依据圈距（600,1000mm）而定。常用倒鱼鳞式布置，对头式布置适于坚实稳定无水的表土层。,c. 挂钩：“Z”字型，圆铁直径为2030mm，长6001000mm。,设计和使用挂钩时，应注意保证每节井圈至少有两个挂钩。锁口或壁座下第一道生根钩或生根环是特制的。,架设井圈应尽量使其水平。为使同一圈水平高差不致过大，需用正距挂钩调整一次井圈水平。,29,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-1 表土施工,d. 顶柱：圆木直径80,100mm；,方木直径80100mm；,钢管直径100mm。,每当表土下掘到规定圈距时，须及时架设临时支架。架设程序：刷帮下放各构件挂钩架圈接好接头校正中心楔紧背板最后打顶柱。,（6）表土施工时水的处理,地表防水；工作面排水；井帮导水、截水等。,30,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-2 竖井施工方案,31,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-2 竖井施工方案,普通法（凿岩爆破法）凿井的三项主要作业：,掘进（采掘岩石）、砌壁（永久支护）、安装。,1. 掘砌单行作业适于井段高,40m；井筒净直径6m；井深500m。,2. 掘砌平行作业适于井筒净直径6m。,3. 短段掘砌作业适于井段高26m。,4. 掘砌安一次成井,5. 反井刷大与分段多头掘进,32,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-3 基岩施工,33,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-3 基岩施工,1. 凿岩工作,每台凿岩机占用井筒面积在1.5,2.5m,2,为宜。,凿岩吊架（环形吊架和伞形吊架）改变人工抱机打眼，实现竖井施工机械化。,2. 爆破工作,爆破参数炸药单耗、炮眼直径、炮眼深度、炮眼数目、炮眼排列等。,3. 通风工作,（1）通风目的：,34,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-3 基岩施工,保证工作面有足够的新鲜空气；排出由于爆破产生的或从岩层中逸出的有害气体，如CO,2,、SO,2,、CH,4,等。,（2）通风特点：,自然风流的形成沿井壁下流的淋帮水，可引起空气沿井壁四周向下流动，而污浊空气则由井筒中央部分向上流出而形成。,淋帮水降低炮烟浓度，利于通风。,（3）通风方式：,35,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-3 基岩施工,a. 压入式：新鲜风流通风机风筒压入工作面目的：吹淡粉尘，吹散炮烟。,压入式可缩短通风时间。因为爆破产生的毒气由工作面沿井筒上升和扇风机所吹的风流方向一致。,b. 抽出式：风筒吸气口所及范围1,1.5m高，这样排出沿井筒上升、扩散的污浊空气的能力较差，少用。,c. 混合式：地表装有两套通风机（一套压入，一套抽出）。,36,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-3 基岩施工,混合式解决的问题是消除压入式通风时，炮烟经整个井深需很大通风量及增加通风时间的缺点。,d. 小结：,通风设备扇风机、风筒（多用金属，直径为500700mm，2.44.0m/段）、悬挂等辅助设备。,总之，竖井掘进时的通风方式一般为压入式，只有在瓦斯逸出的煤矿竖井掘进时，才采用抽出式。在深井掘进平行作业施工时，为迅速排走炮烟，避免炮烟在井筒中停留时间过长，可采用混合式。,37,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-3 基岩施工,4. 工作面的安全检查,（1）掘进设备及其它吊挂设备是否打坏，若有损坏，应及时采取修理措施，使之恢复到完好状态；,（2）扫圈并把崩坏或振歪的井圈、背板、顶柱、挂钩修理好；,（3）将放炮母线末端短路，提到吊盘上去，并检查工作面有无瞎跑。若有瞎跑，应立即处理。然后再放水泵及照明灯，开始排水和下放掘进设备。,38,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-3 基岩施工,（4）经过检查，并将不安全问题处理妥善后，再通知其它工作人员进入工作。,5. 装岩工作,（1）手动NZQ2-0.11型抓岩机气动。,（2）HZ-4型中心回转式抓岩机全部机件固定在工作吊盘上，气动，抓岩深度1518m，抓岩块径500mm。,（3）HH-6型环形轨道式抓岩机适于井筒直径58m，抓岩深20m（指工作吊盘离工作面距离），气动。,39,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-3 基岩施工,（4）靠壁式抓岩机（0.4m,3,或0.6m,3,）该吊装方式可保持36m的操作高度，液动。,6. 提升工作,凿井提升容器吊桶（1,3m,3,），用于提升材料、矸石。,7. 井筒涌水的处理方法,（1）排水：吊桶排水涌水量,6m,3,/h；,吊泵排水涌水量,6m,3,/h。,（2）注浆堵水：预注浆（地面预注浆&工作面预注浆）、壁后注浆。,40,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-3 基岩施工,a. 地面预注浆适于含水层距地表较近的情况。,注浆孔数：,N=D/L=,(d,1,+2A)/L,式中 D,注浆孔布置直径；,d,1,井筒掘进直径；,A注浆孔到井筒掘进边界的距离，一般取0.51.5m；,L注浆孔间距，取决于浆液的扩散半径，36m。,41,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-3 基岩施工,注浆方式：当含水层较薄时，一次注完；当含水层较厚时，分段注浆（自上向下或自下向上）。,b. 工作面注浆适于含水层埋藏较深的情况。此时，在井筒掘进距含水层一定距离时便停止，构筑混凝土止水垫，再进行钻孔注浆。,钻孔距井帮的距离由钻机类型确定。,孔间距由浆液扩散半径确定：含水层裂隙连通性好浆液扩散半径较大钻孔数孔间距。,c. 壁后注浆:,作用封水；加固井筒围岩和井壁。,42,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-3 基岩施工,进行方式自上而下分段进行；段高（15,25m）确定考虑含水层赋存情况以及具体出水位置。,注浆管的埋设在施工永久井壁时，在出水点处可预埋注浆管；在无预埋注浆管处而出水的区段，打眼预埋。,当对壁后岩层裂隙注浆时，打眼深度应透过井壁进入含水岩层100200mm；而在表土冲积层，为避免透水涌砂，则钻孔不穿透井壁，只进行壁内注浆，填塞井壁裂隙，达到封水目的。,43,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-3 基岩施工,d. 浆液种类：水泥浆液、水泥-水玻璃浆液、铬木素浆液。,8. 竖井井筒支护,（1）临时支护：金属网-锚杆、喷射混凝土-锚杆、掩护筒（刚性、柔性）。,（2）永久支护：木材、石材、混凝土。,（3）整体式混凝土井壁施工:,发展：木模板普通金属模板移动式金属模板。,吊盘作用：井筒砌壁、安装的工作台；掘进工作面的保护盘。,44,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-4 凿井设备布置,45,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-4 凿井设备布置,1. 凿井设备布置是指凿井施工设备、凿井辅助设备及悬吊设备等在井筒上下有限空间内的布置。,2. 井内悬吊设备,（1）内容：吊桶、吊泵、抓岩机、凿岩吊架、移动式金属模板、安全梯以及各种管路等在掘进工作面上和吊盘盘面上的布置。,（2）吊桶位置确定靠凿井提升机一侧；距井帮,500mm；布置在永久提升间；对称布置于井筒两侧；符合验收规范和安全规程。,（3）吊泵位置确定与吊桶对称。,46,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-4 凿井设备布置,（4）抓岩机位置确定原则操作方便，工作安全，利于提高装岩能力等。,（5）其它悬吊设备管路（风筒、压风管、供水管、溜灰管）、电缆（照明、信号、放炮电缆）、安全梯。,3. 天轮平台布置程序,（1）确定天轮平台与井筒的相对位置；,（2）确定钢丝绳的出绳方向；,（3）确定天轮与天轮托梁的位置。,47,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-4 凿井设备布置,4. 地面提绞设备布置是凿井时地面临时工业广场总平面布置的一部分。,（1）凿井提升机的布置；,（2）凿井稳车的布置。,48,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-5 特殊法掘进竖井,49,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-5 特殊法掘进竖井,1. 沉井法,实质：将预先做好的整体永久井壁（即沉井），在自重或外加荷载的作用下沉入土中，然后在其保护下进行掘进工作。因此，也可将其看成是先砌壁后掘进的超前支架施工法。,2. 注浆法,预先将具有胶结、充填性能的材料配制成浆液，用注浆泵经注浆管和布置在井筒周围的注浆钻孔，注入地层的裂隙或溶洞中去，从而达到封闭水源或加固地层的目的。,50,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-5 特殊法掘进竖井,注浆作用：,（1）封水、加固岩体在富水裂隙性岩层中，选用水泥浆液、水泥-水玻璃浆液；,（2）防止发生涌水、涌砂、塌帮等在含水不稳定的表土冲积层中，选用扩散和抗渗性好的水玻璃-铝酸钠、铬木素等化学液。,3. 冻结法,当井筒需穿过松软不稳定的含水冲积层（特别是厚大流水层）时，为防止井筒掘砌施工时的涌砂和涌水，采用如下施工方法：,51,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-5 特殊法掘进竖井,先在井筒周围钻一圈冻结孔，孔距1.0,1.2m，孔径200250mm，孔深应穿过含水层进入下部稳定层510m，在冻结孔内安设冻结管。,具体冻结步骤：,把地面冻结站制成的-20-26的低温盐水，用盐水泵经配液管、供液管送到冻结管管底，再经回液管返回冻结站，形成盐水循环。在低温盐水不断循环过程中，吸收冻结管周围地层的热量，使土层温度下降，在冻结管周围形成冻土圆柱，并逐渐扩大，当各冻土圆柱相互交圈时，在井筒,52,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-5 特殊法掘进竖井,周围就形成一个坚固的冻土圆筒，然后在冻土圆筒保护下，用普通法施工井筒。待井筒顺利通过冻结地层后，停止冻结，并在冻土柱尚未解冻之前，回收冻结管。,4. 钻井法,利用专门的竖井钻机钻进井筒，并进行永久支护。该法机械化程度很高，施工期人员无需进井，全部操纵控制工作均在地表进行。,钻井法三个基本工艺过程：,钻井洗井砌井,53,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-5 特殊法掘进竖井,泥浆在洗井中的作用：清除岩石、碎石；维护井帮；冷却钻机；悬浮井壁等。,砌井即永久支护整个井筒工作成败的关键。,砌井工艺过程包括：预制井壁、下沉井壁、壁后充填。,壁后充填的作用：,（1）置换泥浆，充填空隙，固定井壁；,（2）封闭和隔绝含水层，阻止地下水沿井壁上下串通，增强井壁的不透水性；,（3）改善井壁受力情况。,54,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-6 竖井井筒延深,55,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-6 竖井井筒延深,1. 竖井延深特点：,（1）延深工作应尽可能不影响生产提升工作；,（2）延深设备布置较难；,（3）由于延深工作多在上部井筒正常提升的情况下进行，因此须采取安技措施，确保工作人员安全。,2. 延深竖井的方法：,根据延深工作面的推进方向分为自上而下延深方式；自下而上延深方式；自上而下和自下而上联合延深方式。,56,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,10-6 竖井井筒延深,（1）自上而下延深方式：利用生产提升自上而下延深井筒；利用延深间或梯子间自上而下延深井筒；利用辅助水平自上而下延深井筒。,（2）自下而上延深方式：全断面一次上掘；小井上掘再刷大（先上掘小井然后上行刷大方法；先上掘小井然后下行刷大方法）。,（3）联合延深井筒：先行井下掘和联络道掘进平行作业；竖井反掘时多中段平行作业。,57,井巷工程,井巷施工,10 竖井施工,11 斜井及斜坡道施工,井巷工程,井巷施工,58,KUST-Dep-Mining,11 斜井及斜坡道施工,11-1 斜井井口段表土施工,11-2 斜井基岩掘进,11-3 斜坡道施工,59,井巷工程,井巷施工,KUST-Dep-Mining,11-1 斜井井口段表土施工,60,井巷工程,井巷施工,11 斜井及斜坡道施工,11-1 斜井井口段表土施工,表土层指覆盖于基岩以上的冲积层和岩石风化带，当岩石风化带稳定性较差或有含水层时，表土施工包括向基岩掘砌2,5m。,1. 井口开挖方式的选择，与井口地形有关。,（1）直接开挖山区或丘陵地带；,（2）明槽开挖平坦地区；,（3）大揭盖开挖表土中含流砂层，且其距地表深度10m。,2. 表土掘进施工方法的决定因素：井筒倾角；表土层的稳定性。,61,井巷工程,井巷施工,11 斜井及斜坡道施工,11-1 斜井井口段表土施工,（1）全断面一次掘进法；,（2）中间导硐法；,（3）两侧导硐先墙后拱法；,（4）先拱后墙法；,（5）板桩法。,3. 斜井表土支护特点：,斜井井筒的表土层一般均需砌碹。当表土层较稳定时，明槽部分的砌碹，可等井筒掘进5,10m后，再自下而上一次砌至井口。井口临时标高要高出地表。,62,井巷工程,井巷施工,11 斜井及斜坡道施工,11-1 斜井井口段表土施工,若井口设在山坡下时，井口顶侧必须加砌挡墙。,明槽碹顶外部须抹防水层，或夯填三合土，然后按质量要求回填土。,当井筒倾角,20,0,时，浇灌混凝土基础须做成台阶，每一台阶长度,1m。若倾角30,0,，碹胎亦应有2,0,左右的迎山角。,短段砌筑接茬较多，须注意接茬质量。,砌筑时要防止土块掉入砌体。临时支架应尽可能回收复用。壁后充填须密实。,63,井巷工程,井巷施工,11 斜井及斜坡道施工,11-1 斜井井口段表土施工,在有较小涌水地段，井壁须采用整体浇灌混凝土，必要时可在混凝土内掺入防水剂。施工时应将水导走，井壁达到设计强度后再进行壁后注浆。,64,井巷工程,井巷施工,11 斜井及斜坡道施工,11-2 斜井基岩掘进,65,井巷工程,井巷施工,11 斜井及斜坡道施工,11-2 斜井基岩掘进,1. 作业方式：掘砌单行、掘砌平行考虑因素：围岩特性、施工方法、施工期限。,大力推行掘砌平行的原因：能较充分地利用井筒空间，是加快成井速度、降低成本的有效措施，它在围岩比较稳定、涌水量不大的斜井中广泛应用。,2. 凿爆工作,多采用多台凿岩机钻眼。由于斜井工作面上有水，爆破所用的炸药应为防水炸药。在使用岩石炸药时，应采取防水措施。,66,井巷工程,井巷施工,11 斜井及斜坡道施工,11-2 斜井基岩掘进,3. 装岩工作,斜井井筒有倾斜角度，工作面容易积水，因此斜井掘进时的装岩工作，不仅劳动强度大，而且劳动条件恶化，装岩时间长，一般占循环时间的50,60%。,人工装岩，工效低，应努力改变。为了加快斜井掘进速度，改善劳动条件，减轻工人装岩劳动强度，有些矿山在使用耙斗装岩机，效果较好。,4. 提升工作,（1）矿车或箕斗提升,67,井巷工程,井巷施工,11 斜井及斜坡道施工,11-2 斜井基岩掘进,箕斗（前卸式、后卸式、无卸载轮的前卸式）提升无需摘挂钩，可避免跑车事故。,（2） 斜井掘进提升安全设施：井口阻车器；压绳式防跑车装置；工作面挡车器。,5. 排水工作,斜井掘进时，根据涌水量大小采用下列方法排水。（1）提升容器配合潜水泵排水；,（2）喷射泵排水；,（3）分段截排水。,68,井巷工程,井巷施工,11 斜井及斜坡道施工,11-3 斜坡道施工,69,井巷工程,井巷施工,11 斜井及斜坡道施工,11-3 斜坡道施工,斜坡道施工工艺和方法大体上与斜井施工相同。一般采用全断面掘进，当断面面积,25m,2,时，先用小断面超前掘进，随后刷帮扩大到全断面。,70,井巷工程,井巷施工,11 斜井及斜坡道施工,12 天（溜）井施工,井巷工程,井巷施工,71,KUST-Dep-Mining,12 天（溜）井施工,12-1 普通法掘进天井,12-2 吊罐法掘进天井,12-3 深孔爆破法掘进天井,12-4 爬罐法掘进天井,12-5 钻进法掘进天井,72,井巷工程,井巷施工,KUST-Dep-Mining,12-1 普通法掘进天井,73,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-1 普通法掘进天井,1. 施工工艺：,漏斗口的掘进凿岩工作台的架设凿岩爆破工作通风支护工作出渣工作组织。,2. 存在问题：,通风条件差，材料工具搬运困难，工效低，成本高，不安全，木材消耗多。,3. 解决办法：,简易方法架设工作台；,采用伸缩金属横梁；,多工作面作业法。,74,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-1 普通法掘进天井,4. 使用条件：,（1）不适应采用吊罐法、爬罐法掘进的短天井，其中特别是盲天井，如切割天井等；,（2）在软岩或地质构造发育的破碎带中掘进需支护的天井；,（3）倾角常变的探矿天井，以及掘进溜井时，其下部一段特殊形状的井筒不宜采用其它方法掘进时，可采用普通法掘进。,75,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-2 吊罐法掘进天井,76,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-2 吊罐法掘进天井,1. 吊罐法应用概况,国外许多矿山-充填法-阶段高度,100m；前苏联-英里布登钼矿-阶段强制崩落法-阶段高度200m；瑞典-基鲁纳铁矿-无底柱分段崩落法-阶段高度235m；我国通风井、溜井100186m。,2. 吊罐法实质,先在全高沿天井中心线钻一个直径100150mm的钻孔，在天井的上水平安放绞车，绞车上的钢绳沿中心钻孔下放，钢绳的下端系一个人员工作的吊罐，吊罐的升降借绞车提升和下放钢绳来实,77,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-2 吊罐法掘进天井,现，作业人员立于吊罐上进行钻眼、装药、堵塞、联线，人员、材料、机具的上下也是借绞车提升和下放吊罐来完成。爆破时将吊罐下放到天井下部巷道去避炮，钢绳则暂时提到上水平，以确保钢绳不被炮崩坏。爆下的岩石集中到天井下部，当通风排除炮烟后，作业人员再一次上到工作面重新钻进时，天井下部则进行装岩。,3. 吊罐法设备,吊罐、装岩机、转载设备、绞车、电机车、局部扇风机、联络信号装置、凿岩机等。,78,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-2 吊罐法掘进天井,4. 掘进天井前的准备工作,（1）开凿必要的硐室,硐室的个数及规格尺寸，决定于中心孔钻凿的方向。自下而上钻进中心孔时，上部硐室的规格主要满足绞车工作所需空间3.0,2.22.0m；自上而下钻进，天井的下部硐室主要在于吊罐的进出方便和便于装岩机装岩。,开凿大型溜井时，溜井的下部为了利用漏斗放矿，应开凿放矿闸门硐室；为了临时存放吊罐，可在硐室内安置板台。,79,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-2 吊罐法掘进天井,（2）钻凿天井中心孔,地质钻机（,60m的天井）自上而下。偏斜率小，作业条件好，钻速慢，工效低，增大开挖量和成本。,潜孔钻机（50m的天井）自下而上。钻速快。,吊罐法掘进天井的关键性工程：中心孔的钻凿质量。,潜孔钻机钻凿中心孔时，产生偏斜的原因（确保偏斜率2%）：,80,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-2 吊罐法掘进天井,a. 岩层变化；,b. 钻凿倾斜中心孔时，钻具重量所致；,c. 钻机的安装质量；,d. 操作不熟。,（3）安装绞车，电气装置及信号联络装置,安装游动绞车之前，要先将中心孔上部孔口的浮渣清理干净，必要时孔口上端加设套管，套管外围须浇灌混凝土，使孔口高于上部底板水平，以确保水不进入中心孔，不影响天井工作面人员的工作。,81,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-2 吊罐法掘进天井,安装绞车首先要铺好轨道，轨道不仅要水平，而且在绞车游动时，钢绳始终对准中心孔。为了不使杂散电流进入天井工作面，影响爆破时的安全，必须使游动绞车的轨道不与有架线机车运行的轨道相连。,电源线路需有断源开关。,5. 掘进施工要点,凿岩机布置利于吊罐受力平衡，吊罐不易摇摆。,排眼考虑如何利用中心孔。实践证明，掏槽眼多装药可保证掏槽效果并使中心孔不被挤死。,82,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-2 吊罐法掘进天井,掘进斜天井时怎样实现底板平整光面爆破。,装岩多与钻眼平行作业。,利用中心孔加强通风，利于t,通风,。,吊罐法掘进天井时，常见故障：,（1）爆破时将中心孔堵塞；,（2）工作面上的浮石掉下伤人和打坏风水管；,（3）升降吊罐时发生翻罐，放不下罐。,中心孔堵塞的预防：,（1）确保中心孔不偏斜；,83,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-2 吊罐法掘进天井,（2）孔口周围用混凝土或方木围成围墙；若孔口岩石较破碎，则宜在孔口下一节护壁金属管（或胶皮管）；,（3）布置掏槽眼：,平行中心孔；,与中心孔距100,200mm岩硬，,200300mm岩软；,眼深较其它炮眼深100mm硬岩，,浅100mm软岩；,（4）掏槽眼的装药量可到炮眼长的90%；,84,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-2 吊罐法掘进天井,（5）中心孔穿过破碎带或断层时，应事先灌水泥砂浆，待凝结硬化后，用深孔钻机钻通中心孔，以避免爆破震动松岩掉入孔内。,中心孔堵塞的处理：,（1）钢绳下端的铁锤或废钎钢；,（2）高压风或高压水（10m内受堵）；,（3）小药包；,（4）条件允许，用地质钻或潜孔钻机；,（5）废钢绳。,85,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-2 吊罐法掘进天井,在施工中必须做到“开门定向正、变层减压快、软岩换长钻”，才能保证钻孔质量。,开门定向正按照钻孔设计的位置、方向、倾角，一开始就要找准才能开始。,变层减压快在钻进时，要及时发现钻头已钻到另一种岩层，并立即把钻压减小到1/3，当钻头已通过岩层变换地带后，再全压钻进。,软岩换长钻在钻进中发现岩层变软时，必须将原有的3,4m的岩芯管换成5m长的岩心管，长管可以防止在软岩中发生钻孔偏斜。,86,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-3 深孔爆破法掘进天井,87,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-3 深孔爆破法掘进天井,1. 特点,用深孔钻机从上向下或自下而上沿天井全高钻一组平行深孔，然后分段装药，依次爆破，形成所需断面和长度的天井。作业人员不进入井筒。一般不受岩层破碎与否的限制，所需的设备较少，人员的作业条件和安全获得了显著的改善。,2. 凿岩,深孔钻机：YQ-100潜孔钻、反修-100型潜孔钻、FJI-700型深孔钻机；,88,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-3 深孔爆破法掘进天井,钻凿上向孔或下向孔：前者排粉较易。对于熟练的作业人员，打30m以下的平行炮孔，可保证钻孔偏斜在允许之内，但钻孔方向难掌握。后者常用。,钻速影响因素：设备本身性能，操作熟练程度，孔径/孔深（钻速）。,炮孔的允许误差范围为1%。,钻孔产生偏斜的原因：,（1）定位误差；,（2）开孔误差；,89,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-3 深孔爆破法掘进天井,（3）在非匀质岩层中，断层、裂隙与钻孔斜交不同岩石界面的影响；,（4）钻凿斜天井的炮孔时，钎杆因自重有自然下垂的趋势，使钎杆弯曲造成的偏斜。,钻孔防止偏斜的措施：,（1）钻进400,600mm后，再校正一次方向。在钻杆上焊上或套上稳杆器或导向装置（如黄沙坪铅锌矿、凡口铅锌矿），有利于提高钻孔的质量。,90,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-3 深孔爆破法掘进天井,（2）凿岩工操纵钻机要均匀给进，开孔的速度要慢，岩层变化时也要慢。通过观察排出的岩粉，钻机震动情况来判断岩层的变化，适当调节钻机的推进压力、水量、速度。,3. 爆破,（1）利用空孔作自由面的爆破成井,a. 深孔布置：方形、圆形；装药孔与空孔沿天井全高互相平行；空孔直径110,150mm；其它眼直径90100mm。,91,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-3 深孔爆破法掘进天井,b. 爆破参数：,深孔数目影响因素炸药单耗，天井断面，为掏槽提供自由面的空孔直径和数目。,分段高度10,15m软岩层；,8m中硬以上；,68m天井首末两个分段高度；,36m中间分段高度。,c. 装药结构：竹节间隔装药、连续柱状装药。,药卷规格视装药孔直径大小而定，有,90,450,500mm、,80,500mm、,50,60400mm。,92,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-3 深孔爆破法掘进天井,d. 孔口堵塞和装药方法。,e. 装药爆破前后的检查。,（2）利用球状药包漏斗的爆破成井,在使用深孔爆破法掘进天井时，日本、美国、加拿大、瑞典等国，先后研究和发展了一种不用空心炮眼的掏槽方法。它是以垂直于炮眼的天井工作面为自由面，在炮眼内集中装药，中心装药孔首先起爆后，形成圆锥形槽子倒漏斗，再以它为自由面依次起爆周围炮孔。,93,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-3 深孔爆破法掘进天井,使用这种掏槽方式，对起爆要求较严，各眼装药位置不一样，要严格掌握。中心首发炮孔直径要大，最好使用高威力的球状药包，使槽腔既深又大，为其余炮眼增大自由创造更为有利的爆破条件。,94,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-4 爬罐法掘进天井,95,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-4 爬罐法掘进天井,爬罐法是瑞典阿利马克公司1957应用于掘进天井的新方法。,1. 特点,爬罐在井筒内的升降，不是借助上中段安装的绞车来实现，而是用自身的驱动装置自行在井筒内上下运行，即利用主爬罐本身的驱动装置沿天井顶板边铺设的导轨升降，主爬罐上到工作面后，人可立于主爬罐上进行钻眼爆破作业，利用辅助爬罐可以使天井工作面与井下取得联系，以便缩短掘进过程中的辅助作业时间。,96,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-4 爬罐法掘进天井,2. 设备,主爬罐由爬罐、工作平台、驱动装置组成。,爬罐配有风水分配器（安装于导轨底部）、软管（轻便）绞车、起重葫芦（安装、拆卸导轨与爬罐用）、信号联络装置。,3. 掘进施工,（1）接导轨：先处理松石，再放下工作平台折页，才接长导轨。应注意最上一节导轨距工作面900mm，以防止放炮时被打坏；同时导轨安装方向须沿天井中线校正。,97,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-4 爬罐法掘进天井,（2）打眼放炮：,掏槽眼布置原则从保护导轨和使用固定导轨的锚杆不致被爆破时的石头打坏出发。,掏槽眼布置位置导轨的对侧、天井断面中央。,打眼结束后，通知井下人员关闭风、水门，卸下导轨顶端盖板，安上带孔的导轨保护盖板。然后装药。当爬罐开至井底，进入避炮硐室安全线以内，人员撤至安全地点，再合闸起爆。,（3）通风：打开风水分配器上凿岩用的风水门,98,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-4 爬罐法掘进天井,高压风水通过导轨顶端保护盖板上的喷孔造成风水混合物，借以排除工作面炮烟，也可在天井口附近平巷内加设局扇进行抽风以加快通风。,（4）出渣：采用装岩机，多以打眼作业平行。,4. 拆除导轨,整个天井掘进完毕，即可自上而下逐节拆除导轨。每拆除四节即可用爬罐运至井底。,5. 安全注意事项,99,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-5 钻进法掘进天井,100,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-5 钻进法掘进天井,1. 特点,用特制的回转式钻机沿天井全高先钻一个直径为200,300mm的钻孔，然后再扩大到天井的全断面，或者直接用钻机沿天井全高进行全断面掘进。,2. 钻进方式,（1）上扩法：是把钻机安装在天井上部，由上向下先钻进一个导向孔与下中段相通，再自下而上扩大至天井的全断面。,（2）下扩法：把钻机安装在待掘天井的下部水平，先由下向上钻一个导向孔，然后自上而下扩,101,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,12-5 钻进法掘进天井,大到全断面。,3. 钻机使用情况,刀具的使用寿命平均120m，最大243m。,钻上扩下，又钻下扩上的钻机可使用短的钻杆组钻进高的天井，同时又可减小井筒的偏斜度。,全断面钻进的天井钻机（美国）不用先钻导向孔，钻进深可达90m，直径1.52m，适于钻凿倾角,68,0,的盲天井，扩大了钻进法在天井掘进中的应用范围。,102,井巷工程,井巷施工,12 天（溜）井施工,13 大断面硐室掘进,井巷工程,井巷施工,103,KUST-Dep-Mining,13 大断面硐室掘进,13-1 全断面开挖法,13-2 导坑开挖法,13-3 留渣法开挖硐室,104,井巷工程,井巷施工,KUST-Dep-Mining,13-1 全断面开挖法,105,井巷工程,井巷施工,13 大断面硐室掘进,13-1 全断面开挖法,大断面硐室掘进方法取决于：地质条件、断面大小、支护形式。,1. 工作面布置,全断面开挖法根据工作面的布置形式分为直壁式工作面和阶梯式工作面。,阶梯式工作面根据台阶的形状分为正台阶工作面开挖和倒台阶工作面开挖。,2. 适用条件,围岩坚硬，节理裂隙不发育，整体性好，不需要临时支护，硐室高,5m，如水泵房、变电所。,106,井巷工程,井巷施工,13 大断面硐室掘进,13-2 导坑开挖法,107,井巷工程,井巷施工,13 大断面硐室掘进,13-2 导坑开挖法,1. 概念：借助辅助巷道开挖大断面硐室的方法。导坑在硐室施工期间用于通风、行人和运输，还可进一步查明硐室范围内的地质情况。导坑断面一般为4,8m,2,，在中等稳定岩层中不需要临时支护。导坑的布置方式和开挖顺序，灵活性大，适用性强。,2. 顶部导坑开挖法,施工顺序：先掘顶部导坑（超前5m）卧底（再滞后15m）扩(刷)帮喷锚或砌碹卧中心底部扩(刷)帮砌墙下一个工作循环。,108,井巷工程,井巷施工,13 大断面硐室掘进,13-2 导坑开挖法,3. 中心和两侧下导坑开挖法,当硐室跨度较小时，导坑布置在硐室中央；,当硐室跨度较大时，则需要开挖两个导坑，分别布置在硐室的两侧。,喷锚支护采用先墙后拱的施工顺序，拱部的锚杆可以随着拱部的开挖而及时安设。若岩石条件差时，喷射混凝土可分段与拱部开挖交替进行；若岩石条件较好，待拱部开挖结束后，再一次喷完拱部。拱部喷锚支护结束后，再进行边墙的喷锚作业。,109,井巷工程,井巷施工,13 大断面硐室掘进,13-2 导坑开挖法,采用两侧下导坑开挖法掘进硐室时，拱与墙开挖和支护后，最后挖取中心岩柱。,4. 上下导坑开挖法,对于开挖跨度大、墙高的大硐室（地下破碎硐室、大型卷扬机硐室），可采用上下导坑开挖法。,如金山店铁矿地下破碎硐室开掘的断面尺寸：,高14.15m,宽11.80m,长31.30m,断面积154.91m,2,。,110,井巷工程,井巷施工,13 大断面硐室掘进,13-2 导坑开挖法,（1）实质：利用上下导坑，先掘砌拱部，然后自上而下分层施工。,（2）施工过程：先掘下导坑再掘上导坑掘天井联通上下导坑导坑、天井、横巷开挖后，开始自上而下分层施工第一分层施工；,第二分层施工；,第三分层施工。,5. 侧壁导坑开挖法,首先进行墙部施工在硐室边墙位置掘进两侧下导坑，然后沿边墙逐层向上挑顶直至拱脚。,111,井巷工程,井巷施工,13 大断面硐室掘进,13-2 导坑开挖法,然后进行拱部施工按硐室全宽拉底，向上打分层挑顶；拉出槽底后，打水平眼分层压顶。,112,井巷工程,井巷施工,13 大断面硐室掘进,13-3 留渣法开挖硐室,113,井巷工程,井巷施工,13 大断面硐室掘进,13-3 留渣法开挖硐室,1. 特征,硐室的掘进顺序自下而上，而喷锚支护的顺序则是自上而下、先拱后墙，凿岩和喷锚作业均以渣堆作为工作台。,2. 评价,工艺简单，辅助工作量小，作业面宽，可布置多台凿岩机同时作业。,3. 使用条件,围岩整体性好，无较大裂隙、断层，无片帮、冒顶的危险性。,114,井巷工程,井巷施工,13 大断面硐室掘进,