超大断面硐室施工工艺优化

[摘 要]矿井硐室为满足设备安装要求，普遍需要超大的尺寸，因此增加了施工难度、安全管理难度，制定合理的施工方案及编制相应的安全技术措施显的尤为重要，翟镇煤矿为实现综采支架维修不升井，需在井底车场附近施工断面为45O的硐室，针对这种情况翟镇煤矿技术人员通过对各类条件分析，不同阶段采取相应的施工工艺，对大断面硐室施工方法和工艺流程进行优化，实现了大断面硐室安全可靠、优质快速施工。

[关键词]大断面硐室 施工工艺 分层掘进 过渡断面

中图分类号：TD354 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）23-0093-02

Optimization of large cross section chamber construction technology

Cao Shu Liang，Liu Lei，Liu Shuai

（.Zhaizhen mine， Xinwen Mining Group ，Shandong Xintai 271204，China）

[Abstract]Because of the equipment instill，general emend the large cross section chamber，increase the difficulty of construction and management，so to make reasonable construction plan and safety measures is very important，to realize the fully mechanized support under the mine，we should construct chamber of 45 square meters section at around pit-bottom of coal mine， In view of this phenomenon，Zhaizhen mine engineers and technicians through optimizing the construction method and optimize the large cross section construction technology，it realized safe，high quality and rapid construction。

[Key words]large cross section chamber;construction technology;slices driving;transition section

1 工程概况

井下支架维修车间开门位于翟镇煤矿后组西大巷内，开门施工1#碹岔后，按1-1断面（高度3.4米、宽度4.0米）施工5.3m，到位后以17°30′扩巷道北帮施工8.9m，（扩帮宽度由3.8m扩至6.6m，巷道高度由3.4m挑至6.5m），以2-2断面（高度6.5米、宽度6.9米）施工20m，到位后以约17°30′缩巷道北帮施工约8.9m，（缩帮约2.8m由净宽6.6m缩至3.8m，巷道高度由6.5m逐岔降至3.4m），按1-1断面继续施工约5.3m，到位后调向拐曲线9°48′，并施工2#碹岔并与南翼集中轨道大巷贯通。考虑到大断面支护、过渡断面、矸石占道、串联通风影响，对施工工艺进行了优化、改造，确保施工步骤简单、效率高、速度快，减少串联通风对生产采区的影响。

设计如下图1：

2 施工方案

井下支架维修间施工时，根据断面要求，将整体分为2个对称断面施工，根据巷道宽度、高度，为解决登高作业及设备出矸需求，便利于施工作业，将整体分为14个区域施工。施工时由区域1向区域14按照顺序依次进行，打破常规的传统施工方法。在施工过程中要严格按照施工方法中巷道标注尺寸，保证符合巷道设计要求。

施工方法及区域如图：

2.1 3-3、4-4断面如图所示是巷道过渡断面，由巷道最低点施工至最高点，此处施工时难度在于如何确定巷道的挑顶高度、宽度，如何顺利的从1-1断面过渡至2-2断面。

按照上图，采取计算：sinax=3.0/9.42，得出x=19°。故1-1断面施工到位后，以19°上坡施工3-3断面，先施工3-3断面上部3.0米范围，施工长度9.4米，到达2-2最高点6.5米（即2-2断面高度），两断面相差3.1米，3-3断面长度9.4米，每米抬高（6.5-3.4）/9.4=0.33米。

施工3-3断面期间，最终到达3-3断面终点，最大扩断面2.8米，3-3断面长度9.4米，每米扩左帮（6.6-3.8）/9.4=0.30米。施工时，将整个过渡断面分为每米为一个施工循环，3-3前5个循环采用半圆拱断面，后4个循环采用三心拱;4-4断面反之执行。确定断面以后，考虑到人员登高作业、支护影响，同时按照图2进行分台阶作业的方法进行过度断面。

具体如图3。

具体分解如图。

受巷道高度影响，无法按照相对应的断面进行点眼画弧施工，调整为用弦控制断面，采取矢跨图施工，具体分解如图3-3。

2.2 2-2断面施工时：由于断面较大，炮眼较多，按照正规循环，全断面一次施工，人员、管路、工器具、发爆器（炮眼个数）无法匹配，考虑到工器具所需的支护高度，避免人工登高作业，将巷道分为三层掘进，采取分台阶分层掘进法施工，即：将大断面分为三层施工，先施工第一层断面，高度为3.0米，再施工第二层高度为2.0米，最后施工第三层，高度为1.5米。施工第一层期间，采取一次起爆、一次成巷的施工工艺，期间点眼画弧施工工作，也相应的按照弦控制断面，使用矢跨图施工。

为杜绝登高作业，需按照一层、二层的顺序，依次将巷道永久支护完毕，最后施工三层，期间，为保证出矸距离，前移机械设备，采取分层分台阶的联合掘进，实现巷道安全掘进。如图所示。

2.3 因2-2断面巷道跨度、高度较大，后期维护困难，施工期间，采取顶板及帮部打设锚索加强支护

顶板加强支护：采用点式锚索“二三二”布置加强支护时，即第1排巷中布置2根锚索，两锚索间距2.0米，两锚索分别距帮2.3m，第2排距两帮布置3根锚索，两帮的锚索分别距帮1.3m，第3排布置方式与第1排相同，依次类推。锚索排距2.0m。锚索跟迎头施工。

帮部加强支护：施工期间，巷道高度超过4.0米后，需打设护帮锚索加强支护。巷道高度在6.0-6.5米之间，分别在距离顶板2.0米、4.0米处打设护帮设锚索，巷道高度在4.0-6.0米之间，仅在距离顶板2.0米处打设护帮设锚索。

2.4 1-1断面贯通施工时：由于南翼集中轨道大巷是连接井底车场与六采区的要道，是六采区进风、运输的主要通道。为减少影响，需解决减少串联通风影响主采区时间、避免矸石占道难题。减少串联通风，采取措施为巷道剩余1-2米贯通前，将巷道的所有永久支护、找喷成型施工完毕，再进行最后贯通工作。

避免矸石占道及大断面贯通，采取导硐法施工措施，施工期间，首先将贯通碹岔刷帮施工完毕，最后剩余1-2米贯通时，在巷道上部巷中施工一导硐，先进行贯通，将捣硐的矸石抛掷本巷道内，杜绝贯通点的抛矸，之后再进行刷帮处理，根据实际情况施工巷道剩余部分，确保矸石向本巷道内抛掷，最后集中进行挑顶处理碹岔，集中进行支护。

3 效果评价

3.1 通过对大断面硐室施工方法和工艺的优化，确保巷道支护效果，实现了快速高效掘进。

3.2 通过对大断面硐室施工方法和工艺的优化，便于中腰线控制，有效控制硐室的巷道尺寸，确保设备安装需求。

3.3通过对大断面硐室施工方法和工艺的优化，避免了三岔门大跨度贯通，减少了通风影响，解决矸石占道等施工难题，避免了登高作业，确保施工安全。

3.4合理确定上部拱形部分尺寸，采用一次起爆成巷，与支护、通风、出矸配合，简化了施工步骤，实现了安全高效快速掘进。

3.5减少了导硐法施工时的临时支护、人工、材料投入，提前15天完成工程，节约材料3.0万元。

参考文献：

[1]吴再生，刘禄生. 井巷工程[S]. 北京： 煤炭工业出版社. 2005.

[2]钱立云，张冬华，汪吉先等.深井大断面硐室蠕变控制与修复技术研究[J]，中国科技论文，2011，

[3]李福辽.锚网喷加钢带锚索组合支护技术在大断面硐室中的应用[J].科技情报开发与经济，2007，17（26）.

[4]祁方坤， 赵祉君.应用围岩松动圈理论支护特大断面硐室[J].矿山压力与顶板管理，2003.

作者简介：曹淑良（1973-），男，山东泰安人，翟镇煤矿掘进副总，高级工程师，主要从事巷道掘进管理工作