【礦業(yè)實(shí)務(wù)】顧士東 教材精講班教案38-第一篇-第6章-6.3.7-硐室和交岔點(diǎn)施工-6.3.8-巷道施工監(jiān)測內(nèi)容及方法

6.3.7硐室和交岔點(diǎn)施工知識(shí)點(diǎn)一、硐室的施工方法分為：全斷面施工法、分層施工法和導(dǎo)硐施工法。1）全斷面施工法全斷面施工法和普通巷道施工法基本相同。在常規(guī)設(shè)備條件下，全斷面一次掘進(jìn)硐室的高度，一般不得超過4～5m。這種施工方法一般適用于穩(wěn)定及整體性好的巖層。優(yōu)點(diǎn)：一次成巷，工序簡單，勞動(dòng)效率高，施工速度快；缺點(diǎn)：頂板圍巖暴露面積較大，維護(hù)較難，上部炮眼裝藥及爆破后處理浮石較困難。2）分層施工法：分正臺(tái)階施工法、倒臺(tái)階施工法。上分層工作面超前施工的，稱為正臺(tái)階工作面施工法；下分層工作面超前施工的，稱為倒臺(tái)階工作面施工法。每分層的高度以1.8～3.0m為宜，或以起拱線作為上分層。上分層的超前距離一般為2～3m。當(dāng)支護(hù)方式為金屬支架支護(hù)時(shí)，上分層應(yīng)先掘出起拱線以上部分，前竄前探梁并把拱頂部分支護(hù)好。3）導(dǎo)硐施工法對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜或者斷面特大的硐室，為了易于控制頂板和盡早砌筑墻壁，或?yàn)榻鉀Q出矸、通風(fēng)等問題，可先掘進(jìn)1～2個(gè)小斷面巷道（導(dǎo)硐），然后再刷幫、挑頂或臥底，將硐室擴(kuò)大到設(shè)計(jì)斷面。一般反向施工交叉點(diǎn)時(shí)宜采用導(dǎo)硐施工法。知識(shí)點(diǎn)二、交岔點(diǎn)的施工方法選擇交岔點(diǎn)的施工方法，條件允許時(shí)應(yīng)盡量做到一次成巷1）若圍巖堅(jiān)硬穩(wěn)定，可采用一次成巷的施工方法，隨掘隨砌，或掘進(jìn)后一次砌筑。2）若圍巖中等穩(wěn)定，交岔點(diǎn)的變斷面部分起始段仍可采用一次成巷施工。在斷面較大處，則可用小斷面向兩分巷掘進(jìn)并將邊墻筑起，同時(shí)把柱墩掘砌好，然后分段挑頂砌碹，交岔點(diǎn)跨度最大部分的碹體宜在最后砌成。3）在松軟巖層中掘進(jìn)交岔點(diǎn)：采用分部施工法。在松軟巖層中，交岔點(diǎn)應(yīng)采用可縮性U型鋼支護(hù)或錨噴網(wǎng)支護(hù)，以及錨噴網(wǎng)與其他支護(hù)的聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)。這樣可以采用自上而下分層施工法，或者小斷面掘進(jìn)然后擴(kuò)大斷面的導(dǎo)硐施工法等。如果在施工中頂板比較破碎，爆破后易冒頂時(shí)，應(yīng)采用超前錨桿支護(hù)維護(hù)頂板或管棚超前支護(hù)法等。知識(shí)點(diǎn)三、特殊硐室施工方法本知識(shí)點(diǎn)為2024新增內(nèi)容1）馬頭門的施工馬頭門一般為拱形漸變斷面，斷面較大，與井筒施工相互影響，因此，根據(jù)其與井筒施工的關(guān)系分為3種方法：（1）與井筒同時(shí)施工法（2）與井筒交叉施工法（3）與井筒順序施工法（1）與井筒同時(shí)施工法①井筒掘至馬頭門頂板3～5m處，停掘，砌好上段井壁；②馬頭門第一分層掘進(jìn)至設(shè)計(jì)長度、砌壁，錨噴臨時(shí)支護(hù)。③第一分層掘出后，同時(shí)砌筑井筒、馬頭門，并接槎。④掘進(jìn)馬頭門第二分層，如此循環(huán)。馬頭門的分層高度一般不大于2m,巖層穩(wěn)定時(shí)也可按井筒施工循環(huán)段高作為分層高度。該方法井筒與馬頭門一體，井壁質(zhì)量易于保證。適用于馬頭門長度較短（小于5m）,圍巖堅(jiān)硬穩(wěn)定的情況（2）與井筒交叉施工法與井筒同時(shí)施工馬頭門的方法基本相同。①該方法馬頭門與井筒同時(shí)施工的長度為5m左右，而非馬頭門的設(shè)計(jì)全長，②井筒通過馬頭門后一到兩個(gè)循環(huán)，將井壁砌好后，進(jìn)行馬頭門剩余工程的施工。該方法能較大部分地利用鑿井設(shè)備，井壁質(zhì)量較好，但施工工序轉(zhuǎn)換較多，勞動(dòng)組織相對(duì)復(fù)雜。適用于馬頭門斷面較大，凈高較高，長度較長，圍巖中等穩(wěn)定的情況。（3）與井筒順序施工法①井筒掘到馬頭門頂板時(shí)停下，將上部井壁砌好；②井筒按循環(huán)段高向下掘砌至馬頭門底板，預(yù)留馬頭門開口位置，只砌筑井筒剩余部分井壁，向下施工直至井筒完成。③搭設(shè)臨時(shí)工作盤，掘進(jìn)馬頭門，可全斷面一次掘進(jìn)法施工，也可分層施工法或?qū)ы鲜┕しā?yōu)點(diǎn)：工藝單一，占用井筒工期短，圍巖易于維護(hù)；缺點(diǎn)：分別澆筑永久支護(hù)，接口處質(zhì)量不宜保證，不能有效利用鑿井設(shè)備。適用任何斷面和長度的馬頭門，各種圍巖條件。2）裝載硐室施工一般分為巷道（斜井）皮帶裝載硐室和立井箕斗裝載硐室。（1）巷道（斜井）皮帶裝載硐室的施工一般采用分層或?qū)ы戏ㄊ┕ぁ＂夙敳肯扔么笮弯摿鹤髋R時(shí)支護(hù)頂板，在煤倉卸載中心位置提前安裝好給煤機(jī)倉口架；②裝載硐室頂板與煤倉下鎖口同時(shí)立模、澆筑，二者澆筑成一個(gè)整體。（2）立井箕斗裝載硐室的施工根據(jù)其與井筒施工的關(guān)系分為3種方法：①與井筒同時(shí)施工法A.井筒掘至裝載硐室上部3m左右時(shí)停止掘進(jìn)，砌筑井壁B.掘井井筒的下一個(gè)分層和裝載硐室的上分層；C.井筒掘進(jìn)超前硐室掘進(jìn)一個(gè)分層。二者同時(shí)砌筑好優(yōu)點(diǎn)：充分利用鑿井設(shè)備，硐室施工準(zhǔn)備期較短，速度快，效率高，成本較低，缺點(diǎn)：占用井筒工期，受圍巖穩(wěn)定程度限制較大。適用：裝載硐室工程量較小，圍巖穩(wěn)定，井筒工期要求不太緊的情況。②與井筒順序施工法A.井筒掘進(jìn)到裝載硐室頂板時(shí)，停掘砌筑井壁B.下掘井筒到底，反向自下而上砌筑井筒至裝載硐室上段，或隨井筒的掘進(jìn)砌筑井壁，直至井筒掘砌完成。C.預(yù)留裝載硐室的開口，井筒掘砌完成后，施工裝載硐室。優(yōu)點(diǎn)：利用鑿井設(shè)備，不受井筒施工方法限制，掘井效率較高，硐室本身施工速度較快，施工安全，缺點(diǎn)：占用井筒工期較長。適用：硐室工程量較大，各種圍巖條件，井筒工期要求不緊的情況。③與井筒分別施工法A.暫不施工裝載硐室，開口范圍先用錨噴臨時(shí)支護(hù)B.井筒內(nèi)設(shè)臨時(shí)封閉盤和施工工作盤，施工裝載硐室。缺點(diǎn)：不能利用鑿井設(shè)備，施工準(zhǔn)備量大，施工速度慢，需要增加臨時(shí)設(shè)施，成本較高。優(yōu)點(diǎn)：不占井筒工期，施工安全性好，施工方法靈活機(jī)動(dòng)。適用：各種穩(wěn)定的圍巖，硐室工程量較大，井筒工期要求緊的情況。3）煤倉施工一般采用自下而上施工反井，然后自上而下刷大掘砌倉壁的施工方法。①反井施工可用反井鉆井法，吊罐法或普通施工法。多采用鉆井法施工，反井的直徑一般不小于1200mm。反井施工時(shí)，先從上往下施工小直徑導(dǎo)孔（直徑200～500mm）與下部巷道（硐室）貫通，然后在下部巷道（硐室）內(nèi)換上擴(kuò)孔鉆頭（直徑1.2～1.5m）,再從下往上刷擴(kuò)成井。②刷大施工A.可由上往下一次刷大到底、由下往上砌筑倉壁；也可由上往下分段刷大并砌筑倉壁。B.由上往下刷大時(shí)采取錨噴或錨網(wǎng)噴臨時(shí)支護(hù)倉壁。C.刷大時(shí)，反井口需做臨時(shí)封口小吊盤，反井封閉小吊盤做成上大下小的圓臺(tái)狀，類似于瓶塞狀，上圓臺(tái)直徑大于反井直徑，下圓臺(tái)直徑小于反井直徑，方便塞入反井。圓臺(tái)柱側(cè)面為網(wǎng)狀，網(wǎng)格大小以不影響出矸為宜。反井小吊盤可作為出渣小挖機(jī)的工作盤。D.煤倉下部裝載硐室的基礎(chǔ)及墻體進(jìn)行混凝土澆筑，敷設(shè)煤倉下部鎖口鋼梁；E.分別支模、同時(shí)澆筑，將裝載硐室頂部與煤倉下鎖口澆筑成一個(gè)整體；F.自下向上對(duì)煤倉漏斗、煤倉倉體澆筑混凝土完成永久支護(hù)。習(xí)題演練模擬題1、關(guān)于硐室施工方法的說法，錯(cuò)誤的是（）A.硐室施工方法分為全斷面施工法、分層施工法和導(dǎo)硐施工法B.交岔點(diǎn)反向施工時(shí)應(yīng)采用下行分層施工法C硐室高度較大不便施工時(shí)，應(yīng)將整個(gè)硐室形成臺(tái)階狀分層施工D.巖層穩(wěn)定性好、高度不超過5m時(shí)，可采用全斷面施工法答案：B模擬題2、關(guān)于正臺(tái)階工作面（下行分層）施工法上分層超前距離的說法，正確的是（）。A.超前距離應(yīng)大于10m，以保證上分層掘砌施工設(shè)備的布置B.超前距離一般2～3m，以方便上分層鑿巖施工和方便出渣工作C.超前距離應(yīng)滿足上分層爆破施工對(duì)下分層不產(chǎn)生影響D.超前距離應(yīng)滿足上分層支護(hù)施工對(duì)下分層不產(chǎn)生影響答案：B6.3.8巷道施工監(jiān)測內(nèi)容及方法知識(shí)點(diǎn)一變形或位移監(jiān)測1）圍巖表面相對(duì)位移監(jiān)測收斂測量：對(duì)井巷表面兩點(diǎn)間的相對(duì)變形和變形規(guī)律的量測，如監(jiān)測巷道頂?shù)装寤騼蓭鸵平康?。?dǎo)線測量和高程測量：由不動(dòng)基點(diǎn)放線測量圍巖表面點(diǎn)的絕對(duì)位移2）深部圍巖位移監(jiān)測多點(diǎn)位移計(jì)測量:深部圍巖位移測量離層儀測量：主要用于頂板，可以確定兩點(diǎn)或幾個(gè)點(diǎn)間的相對(duì)位移知識(shí)點(diǎn)二荷載與應(yīng)力監(jiān)測（1）支護(hù)荷載監(jiān)測包括支架載荷、襯砌或噴混凝土載荷、錨桿受力監(jiān)測，也包括襯砌或混凝土的面層應(yīng)力監(jiān)測，要求受力均勻且在其承載能力范圍以內(nèi)，并有一定余量。（2）圍巖應(yīng)力監(jiān)測圍巖應(yīng)力監(jiān)測不同于原巖應(yīng)力測量，主要指在影響圈范圍內(nèi)的圍巖應(yīng)力測量，包括圍巖表面應(yīng)力監(jiān)測以及巷道影響范圍內(nèi)的巖體應(yīng)力測量。知識(shí)點(diǎn)三圍巖松動(dòng)圈監(jiān)測松動(dòng)圈通常指圍巖中破裂比較嚴(yán)重的區(qū)域。破裂的主要原因是爆破施工以及圍巖內(nèi)的應(yīng)力較高而圍巖的承載能力不足。判別松動(dòng)圈大小、分布及其狀態(tài)，應(yīng)用較多的是用超聲波波速和電磁雷達(dá)的方法。超聲波波速確定圍巖松動(dòng)范圍的原理是巖石的聲速和破裂程度有關(guān)，破裂越嚴(yán)重，聲速越低。巷道周邊圍巖破裂最嚴(yán)重，聲速最低，深處巖體處于原巖狀態(tài)，成為原巖聲速，因此可以認(rèn)為低于原巖聲速的圍巖是破裂范圍習(xí)題演練模擬題：圍巖表面相對(duì)位移監(jiān)測可以采用（）等方法。A.收斂測量B.高程測量C.導(dǎo)線測量D.離層儀E.多點(diǎn)位移計(jì)答案：ABC解析：圍巖表面相對(duì)位移監(jiān)測可以采用收斂測量、導(dǎo)線測量和高程測量等方法。6.3巷道與硐室施工小結(jié)1.巷道鉆眼爆破法施工作業(yè)的基本工序包括工作面鉆眼爆破、裝渣運(yùn)輸（釘?shù)溃?、巷道支護(hù)、水溝掘砌、管線安設(shè)及通風(fēng)和安全檢查等工作2.巷道爆破：炮眼深度：應(yīng)綜合考慮鉆眼設(shè)備、巖石性質(zhì)、施工組織形式來合理確定。通常氣腿式鑿巖機(jī)炮眼深度為1.6～2.5m，鑿巖臺(tái)車為1.8～3m。炮眼直徑：通常為∮+27～∮42mm，“三小”即小直徑釬桿、小直徑炸藥藥卷和小直徑鉆頭，以提高鉆眼速度和爆破效果。（三徑匹配）3.錨噴巷道的臨時(shí)支護(hù)，通常是在單體液壓支柱的掩護(hù)下快速打設(shè)一定數(shù)量的護(hù)頂錨桿并掛網(wǎng)噴漿。打設(shè)護(hù)頂錨桿只允許使用錨桿鉆機(jī)，嚴(yán)禁使用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)。4.錨桿支護(hù)：以錨桿為基本支護(hù)形式，并通過表面組合構(gòu)件，將圍巖與穩(wěn)定巖體結(jié)合在一起而產(chǎn)生懸吊效果、組合梁效果、補(bǔ)強(qiáng)效果，以達(dá)到支護(hù)的目的。錨索支護(hù)：通過預(yù)應(yīng)力錨索加固巖體，其實(shí)質(zhì)就是通過錨索對(duì)加固巖體施加預(yù)應(yīng)力，明顯改善圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，提高圍巖的自承能力，從而保持圍巖的穩(wěn)定。在大斷面巷道中應(yīng)用，除懸吊、擠壓加固作用外，也有一定的減跨作用。錨索：鉆孔方向的偏斜角不應(yīng)大于設(shè)計(jì)值的3°；錨索安裝的有效深度應(yīng)不小于設(shè)計(jì)的95%，錨固段長度不小于1m,錨索張拉預(yù)緊力不應(yīng)小于設(shè)計(jì)值的90%5.噴射混凝土:①噴射混凝土抗壓強(qiáng)度：強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20。一般要求噴射混凝土1d齡期的抗壓強(qiáng)度不低于8.0MPa。②水灰比適宜控制在0.4～0.45噴頭距受噴面的距離以0.8～1.2m為適宜，噴頭與受噴面垂直時(shí)，回彈率最低。6.巷道風(fēng)量計(jì)算：①按絕對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算，瓦斯充分稀釋至1%以下；②按掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算，并按每人每分鐘的新鮮空氣量不應(yīng)少于4m3進(jìn)行計(jì)算③按同時(shí)運(yùn)行的最多柴油動(dòng)力設(shè)備數(shù)量增加配風(fēng)量，配風(fēng)量不應(yīng)少于4m3/（min·kW）；7.巷道綜合防治水：堅(jiān)持預(yù)測預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘、先治后采的原則，根據(jù)不同水文地質(zhì)條件，采取探、防、堵、疏、排、截、監(jiān)等綜合防治措施。8.巷道施工監(jiān)測：區(qū)分各監(jiān)測儀器的用途9.斜井明洞襯砌施工順序一般是：處理不良地段地基→放線找平→鋪底→放線→綁扎鋼筋→立?！庸棠０濉鷿仓炷痢葟?qiáng)→拆?！B(yǎng)護(hù)。混凝土連續(xù)澆筑，應(yīng)積極推廣泵送混凝土施工?；炷翝仓?qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以上時(shí)可進(jìn)行回填。10.斜井施工二級(jí)排水站二級(jí)排水站設(shè)施設(shè)在工作面后面適當(dāng)?shù)奈恢?，位置的確定原則：距工作面施工設(shè)備至少5m；要考慮一級(jí)排水設(shè)備揚(yáng)程的允許，并有10%富余量。要設(shè)臨時(shí)水泵房、臨時(shí)水倉，臨時(shí)水倉的容量應(yīng)視斜井總涌水量而定。排水設(shè)備至少配備兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。每臺(tái)水泵的流量宜為總涌水量的2～3倍，其揚(yáng)程應(yīng)大于到第三級(jí)排水或到地面的高程，且有10%以上的富余量。二級(jí)排水站隨工作面進(jìn)展的需要進(jìn)行前移。11.斜井施工通風(fēng)當(dāng)一條單獨(dú)的斜井獨(dú)頭施工時(shí)，通常采用壓入式通風(fēng)。風(fēng)機(jī)的型號(hào)依據(jù)風(fēng)量的需求選擇。雙斜井同時(shí)施工，前期兩斜井各自獨(dú)立通風(fēng)，和單斜井同。當(dāng)井筒施工到一定深度，為了解決長距離通風(fēng)問題，可在兩斜井之間施工聯(lián)絡(luò)巷，調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，一個(gè)井筒進(jìn)風(fēng)，一個(gè)井筒回風(fēng)，局扇可下移聯(lián)絡(luò)巷上部進(jìn)風(fēng)井，同時(shí)在回風(fēng)井上口密閉安裝臨時(shí)扇風(fēng)機(jī)回風(fēng)。12.斜井施工支架支護(hù)：安設(shè)支架時(shí)，必須使棚腿與頂?shù)装宕咕€間呈一夾角（迎山角），當(dāng)傾角大于450時(shí)，需設(shè)置底梁，使支架成為一個(gè)封閉框式結(jié)構(gòu)。目前上山支護(hù)中，應(yīng)積極使用錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)13.硐室的施工方法分為：全斷面施工法、分層施工法和導(dǎo)硐施工法。1）全斷面施工法：一般不得超過4～5m。這種施工方法一般適用于穩(wěn)定及整體性好的巖層。2）分層施工法：每分層的高度以1.8～3.0m為宜，或以起拱線作為上分層。上分層的超前距離一般為2～3m。3）導(dǎo)硐施工法對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜或者斷面特大的硐室，可先掘進(jìn)1～2個(gè)小斷面巷道（導(dǎo)硐），然后再刷幫、挑頂或臥底。一般反向施工交叉點(diǎn)時(shí)宜采用導(dǎo)硐施工法。14.馬頭門的施工根據(jù)其與井筒施工的關(guān)系分為3種方法：（1）與井筒同時(shí)施工法（2）與井筒交叉施工法（3）與井筒順序施工法明確各方法的工序與優(yōu)缺點(diǎn)15.立井箕斗裝載硐室的施工根據(jù)其與井筒施工的關(guān)系分為3種方法：①與井筒同時(shí)施工法②與井筒順序施工法③與井筒分別施工法明確各方法的工序與優(yōu)缺點(diǎn)16.煤倉施工：一般采用自下而上施工反井，然后自上而下刷大掘砌倉壁的施工方法。①反井施工：反井的直徑一般不小于1200m。反井施工時(shí)，先從上往下施工小直徑導(dǎo)孔（直徑200～500mm）與下部巷道（硐室）貫通，然后在下部巷道（硐室）內(nèi)換上擴(kuò)孔鉆頭（直徑