溜井-斜巷掘砌方式在高大硐室施工中的应用

李成斌 吴 玥 杨 闯 齐朝鹏

(河钢集团矿业公司常峪铁矿)

某矿山溜破系统工程包含-485，-525及-585 m 3个水平的巷道、相关硐室及溜井等工程，本次施工范围包括-485 m水平破碎硐室及相关附属工程。其中，破碎硐室尺寸为18.7 m×10.9 m×15.4 m(长×宽×高),开凿方量为2 980 m3，破碎硐室设计支护等级按照岩石情况可选择五级支护方式，根据揭露的围岩情况确定采用锚杆+钢筋网+混凝土的支护形式。由于破碎硐室断面规格大，长度达到18.7 m,若采用传统的自上而下分层开挖施工，会存在每个分层出渣难度大、通风困难等问题[1],为更好更快地完成破碎硐室的施工，在借鉴正向台阶施工法和导硐施工法的基础上，研究采用溜井与斜巷相结合的施工方式。

1 施工方案

破碎硐室施工可根据岩石情况采用导硐施工法、分层施工法和溜井施工相结合的方法，破碎硐室高度为15.4 m，根据设备作业能力和施工难易程度对硐室进行分层施工，自上而下分别为一、二、三层，高度为5，5，5.4 m。施工方案为破碎硐室右帮水平巷道→破碎硐室上山斜巷→出渣溜井→第一分层掘进、支护→第二分层掘进、支护→第三分层掘进、支护→附属工程掘砌。溜井-斜巷施工工程布置示意见图1。

在破碎硐室与大件道连接位置一侧施工上向斜巷，斜巷尺寸与大件道断面相同，巷道坡度和长度由硐室长度和高度确定，巷道末端掘至硐室尾端顶面位置。为保证施工安全，可根据揭露的围岩情况对斜巷进行临时支护。

图1 溜井-斜巷施工工程布置示意

在上向斜巷一侧施工水平巷道，巷道尺寸可与运输巷断面相同，能够保证安全通行，溜井口位置可适当增加巷道宽度，满足装车要求。巷道长度由硐室长度确定，巷道掘至破碎硐室设计尾端。为保证施工安全，可根据揭露的围岩情况对斜巷进行临时支护。

溜井口位于上向斜巷与最上分层底板处靠近平巷一侧，将平巷与斜巷相连接，在不施工硐室外部工程前提下，在破碎硐室内部形成一套独立的运输系统。各工程项目参数见表1。

表1 各工程项目参数

硐室第一分层施工以溜井口位置为起点分2班向里外掘进硐室拱部，边掘进边挂网打锚杆喷浆支护，2台扒渣机上下平行装载。硐室拱部掘进与挂网打锚杆均完成符合要求后掘进第二分层，与第一分层施工相同，掘进过程中边找帮边挂网打锚杆喷浆支护。第二分层施工结束后设专人检查喷浆支护情况，对不符合要求的地点进行整改。各地点整改完毕均符合设计要求后，施工第三分层，第三分层一次掘至硐室底板，施工方法同上分层。

2 施工过程

硐室施工工艺流程为交接班→安全检查(顶板、工程质量)→钻眼→装药联线→放炮→安全检查→迎头临时支护→打锚杆→初喷(后方打锚杆(索)、挂网、复喷)→养护→整理[2]。

2.1 钻孔及爆破

钻孔前利用布设在马头门内的基线标定水仓、简易泵站等中腰线位置，喷漆勾画轮廓线，标定钻眼点位，采用人工手持YT28型气腿式风动凿岩机凿岩钻孔；钻孔结束后，装药人员检查炮孔合格率并依照爆破图表规定的装药结构及药量进行装药连线，检查无误后，所有人员撤至地面，起爆。爆破参数及设备见表2。

表2 爆破参数及设备

2.2 出 渣

在上山斜巷、出渣平巷施工和出渣溜井出渣时，全部采用履带式扒渣机装渣，矿用卡车运输,渣石卸载到指定地点，由装渣系统统一装渣，主井井筒提升排渣；当进行分层掘进时，上部分层掘进利用轨道式长绳扒渣机配合人工装渣，渣石通过出渣溜井落入出渣平巷，利用履带式扒渣机装渣，矿用卡车运输，渣石卸载到指定地点，由装渣系统统一装渣，主井井筒提升排渣。

2.3 支 护

按照设计进行锚网喷支护，采用φ22 mm×4 000 mm 金属树脂锚杆，间排距为2 000 mm×2 000 mm；树脂药卷采用终凝型全长锚固；金属托盘采用Q235钢制作，规格为150 mm×150 mm×10 mm；金属网片采用φ6 mm圆钢按网格150 mm×150 mm规格定制，安装压茬搭接100 mm，全断面安装锚杆及金属网，然后喷浆，喷厚200 mm。支护前在地面加工锚杆、钢筋网，沙、石在地面搅拌站按比例搅拌均匀，通过井壁固定的溜灰管运送至井下；严格按设计要求正确定出孔位，然后钻机钻孔安装锚杆，最后进行挂钢筋网和喷混凝土支护。

3 安全技术措施

3.1 爆破及通风管理

炮眼钻好后，由持证安全员安监、爆破员装药连线，其他无关人员全部撤至地面。爆破员依照爆破设计的装药结构及药量进行装药连线，装药完毕后，撤至地面，由班长清点当班入井人员无误后，方可下达爆破命令。爆破后，应立即通风吹炮烟，吹烟时间不小于15 min，待炮烟吹散，由安全员、爆破员、班长、通风员、信号工等下井检查空气质量，质量符合作业要求后进入工作面，检查爆破效果及安全情况。

3.2 防片帮冒顶管理

每次进入工作面前，首先检查顶、帮围岩状况，若有隐患及时排除。支护作业必须紧随工作面，严禁空帮空顶作业。控制好巷道规格和成形，避免受力不均和返工。尤其注重光爆及支护，坚决杜绝麻痹大意而不当操作造成的隐患滋生为事故。施工期间每班入井前必须由专职安全员确认劳保防护用品佩戴情况，不符合要求的坚决不许入井，井下作业必须由专职安全管理人员现场跟班监督。

3.3 探治水管理

破碎硐室施工前进行潜孔钻机超前探水预注浆，为更安全起见，每班掘进前，需要在巷道轮廓线及中心安排3个超前探检查孔(常规炮眼深2.5 m，探眼深为4 m)，当有涌水时，及时采取相应处理措施。

4 结 语

通过某地下矿高大硐室施工实践证明，采用溜井-斜巷相结合的方式施工高大硐室能够很好解决传统施工过程中存在的安全系数低、工程质量差、施工效率低等问题，是一种新型的施工方法，在具备分层台阶施工法优点的同时，还具有设备作业率高、劳动强度小、出渣方便等优点。采用该方法施工破碎硐室，不仅保证了施工进度及安全，而且减少了外部措施工程的施工，缩短施工工期和降低工程投资，对类似工程施工具有很好的推广应用价值。

[1] 王 磊.多台阶施工法在大硐室快速掘进中的应用[J].科技资讯，2012(31):37.

[2] 丘永富，陈原望.台阶施工法在阿舍勒铜矿破碎硐室施工中的应用[J].新疆有色金属,2015(Z1):51-53.