巷道掘进工艺及安全操作ppt课件

掘进施工工艺 1 巷道掘进施工工艺 介绍不同的矿山巷道掘进施工方法 岩石平巷施工的凿岩 爆破 装岩 提升运输等主要工序工艺过程 以及峒室的施工方法 2 平巷掘进与施工 水平巷道掘进 目前普遍采用的掘进施工方法有 钻眼爆破法 机械掘进法 1 钻眼爆破法 钻爆法 矿山法 2 机械掘进法 3 钻眼爆破法的主要工序包括 凿岩 爆破 装岩 支护 辅助工序包括 工作面通风 排水 接管道 照明 铺轨和测量等 主要工序按一定顺序依次进行的作业方式称为单行作业 单行作业各工序互不干扰 组织管理方便 但效率较低 几个主要工序在同一时间内平行进行的作业方式称为平行作业 其优缺点与单行作业恰好相反 从凿岩开始到装岩 铺轨和支护完毕 为一个掘进循环 巷道由此向前掘进了一段距离 一 钻眼爆破法 4 凿岩爆破法施工工艺 掘进工序 钻眼 装药联线 放炮通风 支护 装岩运输 成巷工具设备 凿岩机 炸药 局部通风机 装岩机锚 喷 网 架 煤电钻 风镐雷管 放炮器 风筒 矿车电机车 矿车 5 凿岩机 6 浅孔 深度小于2 5m 直径小于42mm 中深孔 深度2 5 4m 直径小于50mm 深孔 深度大于4m 直径大于50mm 钻眼爆破法 7 锚网喷一般工艺流程 8 架棚一般工艺流程 9 巷道掘进中 破碎岩石是一项主要工序 也是掘进施工的第一道主要工序 破碎岩石主要采用凿岩爆破的方法 凿岩爆破约占一个掘进循环时间的40 60 凿岩爆破工作的好坏 对巷道掘进速度 规格质量 支护效果 掘进成本等 都有较大的影响 矿山平巷掘进中 常用的凿岩设备是气腿式风动凿岩机 如7655 YT 24等 凿岩工具多采用锥形连接的活头钎杆 为提高凿岩效率 降低工人劳动强度 一些大中型矿山在大断面平巷掘进中采用了凿岩台车 凿岩台车属无轨设备 具有独立行走装置 液压凿岩 凿岩速度大大提高 10 表4 1凿岩设备 目前 我国矿山平巷掘进所用的凿岩设备特点及适应条件见表4 1 11 12 13 14 One boomrig 15 三臂凿岩台车 16 1 炮眼布置 巷道掘进的爆破工作是在只有一个自由面的狭小工作面进行的 俗称独头掘进 因此 要达到理想的爆破效果 必须将各种不同作用的炮眼合理地布置在相应位置上 使每个炮眼都能起到应有的爆破效果 掘进工作面的炮眼 按其用途和位置可分为掏槽眼 辅助眼和周边眼 如图4 1所示 其爆破顺序必须是延期起爆 即先爆掏槽眼 然后起爆辅助眼 最后起爆周边眼 图4 1平巷掘进的炮眼布置1 掏槽眼 2 辅助眼 3 周边眼 1 掏槽眼在工作面上将某一部分岩石爆破并抛出 使工作面形成第二个自由面 为其它炮眼的爆破创造有利条件 提高破岩效率 2 辅助眼辅助眼又称崩落眼 是大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼 辅助眼要均匀布置在掏槽眼和周边眼之间 炮眼方向一般垂直于工作面 3 周边眼周边眼是爆落巷道周边岩石 最后形成巷道断面设计轮廓的炮眼 为保证巷道成型规整 减少支护工程量 可采用光面爆破技术 17 18 19 2 掏槽眼分类 根据井巷断面形状规格 岩石性质和地质构造等条件 掏槽眼的排列形式可分为倾斜掏槽和垂直掏槽两大类 20 1 倾斜掏槽掏槽眼与自由面斜交 在软岩或具有层理 节理 裂隙或软夹层的岩石中 可用单倾斜掏槽 其掏槽位置可视自然弱面存在的情况而定 掏槽眼倾斜角依岩石可爆性不同而定 一般取50 70 在中硬以上均质岩石 断面尺寸大于4m2的井巷掘进中 可采取相向倾斜眼组成楔形掏槽 图4 2 每对炮眼底部间距一般取10 20cm 眼口之间的距离取决于眼深及倾角的大小 掏槽眼同工作面的交角通常为60 75 21 图4 2倾斜掏槽的炮眼布置形式 22 楔形掏槽可分为垂直楔形掏槽和水平楔形掏槽两种 前者打眼比较方便 使用较广 对岩石特别难爆且断面尺寸又大或眼深超过2m时 可增加2 3对深度较小的初始掏槽眼 以形成双楔形掏槽 若将楔形掏槽的掏槽眼以同等角度向槽底集中 但各眼并不互相贯通 则形成锥形掏槽 通常可排成角锥形和圆锥形等形式 后者适用于圆形断面井筒掘进工作 倾斜掏槽的优点是所需掏槽眼数少且易抛出掏槽范围内的岩石 缺点是孔深受限于断面尺寸 石碴抛掷较远 23 图4 2倾斜掏槽的炮眼布置形式 24 2 垂直掏槽掏槽眼都垂直于工作面 其中有些炮眼为空眼 不装药 垂直掏槽的形式很多 常见的有缝形掏槽 桶形掏槽 图4 3 和螺旋掏槽 缝形掏槽也称平行龟裂掏槽 其布置特点是掏槽眼轴线处在一个平面内 空眼与装药眼相间布置 眼距8 15cm 爆后形成一条缝隙 图4 3垂直掏槽的炮眼布置形式 25 桶形掏槽是应用最广的垂直掏槽形式之一 其槽腔体积大有利于辅助眼爆破 空眼直径可大于或等于装药眼直径 较大的空眼直径可形成较大的人工自由面 桶形掏槽完全没有向外抛碴作用 通常可将空眼打深并在孔底装一卷药 于全部掏槽眼爆破后起爆以抛出岩碴 图4 3垂直掏槽的炮眼布置形式 26 图4 3垂直掏槽的炮眼布置形式 27 掏槽眼 倾斜掏槽单倾斜楔形掏槽 垂直楔形掏槽水平楔形掏槽锥形掏槽垂直掏槽辅助眼周边眼 缝形掏槽桶形掏槽螺旋掏槽 28 3 爆破器材 巷道掘进常用的炸药是水胶炸药 采用电雷管或导爆管起爆 4 爆破参数确定 单位炸药消耗量的确定可参考表4 2 结合工程类比和实际经验确定 确定单位炸药消耗量后 再根据巷道断面面积和每循环进尺就可得到每循环应使用的炸药消耗总量 Q qSL 式中 S 井巷掘进断面面积 m2 L 平均炮眼深度 m 炮眼利用率 一般为80 95 29 5 掏槽眼与辅助眼的装药结构 正向连续装药 a 反向连续装药 b 30 周边眼装药结构 单段空气柱式装药 a 空气间隔分段装药 b 不耦合装药 31 6 炮眼的填塞 炮眼的填塞质量对提高爆破效率和减少爆破有害气体也有很大作用 因此 装药完毕必须充填以符合安全要求长度的炮泥并捣实 常用1 3的泥沙混合炮泥 湿度18 20 这种炮泥既有良好的可塑性 又具有较大的摩擦系数 第三百二十八条炮眼封泥应用水炮泥 水炮泥外剩余的炮眼部分应用粘土炮泥或用不燃性的 可塑性松散材料制成的炮泥封实 严禁用煤粉 块状材料或其他可燃性材料作炮眼封泥 无封泥 封泥不足或不实的炮眼严禁爆破 禁裸露爆破 32 第三百二十九条炮眼深度和炮眼的封泥长度应符合下列要求 炮眼深度小于0 6m时 不得装药 爆破 在特殊条件下 如挖底 刷帮 挑顶确需浅眼爆破时 必须制定安全措施 炮眼深度可以小于0 6m 但必须封满炮泥 炮眼深度为0 6 1m时 封泥长度不得小于炮眼深度的1 2 炮眼深度超过1m时 封泥长度不得小于0 5m 炮眼深度超过2 5m时 封泥长度不得小于1m 光面爆破时 周边光爆炮眼应用炮泥封实 且封泥长度不得小于0 3m 工作面有2个或2个以上自由面时 在煤层中最小抵抗线不得小于0 5m 在岩层中最小抵抗线不得小于0 3m 浅眼装药爆破大岩块时 最小抵抗线和封泥长度都不得小于0 3m 33 钻眼爆破安全技术 钻眼爆破工作必须严格按 煤矿安全规程 和 矿山井巷工程及验收规范 有关规定执行 一般应注意以下几点 1 钻眼安全注意事项 开眼时必须使针头落在实岩上 如有浮矸 应处理好后再开眼 不允许在残眼内继续钻眼 开眼时给风阀门不要突然开大 待钻进一段后在开大风门 为避免断钎伤人 推进凿岩机不要用力过猛 更不要横向用力 凿岩时钻工应站稳 应随时提防断钎 一定要注意把胶皮风管与风钻接牢 以防脱落伤人 缺水或停水时 应立即停止钻眼 工作面全部炮眼钻完以后 要把凿岩机具清理好 并撤至规定地点存放 34 钻眼爆破安全技术 续 2 爆破安全注意事项 装药前应检查顶板情况 撤出设备与机具 并切断除照明以外的一切设备的电源 照明灯和导线也应撤离工作面一定距离 放炮母线要妥善的挂在巷道的侧帮上 并且要和金属物体 电缆 电线离开一定距离 放炮前检查放炮母线是否导通 在规定的地点装配引药 检查工作面20m范围内的瓦斯含量 按 煤矿安全规程 有关规定处理 装药时要细心的将药卷送到眼底 防止擦破药卷 装错雷管段号 拉断脚线 有水的炮眼 尤其是底眼 必须使用防水药卷或给药卷加防水套 以免受潮拒爆 35 为使爆破后工作面的炮烟和粉尘能尽快排出 并提供足够的新鲜空气 以改善劳动条件 可采用局扇进行机械通风 7 工作面通风 36 掘进通风与综合防尘 一 通风方式二 掘进通风设施三 独头长距离巷道通风四 综合防尘 37 一 通风方式 压入式通风 抽出式通风 混合式通风 38 压入式通风 1 优点 这种通风方式可采用胶质或塑料等柔性风筒 能很快地将工作面的有害气体冲淡并排出 10m 10m 2 缺点 排出的炮烟在巷道中蔓延扩散 时间较长 工人进入工作面往往要穿过这些蔓延的污浊气流 3 局扇 风筒的布置要求 39 抽出式通风 1 优点 其优点是炮烟等有害气体沿风筒排出 不污染巷道 2 缺点 风筒有效吸程小 工作面排除炮烟等有害气体的时间长 污浊风流通过局部通风机 安全性差 在有瓦斯涌出的工作面不宜采用 6m 10m 3 特点 这种通风方式一般要采用金属风筒 40 混合式通风 1 特点 这种通风方式是压入式和抽出式的联合运用 为了达到快速通风的目的 可利用一辅助局扇作压入时通风 新鲜风流压入工作面冲洗工作面的有害气体和粉尘 10m 2 局扇 风筒的布置要求 41 综合防尘 掘进岩石巷道时 产生大量的岩石粉尘 根据测定这些粉尘中含有游离二氧化硅30 70 其中大量的是粒径小于5 m的粉尘 这些粉尘极易在空气中游浮被人吸入体内 时间久了就易患矽肺病严重地影响工人的身体健康 1 湿式钻眼是综合防尘最主要的技术措施 2 喷雾 洒水对防尘和降尘都有良好的作用 3 加强通风排尘工作 4 加强个人防护工作 42 8 岩石装载与转运 岩石的装运工作是最繁重最费时的工序 约占掘进循环总时的35 50 应根据我国目前矿山岩石装运机械的发展情况 选择矿山常用的 配套适宜的装运机械所组成的装运作业线及典型设备 1 装岩作业 把掘进工作面爆破下来的岩石装入矿车运出工作面 就是岩石的装运作业 亦称出渣 使用较多的装载设备是铲斗式装岩机 耙斗式装岩机和矿车 如图4 4所示 43 图4 4装岩机装岩过程示意图 装岩机有以压气作动力的 也有以电为动力的 当装岩机向前运动时 铲斗插入岩堆铲取岩石 铲满后提升铲斗并向后翻转 装入后面的矿车 然后下落铲斗 再次铲装 一辆矿车装满后移出 调入另一辆矿车继续装岩 这种装岩机可供井下平巷和倾角在8 以下的斜井掘进装岩之用 它适用于高度大于2 2m的巷道 最大装岩宽度为2 2m 44 图4 5装岩机与矿车装运作业示意图l 调车道岔 2 空车 3 电机车 4 重车 5 装岩机 图4 5的作业线为双轨运输 分别为空车道和重车道 装载时装岩机和矿车经由调车道岔分别在两条轨道上装岩 调车道岔随着工作面的前进每隔20 30m移动一次 45 图4 6耙斗装岩机总装及耙矿作业示意图1 连杆 2 主 副滚筒 3 卡轨器 4 操作手把 5 调整螺丝 6 耙斗 7 固定楔 8 尾轮 9 耙斗钢丝绳 10 电动机 11 减速器 12 架绳轮 13 卸料槽 14 矿车 耙斗装岩机 它是一种结构简单 制造容易 高效的装岩设备 这种装岩机适用于净高2 2m 宽2m以上的水平巷道或小倾角的斜巷 也能用于弯道 耙斗装岩机是由绞车 耙斗 车体 卸料槽 以及主尾绳和滑轮等组成的组合机械 工作情况见图4 6所示 耙斗装岩机与铲斗后卸式装岩机比较 具有结构简单 维修量小 操作容易 安全可靠 岩尘量小 适用面广以及装岩生产率高等优点 但在硬岩中效率较低 在软岩中固定楔难固定 46 47 耙斗装载机在工作前 用卡轨器将台车固定在轨道上 并用固定楔将尾轮悬吊在工作面的适当位置上 48 49 耙斗装载机可在拐弯巷道中作业 50 2 调车工作 装运作业中 调车工作是很频繁的 每当装满一个矿车便要推出重车换入空车 在调车过程中 装岩工作便暂时中断 装岩机的利用率会因此而降低 因此需要改进调车方法 以提高装岩机的利用率 目前 巷道掘进中的调车方法和设备很多 最常用的调车方法是浮放道岔调车 双轨巷道用双向菱形浮放道岔 将浮放道岔安放在距工作面10 25m的原有轨道上 在工作面附近形成一个浮放的错车道 并能随工作面的推进而向前移动 能经常保持距工作面较短的调车距离 此外 装岩机可以交替在两条轨道上装岩 加大装岩宽度 提高装岩效率 单轨巷道宽度能并列两辆矿车时 可采用单轨上浮放双轨道岔的浮放错车场 51 固定错车场调车法装岩机的工时利用率只有20 30 52 53 缺点 此调车方法一般需要增加道岔的铺设和加宽巷道的工作量 同时不能经常保持较短的调车距离 所以调车效率不高 不能适应快速掘进的要求 需要和其它调车方法配合使用 才能收到较好的效果 优点 简单易行 一般可以用电机车调车 或辅助以人力 装岩机的工时利用率 20 30 使用地点 工程量不大 工期要求较缓的工程 54 活动错车场调车装岩机的工时利用率可达30 40 浮放道岔 55 2 翻框式调车器 56 风动吊车器调车 57 9 提高装岩机工作效率的途径 装岩效率的单位 台班或 工 其数值越高 成本越低 提高其途径 积极推广和研究装岩 运输机械化作业线 不断提高装岩机工时利用率 缩短循环中的装岩时间 积极选用和研制高效能的装岩机 在现有设备中 要根据巷道断面大小选用装岩机 对于双轨巷道尽量选用大型耙斗装岩机ZC 2型侧卸式装岩机或蟹爪式装岩机等大型装岩机 一般情况下应避免同时使用两台装岩机或大断面选用生产能力小的装岩机 做好爆破工作 当岩石的块度均匀 适宜 堆放集中 且底板平整时 装岩机的效率较高 如ZC 20B型铲斗式装岩机当块度小于200 500 时工作效率最高 部分转载机当岩石块度大于500 则无法正常工作 58 二 机械掘进法 全断面掘进机是实现连续破岩 装岩 转载 临时支护 喷雾防尘等工序的一种联合机组 岩石全断面掘进机机械化程度高 可连续作业 工序简单 施工速度快 施工巷道质量高 支护简单 工作安全 但构造复杂 成本高 对掘进巷道的岩石性质和长度均有一定要求 岩巷掘进机一般由移动部分和固定支撑推进两大部分组成 其中主要包括破岩装置 行走推进装置 岩渣装运装置 驱动装置 动力供给装置 方向控制装置 除尘装置和锚杆安装装置等 图4 7为全断面掘进机系统示意图 全断面掘进机已广泛应用于隧道等大断面工程掘进 在矿山平巷施工中也有应用 59 图4 7岩巷全断面掘进机系统示意图1 刀盘 2 机头架 3 水平支撑板 4 锚杆钻机 5 司机房 6 斜带式输送机 7 转载机 8 龙门架车 9 激光指向仪 10 环形支架机 11 矿车 12 环形电机车 60 综掘施工工艺流程 61 1 凿岩台车 侧卸式装载机为主的机械化作业线 岩巷掘进机械化作业线 2 气腿凿岩机 耙斗装岩机为主的机械化作业线 3 气腿式凿岩机 蟹爪式装载机 耙斗式装载机或侧卸式装载机 梭式矿车机械化作业线 4 以钻装机为主的机械化作业线 62 63 64 65 66 各种硐室的形状 规格和结构差别很大 岩石性质也不相同 采用的施工方法较多 这些施工方法归纳为三类 全断面施工法 导硐施工法 留砟施工法 1 2硐室掘进与施工 一 全断面施工法全断面施工法指在整个断面上向前推进的施工方法 这种方法比较简单 作业集中 便于管理 通风条件好 轨道管线可一次铺成 对提高施工机械化程度和工效有利 适用于围岩稳定 节理不发育 不需临时支护 高度不大的硐室掘进施工 全断面施工法有以下两种形式 1 全断面一次掘进法这种方法与普通巷道的掘进方法基本相同 由于断面比较大 可适当加大眼深 采用深孔爆破 使用小型风动凿岩设备钻上部炮眼时 可采用登砟作业 装药联线用梯子 这种方法只宜在高度小于5m的硐室中使用 67 2 台阶工作面法当硐室的高度较大 为便于操作 可将硐室分成两个分层 施工时形成台阶状 上分层超前施工 称正台阶工作面施工法 图4 26 下分层超前施工时称倒台阶施工法 图4 27 正台阶工作面施工法的分层高度不超过1 8 2 5m 上分层台阶工作面一般超前3 5m 台阶不宜超前过多 以免增加上部台阶扒砟工作量 下部台阶的炮眼布置可以是水平眼 也可以是垂直眼 图4 26正台阶工作面施工示意图 图4 27倒台阶工作面施工示意图 68 抚顺龙风矿 635m东部水泵房硐室 围岩为比较稳定的页岩 砂质页岩 硐室断面为三心拱形 掘进断面27 1m2 掘进宽度为5 6m 掘进高度为4 5m 该水泵房领空采用正台阶工作面施工法 上分层工作面高2 5m 超前2 0m左右 下分层工作面呈45 斜坡 以便将上分层的废石溜放到下分层集中用装岩机装岩 每掘进两班之后 用一班的时间打锚杆并先喷5mm厚的水泥砂浆以临时封闭围岩 待掘进25 30m后 再按设计规定厚度喷射混凝土永久支护 69 抚顺老虎台矿 580米中央水泵房硐室采用倒台阶工作面施工法 该硐室的围岩是坚固稳定的花岗片麻岩 掘进断面16 25米2 三心拱形 掘进宽度在拱邦为7 5米 立墙部分为7 1米 掘进高度为6 1米 下分层工作面高度为3 5米 超前3 5米 边掘边锚 上分层工作时利用挑顶的矸石堆作脚手架打锚杆 顶板岩石稳定时 掘锚15m即进行喷射混凝土 并浇筑混凝土侧墙 顶板岩石不大稳定时 可边掘进边锚边挂金属网 最后喷射混凝土 70 二 导硐施工法借助辅助巷道开挖大断面硐室的方法称为导硐法 这种方法多用于松软破碎地段 围岩稳定 但断面特大 50m2以上 也可采用 导硐是临时性辅助巷道 断面4 8m2不等 用于施工期的通风 行人和运输 根据导硐位置的不同分中央下导硐施工法 两侧导硐施工法和上下导硐施工法等 1 中央下导硐施工法导硐一般布置在硐室中央的下部 导硐掘到位置后再进行扩帮 挑顶并完成永久支护 扩帮 挑顶的施工顺序 可以先挑顶后扩帮 如图4 28所示 也可以先扩帮后挑顶 如图4 29所示 前一种顺序多用于锚喷支护 后一种适用于混凝土砌碹支护 71 图4 28下导硐先拱后墙开挖顺序图1 下导硐 2 挑顶 3 拱部光面层 4 扩帮 5 墙部光面层 图4 29下导硐先墙后拱开挖顺序图1 下导硐 2 扩帮 3 墙面光面层 4 挑顶 5 拱部光面层 72 2 两侧导硐施工法当硐室跨度较大 围岩较松软不稳定时 一般选用两侧导硐施工法 导硐布置在硐室两侧 紧靠硐室的侧墙 导硐的断面尺寸一般为宽1 5 1 8m 高2m 施工顺序为随掘导硐随砌墙 图4 30 并逐步向上扩大 导硐扩大时落下的砟石可作工作台之用 再把墙接上去 当墙全部砌完后由两侧开始挑顶 砌拱 最后将拱部掘砌完毕后 再挖去中间岩柱 图4 30两侧下导硐开挖顺序图l 两侧下导硐 2 墙部光面层 3 挑顶 4 拱部光面层 5 中心岩柱 73 74 75 三 留砟施工法这种施工方法与浅孔留矿法相似 施工顺序是自下而上分层进行 图4 31为某矿粗碎硐室施工示意图 先掘出下部储砟仓 井筒与硐室的联络巷道以及储砟仓以下砟石运输系统 以解决施工过程中的行人 运输 通风等问题 然后由联络巷道进入硐室并沿硐室整个断面拉出底槽 用上向凿岩机钻凿上向炮眼 分层爆破 每爆破一次 要从下部漏斗放出一部分砟石 使硐室内的砟石面与顶板保持1 8 2 0m的空间 以便继续凿岩 爆破作业 直到掘至主硐顶板为止 最后自上而下进行支护 边支护边放出硐室中的砟石 这种方法要求岩层中等以上稳定 整体性好 图4 31某矿破碎硐室采用留矿法施工示意图l 上向炮眼 2 作业空间 3 顺路天井 4 主井络道 5 副井联络道 6 下部储砟仓 7 主井 8 副井 76 硐室施工方法的选择 主要取决于硐室的断面大小和围岩的稳定性 另外还与施工方法 支护型式等人为因素有关 近十多年来 硐室施工技术的发展主要表现在以下几个方面 1 在硐室工程中成功地应用了光爆锚喷技术 光爆锚喷技术可以综合有效地提高围岩的稳定性和施工作业的安全性 大大地减少硐室施工的难度 2 由于锚喷技术在硐室工程中的应用 促进了硐室施工方法的简化 用自上向下分层逐步取代了自下向上分层 全断面施工逐步取代了导硐法施工 下行分层和全断面施工硐室步骤简单 效率高 进度快 安全和质量容易保证 使硐室工程的施工工期大为缩短 硐室施工方法选择 77 3 硐室支护多采用锚 喷 网 砌复合支护形式和 二次支护 技术 即先进行一次支护 再进行二次支护 一次支护选用具有一定可缩性的锚喷或锚喷网支护型式 其本身是永久支护的组成部分 二次支护现多选用刚性较大的混凝土或钢筋混凝土整体浇筑 也可用锚喷支护 4 采用了先进的设备和工艺 提高了硐室施工的机械化水平 如使用反井钻机钻扩井下圆筒式煤仓 立井砌壁中用液压滑升模板过马头门和箕斗装载硐室等 加快了工程进度 提高了工程质量 施工技术的进步 改善了硐室工程施工的面貌 我国煤矿井下的不少硐室施工都取得了速度快 效率高 质量好 成本低的技术经济效果 为我国硐室工程积累了宝贵的经验 78 四 马头门硐室施工 马头门的施工 必须与井筒施工统筹考虑 合理安排 根据马头门与井筒之间的施工顺序的先后 我国现有的马头门施工方法可分为两大类 即与井筒同时施工法和与井筒顺序施工法 1 马头门与井筒同时施工当井筒掘进到马头门上方4 6m处时 暂停掘进 并将上段井壁砌好 随后再向下掘进 当掘到马头门硐口处时 随井筒的下掘将马头门同时掘进出来 然后再将马头门和这段井壁一次砌好 待马头门与井筒的连接处施工完成后 再掘砌井筒余下的井底部分 79 特点 可以充分利用凿井设备和设施进行打眼放炮 通风排烟 装岩提升 压气供应 排水 拌料下料等工作 使准备辅助工作大大简化 马头门与井筒同时施工 支护的整体性好 工程质量易于保证 该方法的主要不足之处是马头门施工占用了井筒的施工期 致使井筒到底的工期向后推迟了一段时间 80 鲍店煤矿副井 净直径8m 马头门位于井筒 430m水平两侧 进车及出车线长度分别为31m和16m 进车侧的掘进高度和宽度分别为11 65m和9 2m 出车侧的掘进高度和宽度分别为11 4m和8 7m 马头门的最大掘进断面为105m2 马头门进 出车两侧16m长度内为锚喷网和双排钢筋混凝土支护结构 进车侧16 31m为锚喷网和素混凝土支护结构 推车机硐室 等候室通道 变电所通道 信号硐室 下料绞车硐室 81 先在马头门顶板上方5 0m处筑一个混凝土壁圈 接着向上砌壁直到与上段井壁相接 壁圈以下井筒部分采用锚喷网作一次支护 锚杆直径14mm 长2m 间排距750mm 750mm 金属网用10mm和6mm钢筋 按250mm 250mm网格编织 自上而下挂设 自下向上喷射混凝土 喷厚100mm 待上述工作结束后 再开始马头门施工 82 第一阶段施工井筒两侧马头门各7 0m 并与井筒同时完成永久支护的钢筋混凝土浇筑 第二阶段 待主井通过井底车场和副井马头门贯通后 再由主井一侧的巷道向马头门进车侧最外端的15m施工 第三阶段施工马头门进 出车侧的其余部分各9m 最后阶段施工马头门范围内的其他所有硐室和设备基础 83 先掘进马头门的拱部 同时用锚喷网控制 尔后向下分层分区 中间留岩柱 依次掘至马头门的底板 掘出的碎石放入井筒中 由抓岩机装入吊桶提出 再由下向上立模 绑扎钢筋 连续浇筑混凝土 并与井筒井壁一并向上砌筑 以保证连接部分支护的整体质量 最后清除掉中间岩柱 84 为了加强对顶板的维护 支护时由下向上分层连续浇筑 投设计强度为C25 施工时按C35配制 主筋为 20mm 配筋为 12mm 间距300mm 严格控制混凝土的配合比和水灰比 分层连续浇筑 层厚不超过300mm 并振捣密实 为了加强两次支护层间的密实性 在马头门的拱顶部预埋2根长1 0m的注浆管 以备后期再行注入水泥浆液 填塞壁后层间的裂隙和空洞 该马头门掘进总工程量2684m3 混凝土浇筑工程量连同井壁共1026m3 耗用钢筋43 5t 在矿井竣工验收移交时 该工程被评为优质工程 使用至今已30多年 未出现任何问题 85 2 马头门与井筒顺序施工先掘砌完整个井筒 再返上来施工马头门 即当井筒掘砌到马头门位置处时 预留下马头门的硐口不砌 硐口预留得稍大一点 以免将来马头门掘进放炮时崩坏井壁 暂时将硐口用喷射混凝土作为临时支护封闭起来 待井筒掘砌到设计深度后 再返上来施工马头门 为了施工方便 可以在马头门底板下方位的井筒中 搭设一个临时固定盘作为掘砌的工作台 也可以直接利用凿井吊盘作为活动的掘砌工作台 或在吊盘上再悬吊组装一个简易工作台 86 根据马头门的高度 将其分为2 4个分层 可以自上而下逐层施工 开始掘进上分层时 需用吊盘当工作台进行作业 井筒两侧马头门一次掘进的水平长度可定为4 6m 从马头门掘出的矸石 应尽量及时清除出井 马头门随掘进随用锚喷网作一次支护 先顶后帮及时有效地控制住暴露出的围岩 以保障作业的安全 待马头门自上而下整个断面掘出之后 再自下向上 由里向外地分层连续浇筑混凝土完成马头门的永久支护 并与井壁相接 根据施工条件 井筒两侧的马头门可以同时作业 也可顺序作业 马头门掘砌完后 最后再拆除临时固定盘 并将落入井底的矸石清除出井 87 最突出的优点 是马头门施工不占用井筒的施工工期 使井筒可提前到底 后期的马头门施工 也可能和其他工程平行 由于是高空作业 必须采取防坠的安全措施 另外 由于井壁和马头门壁不是一次连续整体浇筑 因而马头门施工时应特别注意工程质量 当采用临时固定盘施工时 盘的安 拆费工费料 后期清除井底的存矸也需花费时间 江苏三河尖煤矿的马头门施工采用了马头门井筒顺序施工方法 该马头门的掘进宽度5 36m 掘进高度4 86m 掘进断面22 96m2 马头门在井筒掘砌到底后开始施工 前后只用了8天时间就完成了东侧5 0m 西侧4 0m的马头门及信号硐室工程 有效地缩短了井筒到底时间 88 五 交岔点施工 砌碹交岔点按支护形式分锚喷交岔点简易交岔点 棚式交岔点 料石墙配型钢梁 按砌碹的结构形式 牛鼻子交岔点穿尖交岔点 一 交岔点类型 89 90 井下主要运输巷道的交岔点 由于轨道的弯曲和分岔都有一定的规格要求 所以交岔点断面变化大 跨度大 顶板不易维护 因此 多采用能适用于各种围岩条件和不同规格尺寸的牛鼻于交岔点 锚喷支护交岔点较砌碹交岔点具有施工安全 简单 速度快 效率高等一系列优点 所以近年来应用广泛 井下运输巷道交岔点 由于其轨道数目 运行方向以及选用道岔类型的不同 常用的有四种基本类型 单轨单侧交岔点 双轨单侧交岔点 单轨单侧交支点 单轨对称分岔点 91 二 交岔点施工 交岔点施工 应推广使用光面爆破 锚喷支护 在条件允许时 要尽量做到全断面掘进一次成巷 使用砌碹支护时 要尽量缩短掘砌的间隔时间 以防止围岩松动 1 交岔点的施工方法 1 在稳定和稳定性较好的岩层中 交岔点可采用全断面一次掘进法 随掘随锚喷或先掘后喷 一次完成 2 在中等稳定岩层中 或巷道断面较大时 为了使顶板一次暴露面积不致过大 可先将一条巷道掘出 并将其边墙先行锚喷 余下周边喷上一层厚30 50毫米的混凝土 岩石条件差时 可加打锚杆 作临时支护 然后回过头来再刷帮挑顶 随即进行锚喷 92 3 稳定性较差的岩层可采用先掘砌好柱墩再刷砌扩大断面部分的方法 正向掘进时 先将主巷掘通过去 同时将交岔点的一侧边墙砌好 接着以小断面横向掘出岔口 并将支巷掘出2米 将柱墩及两巷口2米处的拱 墙砌好 然后再回过头来刷砌扩大断面处 做好收尾工作 93 2 施工注意事项 1 交岔点一般应从主巷向岔口的方向进行刷大 这样对砌拱与壁后充填比较容易 最后在岔口封顶 2 柱墩是交岔点受力最大的地方 柱墩及岔口的施工是整个工程树关键 必须尽力保证该处围岩的完整和稳定 抓好施工质量 当用锚喷支护交岔点时 常采取在交岔点掘进到柱墩处时 先留一层厚300 400毫米的光爆层 待其它部分掘喷锚后 再用打浅眼放小炮 眼距150毫米 的方法刷出柱墩 随即按设计尺寸放线 锚喷成形 94 常村矿S3 1 交岔点位于S520大巷与S3材料车场交汇处 设计最大跨度9 533m 最大高度5 8m 支护形式为挂网 高强树脂锚杆 锚索及喷射混凝土联合支护 95 该交岔点通过细砂岩层 薄层状 层间夹有泥岩 页岩 质地较软 呈破碎状 属中等稳定岩层 2000年6月底 常村矿开拓队大胆采用一次爆破成巷法进行施工 顺利通过了该交岔点 工期20d 比原计划二次成巷提前了4d 工程质量达优良品 且施工期间未发生过任何安全及顶板事故 96 97