溜井-斜巷掘砌方式在高大硐室施工中的應用

李成斌 吳 玥 楊 闖 齊朝鵬

(河鋼集團礦業公司常峪鐵礦)

某礦山溜破系統工程包含-485，-525及-585 m 3個水平的巷道、相關硐室及溜井等工程，本次施工范圍包括-485 m水平破碎硐室及相關附屬工程。其中，破碎硐室尺寸為18.7 m×10.9 m×15.4 m(長×寬×高),開鑿方量為2 980 m3，破碎硐室設計支護等級按照巖石情況可選擇五級支護方式，根據揭露的圍巖情況確定采用錨桿+鋼筋網+混凝土的支護形式。由于破碎硐室斷面規格大，長度達到18.7 m,若采用傳統的自上而下分層開挖施工，會存在每個分層出渣難度大、通風困難等問題[1],為更好更快地完成破碎硐室的施工，在借鑒正向臺階施工法和導硐施工法的基礎上，研究采用溜井與斜巷相結合的施工方式。

1 施工方案

破碎硐室施工可根據巖石情況采用導硐施工法、分層施工法和溜井施工相結合的方法，破碎硐室高度為15.4 m，根據設備作業能力和施工難易程度對硐室進行分層施工，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幫水平巷道→破碎硐室上山斜巷→出渣溜井→第一分層掘進、支護→第二分層掘進、支護→第三分層掘進、支護→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施工上向斜巷，斜巷尺寸與大件道斷面相同，巷道坡度和長度由硐室長度和高度確定，巷道末端掘至硐室尾端頂面位置。為保證施工安全，可根據揭露的圍巖情況對斜巷進行臨時支護。

圖1 溜井-斜巷施工工程布置示意

在上向斜巷一側施工水平巷道，巷道尺寸可與運輸巷斷面相同，能夠保證安全通行，溜井口位置可適當增加巷道寬度，滿足裝車要求。巷道長度由硐室長度確定，巷道掘至破碎硐室設計尾端。為保證施工安全，可根據揭露的圍巖情況對斜巷進行臨時支護。

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

表1 各工程項目參數

硐室第一分層施工以溜井口位置為起點分2班向里外掘進硐室拱部，邊掘進邊掛網打錨桿噴漿支護，2臺扒渣機上下平行裝載。硐室拱部掘進與掛網打錨桿均完成符合要求后掘進第二分層，與第一分層施工相同，掘進過程中邊找幫邊掛網打錨桿噴漿支護。第二分層施工結束后設專人檢查噴漿支護情況，對不符合要求的地點進行整改。各地點整改完畢均符合設計要求后，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、工程質量)→鉆眼→裝藥聯線→放炮→安全檢查→迎頭臨時支護→打錨桿→初噴(后方打錨桿(索)、掛網、復噴)→養護→整理[2]。

2.1 鉆孔及爆破

鉆孔前利用布設在馬頭門內的基線標定水倉、簡易泵站等中腰線位置，噴漆勾畫輪廓線，標定鉆眼點位，采用人工手持YT28型氣腿式風動鑿巖機鑿巖鉆孔；鉆孔結束后，裝藥人員檢查炮孔合格率并依照爆破圖表規定的裝藥結構及藥量進行裝藥連線，檢查無誤后，所有人員撤至地面，起爆。爆破參數及設備見表2。

表2 爆破參數及設備

2.2 出 渣

在上山斜巷、出渣平巷施工和出渣溜井出渣時，全部采用履帶式扒渣機裝渣，礦用卡車運輸,渣石卸載到指定地點，由裝渣系統統一裝渣，主井井筒提升排渣；當進行分層掘進時，上部分層掘進利用軌道式長繩扒渣機配合人工裝渣，渣石通過出渣溜井落入出渣平巷，利用履帶式扒渣機裝渣，礦用卡車運輸，渣石卸載到指定地點，由裝渣系統統一裝渣，主井井筒提升排渣。

2.3 支 護

按照設計進行錨網噴支護，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錨固；金屬托盤采用Q235鋼制作，規格為150 mm×150 mm×10 mm；金屬網片采用φ6 mm圓鋼按網格150 mm×150 mm規格定制，安裝壓茬搭接100 mm，全斷面安裝錨桿及金屬網，然后噴漿，噴厚200 mm。支護前在地面加工錨桿、鋼筋網，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送至井下；嚴格按設計要求正確定出孔位，然后鉆機鉆孔安裝錨桿，最后進行掛鋼筋網和噴混凝土支護。

3 安全技術措施

3.1 爆破及通風管理

炮眼鉆好后，由持證安全員安監、爆破員裝藥連線，其他無關人員全部撤至地面。爆破員依照爆破設計的裝藥結構及藥量進行裝藥連線，裝藥完畢后，撤至地面，由班長清點當班入井人員無誤后，方可下達爆破命令。爆破后，應立即通風吹炮煙，吹煙時間不小于15 min，待炮煙吹散，由安全員、爆破員、班長、通風員、信號工等下井檢查空氣質量，質量符合作業要求后進入工作面，檢查爆破效果及安全情況。

3.2 防片幫冒頂管理

每次進入工作面前，首先檢查頂、幫圍巖狀況，若有隱患及時排除。支護作業必須緊隨工作面，嚴禁空幫空頂作業。控制好巷道規格和成形，避免受力不均和返工。尤其注重光爆及支護，堅決杜絕麻痹大意而不當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勞保防護用品佩戴情況，不符合要求的堅決不許入井，井下作業必須由專職安全管理人員現場跟班監督。

3.3 探治水管理

破碎硐室施工前進行潛孔鉆機超前探水預注漿，為更安全起見，每班掘進前，需要在巷道輪廓線及中心安排3個超前探檢查孔(常規炮眼深2.5 m，探眼深為4 m)，當有涌水時，及時采取相應處理措施。

4 結 語

通過某地下礦高大硐室施工實踐證明，采用溜井-斜巷相結合的方式施工高大硐室能夠很好解決傳統施工過程中存在的安全系數低、工程質量差、施工效率低等問題，是一種新型的施工方法，在具備分層臺階施工法優點的同時，還具有設備作業率高、勞動強度小、出渣方便等優點。采用該方法施工破碎硐室，不僅保證了施工進度及安全，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，對類似工程施工具有很好的推廣應用價值。

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

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