導(dǎo)硐臺(tái)階聯(lián)合法在大斷面硐室施工的應(yīng)用

1、<p>　　導(dǎo)硐臺(tái)階聯(lián)合法在大斷面硐室施工的應(yīng)用</p><p>　　摘要 板式給礦機(jī)硐室在地下礦山施工中是斷面較大的工程，施工斷面大 </p><p>　　、難度大。本文充分利用主溜井井筒刷砌施工中已形成的工程，采用中央上、下導(dǎo)硐聯(lián)合臺(tái)階法的方法，合理確定施工順序，并將光面爆破和錨網(wǎng)噴配套應(yīng)用，提高工程質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快施工速度，確保了施工工期和安全。

2、 </p><p>　　關(guān)鍵詞板式給礦機(jī)硐室 臺(tái)階導(dǎo)硐法速度安全 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　張家洼鐵礦-350m水平板式給礦機(jī)硐室是接受港里礦-300m水平以上從溜井卸下來(lái)的礦石，是張家洼鐵礦生產(chǎn)的一個(gè)放礦系統(tǒng)和咽喉，是重要的中轉(zhuǎn)站。由于張家洼鐵礦1#主溜井因多年使用且?guī)r石破碎多次維修，已無(wú)法承擔(dān)放

3、礦工作。3#主溜井的緊迫性尤為突出，所以盡快施工3#主溜井已成為一個(gè)關(guān)鍵性的問(wèn)題。 </p><p>　　1張家洼鐵礦3#主溜井設(shè)計(jì)及施工概況 </p><p>　　1.1 地質(zhì)與水文狀況 </p><p>　　該處所見(jiàn)的巖石為閃長(zhǎng)巖類(lèi)雜巖，它侵入到奧陶系和石炭系地層中，占據(jù)弧形背斜的核部。其頂部形態(tài)，中部比較平緩，兩側(cè)較陡，斜切奧陶系地層。由于分異、混染及自變質(zhì)作

4、用，巖性變化較大，巖石類(lèi)型有輝石閃長(zhǎng)巖，黑云母輝石閃長(zhǎng)巖，正長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖和似斑狀閃長(zhǎng)巖。巖石普氏系數(shù)f＝6～8，節(jié)理相對(duì)發(fā)育，穩(wěn)定性較差。無(wú)裂隙水及涌水。 </p><p>　　1.2 張家洼鐵礦3#主溜井設(shè)計(jì)及施工概況 </p><p>　　3#主溜井井筒自-200m水平~-350m水平全長(zhǎng)144.7米。 </p><p>　　主溜井井筒掘進(jìn)直徑5.5米，凈徑4.5米

5、，-300m水平以上井筒部分已經(jīng)施工完畢，為施工-300m~-350m水平井筒，在-350m水平運(yùn)輸巷與主溜井之間施工一聯(lián)巷，聯(lián)巷規(guī)格為寬3m×高3m。主溜井采用先反掘再刷大的作業(yè)方式，即先采用反井鉆機(jī)自-350m水平反掘天井至-300m水平，天井直徑為Φ1.2m，然后在由-300m水平下刷至板式給礦機(jī)硐室。 </p><p>　　1.3 板式給礦機(jī)硐室設(shè)計(jì)概況 </p><p>

6、;　　圖2板式給礦機(jī)硐室三視圖 </p><p>　　板式給礦機(jī)硐室位于主溜井底部，該硐室有多種斷面組成，根據(jù)斷面大小及使用性質(zhì)將其命名如下：主硐室Ⅰ、主硐室Ⅱ、副硐室Ⅲ、副硐室Ⅳ、副硐室Ⅴ。 </p><p>　　主硐室Ⅰ、Ⅱ掘進(jìn)跨度8.1米，掘進(jìn)高度10.74米，它是板式給礦機(jī)硐室的主體工程，也是施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在。3#主溜井在-350m水平底板標(biāo)高為-342.836，軌面標(biāo)高為-3

7、42.386。總工程量933.6m3。 </p><p>　　按國(guó)際隧道協(xié)會(huì)(ITA)定義的斷面數(shù)值劃分標(biāo)準(zhǔn)分,可分為特大斷面(l00m2以上)、大斷面(50~l00m2)、中等斷面(10~50m2)、小斷面(3~10m2)等。該工程主硐室Ⅰ斷面達(dá)82.06?，主硐室Ⅱ因底部地溝兩側(cè)有預(yù)留巖柱不施工，頂板高度、跨度與主硐室Ⅰ相同，副硐室Ⅲ也因底部地溝兩側(cè)有預(yù)留巖柱，施工跨度及高度相當(dāng)于86.8?，都屬于大斷面施工

8、。 </p><p><b>　　2施工方案的確定 </b></p><p>　　大斷面硐室的開(kāi)挖方法分為全斷面法、導(dǎo)硐法、臺(tái)階法和留礦法，由于現(xiàn)場(chǎng)的圍巖不穩(wěn)固，硐室斷面高度超過(guò)5米，不適合于使用全斷面法。由于圍巖不穩(wěn)固，故留礦法也不適用。導(dǎo)硐法可以將頂部硐室安全施工，而臺(tái)階法可以使爆落巖石自動(dòng)滑到下導(dǎo)硐，有效降低工程量。 </p><p>&

9、lt;b>　　方案比較： </b></p><p>　　導(dǎo)硐法又分為：上導(dǎo)硐法、下導(dǎo)硐法和上、下導(dǎo)硐法，為此我們提出以下幾種施工方案： </p><p>　　1） 由-300m水平3#主溜井經(jīng)井筒采用中央上、下導(dǎo)硐法施工。 </p><p>　　由-300m水平主溜井經(jīng)井筒上導(dǎo)硐施工，同時(shí)利用已經(jīng)形成的溜井聯(lián)巷作下導(dǎo)硐，形成中央上、下導(dǎo)硐施工法。

10、</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：人員設(shè)備上下、出碴方便，不需臨時(shí)支護(hù)，安全性高。 </p><p>　　缺點(diǎn)：需施工溜碴天井及下導(dǎo)硐，初期工程量大。 </p><p>　　2）由-350m水平掘人行天井至硐室頂部采用上導(dǎo)硐法施工。 </p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：支護(hù)一次跟進(jìn)，不需臨時(shí)支護(hù)，出碴方便。 </p><p>　　缺

11、點(diǎn)：人員設(shè)備上下不方便。 </p><p>　　3）由-350m水平下導(dǎo)硐法施工。 </p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：初期工程量小 </p><p>　　缺點(diǎn)：施工中需臨時(shí)支護(hù)，人員設(shè)備上下不方便，安全性較低。 </p><p>　　通過(guò)方案比較，確定采用第一種方案。第一種方案優(yōu)點(diǎn)為人員設(shè)備上下、出碴方便，不需臨時(shí)支護(hù)，安全性高，且現(xiàn)已施工的溜井聯(lián)

12、巷和天井彌補(bǔ)了其缺點(diǎn)，故選擇該方案是最佳的。 </p><p>　　考慮到我礦作業(yè)設(shè)備為鏟運(yùn)機(jī)，而導(dǎo)硐長(zhǎng)度為7m長(zhǎng)，不能夠使上導(dǎo)硐及各層施工的碴自動(dòng)溜入溜碴天井，在掘進(jìn)開(kāi)挖時(shí)，調(diào)整部分開(kāi)挖順序，形成臺(tái)階，即利用中央上、下導(dǎo)硐法聯(lián)合臺(tái)階法，大大降低扒碴量。 </p><p><b>　　3方案施工 </b></p><p>　　3.1 開(kāi)挖順序：

13、 </p><p>　　硐室的開(kāi)挖充分利用原反掘井溜碴，利用-350m水平已形成的溜井聯(lián)巷作下導(dǎo)硐，通過(guò)下導(dǎo)硐用鏟運(yùn)機(jī)出碴。 </p><p>　　首先，自硐室頂部即-331.8m水平標(biāo)高向下刷大井筒，為硐室施工開(kāi)辟作業(yè)面。其次，施工中央上導(dǎo)硐1，上導(dǎo)硐位于主硐室頂部斷面中央，規(guī)格為2.7m×2.7m。上導(dǎo)硐一次性施工到位，并在施工的同時(shí)，對(duì)硐室頂部進(jìn)行錨網(wǎng)噴支護(hù)Ⅱ。 </

14、p><p>　　然后進(jìn)行拱部擴(kuò)大3，拱部擴(kuò)大按照?qǐng)D4所示，在拱部擴(kuò)大第一炮后將主溜井井筒繼續(xù)下刷，直至將其與下導(dǎo)硐全部貫通，以實(shí)現(xiàn)更大的溜碴空間，從而減少扒碴工作量。 </p><p>　　拱部擴(kuò)大第二炮后，將圖4中第5部分開(kāi)挖，形成臺(tái)階狀，最后進(jìn)行拱部擴(kuò)大第三炮。然后按照?qǐng)D4中所示次序逐步開(kāi)挖，直至硐室開(kāi)挖完畢。在圖4中，第3、5分別優(yōu)先于第4、6，使硐室的開(kāi)挖形成正臺(tái)階狀，其目的是使距離溜

15、碴天井較遠(yuǎn)的巖石能夠順利落到溜碴天井中，提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。拱部擴(kuò)大的同時(shí)進(jìn)行拱部臨時(shí)支護(hù)及錨網(wǎng)噴支護(hù)。 </p><p>　　圖3中所示中部巖體5、7因厚度較大，將其分為2層，如圖4所示，該部分產(chǎn)生的碴，可直接落入下導(dǎo)硐10，由鏟運(yùn)機(jī)鏟裝運(yùn)走。 </p><p>　　具體施工步驟見(jiàn)圖3、4： </p><p>　　圖3 硐室斷面開(kāi)挖及支護(hù)施工順序圖 <

16、;/p><p>　　1-上導(dǎo)硐Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅶ-錨網(wǎng)噴支護(hù)3-拱部擴(kuò)大5、7-中部開(kāi)挖9-預(yù)留巖柱10-溜井聯(lián)巷（兼作下導(dǎo)硐） </p><p>　　圖4主視圖方向上開(kāi)挖順序圖 </p><p>　　3.2 硐室輪廓面的控制 </p><p>　　為獲得平整光滑的輪廓面，采用光面爆破技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。一方面選取合理的光面爆破參數(shù)，另一方面要保證鉆孔精度。

17、 </p><p>　　3.2.1 選取合理光面爆破參數(shù) </p><p>　　1）光面爆破層厚度 即最小抵抗線的大小，一般為炮孔直徑的10～20倍。巖質(zhì)軟弱、裂隙發(fā)育者，眼距應(yīng)小而抵抗線應(yīng)大； 堅(jiān)硬、穩(wěn)定的巖石上，眼距應(yīng)大而抵抗線應(yīng)小。 我礦掘進(jìn)采用直徑40mm的釬頭，根據(jù)該處裂隙相對(duì)發(fā)育的條件，將光面層的厚度定為500mm。 </p><p>　　2）孔距 一般

18、為光面爆破層厚度的0.75～0.90倍，巖質(zhì)軟弱、裂隙發(fā)育者取小值，取值為光面層厚度的0.8倍，炮孔間距為400mm。 </p><p>　　3）裝藥不偶合系數(shù)，指炮孔半徑與藥卷半徑的比值，我礦現(xiàn)用藥卷直徑為32mm，炮孔直徑40mm，不耦合系數(shù)為1.25。 </p><p>　　4）線裝藥密度Qx 一般按照松動(dòng)爆破藥量計(jì)算公式確定 </p><p>　　式中q―松

19、動(dòng)爆破單耗，kg/m； </p><p>　　a―光面爆破孔間距，m； </p><p>　　W―光面爆破層厚度，m。 </p><p><b>　　QX=q*a*W </b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，在巖石普氏系數(shù)f<8時(shí)，q在0.26~1.0kg/m&sup3;間選取，取0.9，得出Qx=0.1