大斷面巖巷快速施工技術(shù)探析

王道金

（忻州廣宇煤電有限公司，山西 忻州 034000）

大斷面巖巷快速施工技術(shù)探析

王道金

（忻州廣宇煤電有限公司，山西 忻州 034000）

分析了大斷面巖巷施工技術(shù)現(xiàn)狀，并從爆破施工技術(shù)、掘進(jìn)施工技術(shù)等幾個方面探討了大斷面巖巷快速施工技術(shù)，最后提出了大斷面巖巷快速施工的幾點保障措施。

大斷面巖巷；快速施工；施工技術(shù)

引言

我國國土面積廣袤，不同地區(qū)地質(zhì)條件各異，在進(jìn)行煤礦掘進(jìn)施工時，碰到的巷道斷崖深度較深、面積較大，被稱為大斷面巖巷。大斷面巖石巷道的施工作業(yè)通常采取風(fēng)鉆打眼、分次起爆、挖斗式耙裝機(jī)裝巖的形式進(jìn)行施工，整體機(jī)械化的程度較低，巖巷掘進(jìn)施工的速度較慢。我國大斷面巖巷施工技術(shù)目前已經(jīng)發(fā)展到了一定的水平，但同時仍然存在著作業(yè)效率不高等問題。分析與探討大斷面巖巷快速施工技術(shù)，有著重要的現(xiàn)實意義。

1　大斷面巖巷施工技術(shù)現(xiàn)狀

目前我國大斷面巖巷施工技術(shù)有了不小的進(jìn)展，能夠有效解決巖巷挖掘等作業(yè)過程中所遇到的各種問題。當(dāng)前大斷面巖石巷道施工作業(yè)機(jī)械化程度普遍較低，巷道掘進(jìn)單進(jìn)水平受限。與一些發(fā)達(dá)國家相比，我國巖巷作業(yè)中，一些礦井打眼、噴漿流程仍然將人工作為主要的勞動力。由于我國大斷面巖巷地質(zhì)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，施工中時常會碰到構(gòu)造帶或者斷層等，這種地質(zhì)結(jié)構(gòu)中施工容易發(fā)生事故，進(jìn)而影響施工的進(jìn)度；此外，雖然目前在大斷面巖巷施工中積極應(yīng)用錨噴等技術(shù)改善作業(yè)，增強(qiáng)支護(hù)，但效率提升并不明顯，統(tǒng)計顯示施工中支護(hù)工藝所占據(jù)的時間超過了整個掘進(jìn)作業(yè)時間的一半。為進(jìn)一步提升大斷面巖巷施工質(zhì)量以及施工效率，需采取不同施工工藝與技術(shù)，提升機(jī)械化程度以及作業(yè)速度，從而實現(xiàn)快速施工［1］。

2　大斷面巖巷快速施工技術(shù)分析

掏槽孔設(shè)置。掏槽孔作業(yè)時所面臨的困難相對較多，并且由于作業(yè)范圍問題，通常會遇到大體積的石塊爆破作業(yè)無法拋出的問題。而在掏槽孔內(nèi)加設(shè)中心孔的辦法則能有效解決此問題，有利于巖石拋出，同時也能夠防止巖石的再生，提升了掏槽眼的使用效率。

輔助眼與周邊眼設(shè)置［2］。為提升大斷面巖巷掘進(jìn)爆破效果，掏槽孔施工同時需要做好輔助眼與周邊眼作業(yè)，能夠有效增加掏槽的面積。輔助眼的設(shè)計需結(jié)合大斷面巖巷結(jié)構(gòu)整體情況周密設(shè)置，孔徑以及距離等相關(guān)參數(shù)也應(yīng)當(dāng)視圍巖的具體情況而定；同時周邊眼與輔助眼的距離應(yīng)控制在施工許可范圍當(dāng)中，與輔助眼的孔深應(yīng)相同，周邊眼的裝藥量也是需要考慮的重要因素，必須要進(jìn)行嚴(yán)格控制。

以某礦井爆破為例，炸藥裝置之前，應(yīng)當(dāng)采取壓風(fēng)的方法對炮眼實施清理，確保沒有石塊以及積水等雜物，而在炸藥的選取上也應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合大斷面巖巷的特征，通常選取電雷管與乳化炸藥實施爆破；裝藥中炸藥藥卷需落到炮眼底部，采取不可燃性黏性土材料進(jìn)行泥巴封。

此外，爆破作業(yè)中也需要重視應(yīng)急處理措施，大斷面巖掘進(jìn)爆破時，一旦爆破的強(qiáng)度過大，會產(chǎn)生一定程度微差起爆現(xiàn)象。為避免此現(xiàn)象的發(fā)生，需要對爆破中心孔、槽眼以及周邊眼各個位置爆破時間進(jìn)行精確控制；爆破時爆破位置起爆微差需控制在每秒1 00 m之內(nèi)。炮眼布置斷面如圖1所示，爆破參數(shù)如表1所示。

圖1　炮眼布置斷面圖

表1　爆破參數(shù)

進(jìn)行機(jī)械截割之前，需要先畫好巷道輪廓線，沿著輪廓線進(jìn)行截割。截割掘進(jìn)過程中，掘進(jìn)的深入需要結(jié)合大斷面巖巷的巷道巖石性質(zhì)實施擴(kuò)窩調(diào)整，調(diào)整完成之后再實施截割。掘進(jìn)方向由下往上，一直到巷道頂板的高度，并向巷道左右?guī)瓦M(jìn)行修幫，方向也應(yīng)當(dāng)由下而上。大斷面巖巷截割應(yīng)采取巖巷使用的掘進(jìn)機(jī)，掘進(jìn)深度每次6 0 0 mm，一次循環(huán)6 0 0 mm；掘進(jìn)過程中應(yīng)當(dāng)注重掘進(jìn)范圍的安全性，充分確保安全施工，非掘進(jìn)施工人員或者機(jī)械操作人員不得入內(nèi)［3］。此外也應(yīng)當(dāng)優(yōu)化運輸系統(tǒng)，出矸是掘進(jìn)工序中耗時較長的一個部分，速度也直接影響著掘進(jìn)速度，因而需對運輸系統(tǒng)進(jìn)行合理優(yōu)化，采取有效措施提升出矸的速度。具體來講應(yīng)當(dāng)把握好裝車、倒車以及調(diào)車等各個細(xì)節(jié)，加強(qiáng)對出入車的組織，確保裝矸期間耙矸機(jī)能夠連續(xù)作業(yè)。

當(dāng)前，煤礦自身巖石性能結(jié)構(gòu)等都發(fā)生了非常大的變化，一些巖石層塑性結(jié)構(gòu)也有著較大變化，軟巖的特性也逐漸展現(xiàn)出來。煤礦企業(yè)在大斷面巖巷深入掘進(jìn)過程中，由于巷道圍巖層處在變形期，大斷面巖巷底板與頂板水平移動幅度較大，如果仍然采用傳統(tǒng)淺部大斷面巖巷所應(yīng)用的支護(hù)施工技術(shù)，會導(dǎo)致產(chǎn)生較為薄弱的巖石層，給后續(xù)施工帶來隱患。因而在大斷面巖巷掘進(jìn)支護(hù)施工當(dāng)中，需要充分結(jié)合大斷面巖巷巖石層的結(jié)構(gòu)特征，采取針對性的支護(hù)技術(shù)實施作業(yè)，提升施工效率，確保巷道穩(wěn)定性。具體來講，首先在爆破后可對巷道兩側(cè)巖石實施混凝土填注，對爆破所產(chǎn)生的裂痕進(jìn)行有效固定；混凝土天珠初期需要實施錨桿的安裝，進(jìn)行臨時支護(hù)［4］。當(dāng)巖石層的壓力釋放到一定程度之后，通過第二次錨固支護(hù)來構(gòu)建起永久性的支護(hù)體系，結(jié)合高強(qiáng)度混凝土抗氧化噴劑來進(jìn)行穩(wěn)定與加固，并且需將金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)、噴網(wǎng)結(jié)構(gòu)與巖石層結(jié)構(gòu)連結(jié)起來，其中金屬網(wǎng)處于最外層來提升混凝土的拉強(qiáng)度能力，從而構(gòu)建起一個具備一定韌性與彈性強(qiáng)度的保護(hù)層，提升巖巷穩(wěn)定性。

正規(guī)循環(huán)作業(yè)時為確保掘進(jìn)效率，需要結(jié)合施工工序的優(yōu)化，對工序作業(yè)空間與時間的合理安排，能夠有效促進(jìn)正規(guī)循環(huán)的進(jìn)行。為提升爆破施工效率，結(jié)合項目施工條件以及施工隊伍人員配置情況，可進(jìn)行有效的作業(yè)循環(huán)與勞動組織，具體來講，項目部掘進(jìn)分隊可采用一個噴漿班與兩個正規(guī)掘進(jìn)班進(jìn)行作業(yè)，實施“三八”工作制，作業(yè)方式采用一掘一錨、二掘一噴、一次成巷；在保證安全生產(chǎn)的前提之下，應(yīng)盡量實施平行作業(yè)，做好工序的有效銜接，提升工時的利用效率，并且可將一些技術(shù)過硬的人員調(diào)到重點掘進(jìn)隊伍當(dāng)中，保障噴漿、打眼等重要工作的實施。

3　大斷面巖巷快速施工的保障措施

大斷面巖巷快速施工技術(shù)應(yīng)用首先離不開良好的施工設(shè)備配置，因而要提升大斷面巖巷的施工速度，需大力推進(jìn)機(jī)械化作業(yè)，加大對先進(jìn)的高技術(shù)含量設(shè)備的投入。雖然增加了短期成本，但先進(jìn)設(shè)備能夠有效提升利用率，從長遠(yuǎn)角度來看，能夠有效增加產(chǎn)出，從而提升煤礦企業(yè)效益。掘進(jìn)過程中，設(shè)備的運行情況如何非常關(guān)鍵，因而日常作業(yè)需要加強(qiáng)對于設(shè)備的檢修工作，結(jié)合膠帶機(jī)延伸工序、挖掘進(jìn)機(jī)維修環(huán)節(jié)等進(jìn)行檢修，確保機(jī)械正常運轉(zhuǎn)。

在日常工作中，煤礦企業(yè)可積極組織相關(guān)發(fā)明創(chuàng)新、技術(shù)比賽等活動，鼓勵員工在工作中發(fā)明創(chuàng)造，找出能夠提升施工效率的方法，促進(jìn)施工技術(shù)的完善。同時也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對爆破工藝的研究，針對不同巖巷利用不同的爆破方式。

此外也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理，提升管理水準(zhǔn)。施工現(xiàn)場每班都需要充分按照施工單位所制定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格管控，從工程質(zhì)量、工程安全、進(jìn)度等各方面實施綜合考核，約束規(guī)范施工行為，從而提升施工質(zhì)量與效率。

［1］任重遠(yuǎn).大斷面巖巷全斷面一次成巷快速掘進(jìn)技術(shù)［J］.煤炭工程，2014（4）：89.

［2］張春娟.東灘煤礦水平大斷面巖巷快速掘進(jìn)施工技術(shù)應(yīng)用［J］.中華民居，2014（10）：129-130.

［3］張帥.大斷面巖巷的快速施工［J］.能源與節(jié)能，2014（5）：293.

［4］張治軍.大斷面復(fù)合支護(hù)巖巷快速施工技術(shù)［J］.中小企業(yè)管理與科技，2014（12）：15-16.

（編輯：賈娟）

Analysis on Large Section Rock Rapid Construction Technology

Wang Daojin
（Guangyu Coal Mine and Electricity Co.，Ltd.，Xinzhou Shanxi 034000）

This paper analyzes the current situation of large cross section rock tunnel construction technology， and the blasting construction technology， construction technology and so on several aspects discusses the construction technique of large cross-section quick rock finally also puts forward some guarantee measures during the construction of large cross-section quick rock.

large section rock； rapid construction； technology

TD263.3

A

2095-0748（2016）15-0056-03

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.15.24

2016-06-25

王道金（1982—），男，本科，畢業(yè)于山東科技大學(xué)，助理工程師，現(xiàn)就職于忻州廣宇煤電有限公司。