大斷面斜井機械化快速施工組織設計研究

李艮橋，薛華俊，張 迪，張紹民，王茂源

(1.中煤第一建設有限公司工程技術部，河北 邯鄲 056002；2.中國礦業大學(北京)力學與建筑工程學院，北京 100083)

施工組織設計是指導項目工程建設的重要技術經濟性文件。眾所周知，礦井工程建設強度高、難度大，故合理的施工組織設計是保證礦井快速掘進的基礎，是實現礦井建設安全高效、優質快速的重要保障[1-2]。禾草溝煤礦副斜井井筒施工采用“四八交叉制”循環作業方式，優化施工組織設計，取得了最高月進227m的好成績。

1 工程概況

禾草溝煤礦是中煤能源集團和陜西省延安市共同投資建設的年產量3Mt的現代化礦井，礦井采用斜井開拓方式，設有主、副、回風斜井共三條，礦井為低瓦斯礦井。其中副斜井由中煤第一建設有限公司承建。

禾草溝煤礦副斜井井筒傾角6°，斜長2041.7m，垂深186.7m，其中基巖段長1533.7m，井筒凈寬5.5m，凈高4.35m，凈斷面積20.7m2，屬于大斷面超長斜井。

2 施工設備

根據以往的施工經驗，考慮禾草溝礦現有的配套施工設備，在副斜井井筒施工時配備的機械設備如表1所示。

表1 主要施工機械設備

3 施工工藝

3.1 掘進工藝

禾草溝煤礦副斜井井筒采用國內大功率的EBZ318H型掘進機進行掘進，施工工藝流程為：交接班(安全確認)—找中邊線畫輪廓線—截割出矸—敲幫問頂—臨時支護—點錨桿眼位—永久支護(固定金屬網-打頂幫錨桿-打錨索)—清理及延長皮帶。

3.2 出矸

矸石通過綜掘機上皮帶，經過DSJ80/2×90型膠帶輸送機運輸到井口。

3.3 支護工藝

臨時支護。井筒每掘夠一個循環長度后，班組長首先進行“敲幫問頂”安全檢查，根據現場巖石的穩定性狀況使用前探梁進行臨時支護，使用液壓推溜器配合槽鋼梁作為工作面的前探梁，嚴禁空頂作業。

永久支護。井筒表土暗硐段，段長493m，采用18號工字鋼+砼支護，支護厚度400mm，底部漿砌毛石層厚為500mm；基巖段長1533.7m，該段采用錨網(索)噴支護，噴砼強度等級為C20，噴厚120mm，錨桿采用φ20的Ⅱ級左旋無縱肋螺紋鋼筋，錨深2400mm，間排距為800mm×800mm，托盤采用Q235鋼，規格為150mm×150mm×8mm，菱形布置方式；鋼筋網采用φ6mm鋼筋焊接，網格100mm×100mm，搭接寬度100mm；錨索規格：φ15.24×7900mm鋼絞線，間排距1600mm×2400mm，菱形布置；巷道砌碹砼強度等級為C30，鋪底砼強度等級為C20。

4 勞動組織與施工管理

4.1 勞動組織

井筒掘進施工過程中，采用由經驗豐富的掘進工人組成的掘進隊，采用“四八交叉制”循環作業方式組織施工，其中掘進班3個，每班18人，支護班1個( 26人)，全隊共80人。

4.2 正規循環作業

井筒掘進采用掘噴平行作業方式，三掘一噴(當圍巖破碎時，一掘一噴)，三個班組掘進，一個班組噴漿。綜掘每個掘進班組循環進尺2.4m，圓班循環進尺為7.2m，正規循環率85%，每月平均進尺為153m。副斜井基巖段施工作業循環圖表見表2(其中運料安裝在早上9點到11點)。

表2 副斜井基巖段施工循環作業圖表

4.3 人員和設備管理

井筒施工過程中，嚴格遵守正規循環作業。保證作業前，各種配套施工設備完好和有備用，以便損壞時，設備能及時修復或更換，每個工序結束時要及時檢修設備[3]。

采用多種激勵措施，增加工資分配透明度，充分調動作業人員的工作積極性，保證工人進入工作面后能充分利用時間，爭分奪秒搶循環、以抓正規循環為中心，全面加強掘進、支護、機電、運輸和通風的組織和管理，抓好工序銜接和多工序交叉平行作業，找出施工中的主要矛盾，并及時調整，縮短工序時間，把各種影響正規循環作業的原因最大程度的減少。對沒有完成正規循環作業的班組進行嚴肅追查，找出原因，吸取教訓[4-5]。

5 施工進度

禾草溝副斜井井筒自2011年1月份進入基巖段施工以來，實現了安全高效生產。施工進度見表3所示。由表3可得，禾草溝副斜井井筒開挖月平均進尺為153m，最高月進尺為227m，從井筒開挖到投入使用，所有工作都正常開展，未發生過任何安全事故，實現了安全高效快速掘進，創造了巨大的經濟和社會效益。

表3 禾草溝副斜井井筒施工進度表

6 結論

合理的施工組織設計，是保證快速掘進的基礎。禾草溝煤礦副斜井采用“四八交叉制”循環作業方式，運用大功率EBZ318H型綜掘機掘進，實現了斜井的快速施工，取得了最高月進227m的好成績，工程質量優良，未發生安全事故，實現了安全高效、優質快速施工，經濟效益和社會效益明顯，為同類大斷面超長斜井施工方面積累了豐富的經驗。

[1]楊懷敏，龔炳江，李新站.現代礦井施工組織設計的新特點[C]∥礦井建設與巖土工程新發展.北京:中國巖石力學與工程學會,1997:297-299.

[2]何長存.大型工程的機械化施工組織淺談[J].建筑機械化,2008,29(7):51-53.

[3]周華玉，李志勝.立井快速施工的機械化配套與組織管理[J].煤炭技術,2008,27(5):165-166.

[4]任召臣，姚煒東，邱照輝.大斷面巖巷快速掘進施工組織和工藝[J].煤炭技術,2009,28(4):193-194.

[5]秦玉明，黃躍東，潘德軍.小恒山下料井快速掘進施工組織與工藝[J].煤炭技術,2005,24(2):81-83.