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穿越井巷塌方区中撞楔法施工的应用探析 摘 要：在矿山工程的施工以及矿产开采过程中，有时会受到地质条件的影响，在井巷中产生塌方区域，这些塌方区严重影响了矿山工作的安全性和稳定性，对于工作人员的生命财产安全造成了巨大的威胁。因此，一般在都会采取相应的措施穿越井巷塌方区域，以保证生产安全。文章结合实际例子，对撞楔法支护技术在穿越井巷塌方区的应用情况进行了分析，为同类工程的施工提供参考和借鉴。 下载 关键词：井巷塌方区；撞楔法施工；应用 中图分类号：U455.49 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）8-0164-01 在经济发展的带动下，我国的城市化进程不断加快，社会发展对于能源和资源的需求也在不断增大，在很大程度上推动了矿产勘探和开采行业的发展。对于矿山施工而言，由于受到地下溶洞、脆弱岩层等的影响，有时会出现井巷塌方的情况，威胁着矿产开采的安全，需要引起矿山工程设计和管理人员的重视，采取针对性的措施进行解决。 1 撞楔法概述 撞楔法，又称插板法或者板桩法，属于一种特殊的掘进方法，是指在复杂地层中掘进井筒或者平巷时，使用一定规格的木楔或者金属楔，强行超前插入流沙层、含水砂层或者破碎带，对其移动进行控制，然后进行井筒或者平巷掘进的施工方法。一般来说，撞楔法施工主要应用于井巷施工中，遭遇砾石堆积层、破碎带或者塌方地段，由于其岩层破碎、松软，容易受到施工的影响，导致顶板不断冒落，难以形成良好的开挖空间。撞楔法施工的特点主要包括以下几个方面： 采用了超前支护，可以有效防止巷道中出现塌方的现象，保证了作业人员的安全； 可以最大限度地减少出碴量，提高施工的效率，降低施工成本； 施工工艺相对复杂，对于控制技术要求较高。 2 撞楔法施工在穿越井巷塌方区中的应用 2.1 工程概况 某矿山在开采过程中，采用的开拓方式为上下盘沿脉阶段平巷以及穿脉巷环形布置，以井底车场为界，采用无底柱崩落法的开采方式。矿山矿床上部的围岩主要是泥质黑云母、变质粉砂岩等，受一定程度的磁铁矿化，与矿体之间存在较为明显的分界线。在矿区东部的一段区域，由于上盘段存在许多的水溶洞，而下盘段也出现有明显的沙化和泥化，在开挖过程中，容易出现冒顶、穿帮乃至塌方的现象，严重影响了工程的施工安全。 2.2 施工方案 通过对于区域范围内地形细致以及水文情况的勘察，结合地层中不同的岩石状况，决定采用不同的预防措施，如小导管支护发、工字钢加强支护法等，而对于已经出现塌方的井巷区域，则采用撞楔法施工，穿越塌方段，以确保矿产开采和矿山施工的安全性和稳定性。 2.3 施工工艺 撞楔法施工的基本流程，包括前期准备、打入穿楔、出碴、支架安装等，在实际操作中，需要关注每一个环节的操作要求，保证施工的安全和稳定。 2.3.1 前期准备 在施工前，要切实做好准备工作，以保证工程施工的顺利展开。对于撞楔法施工而言，施工准备工作主要包括施工材料、施工设备、施工人员的准备以及初始接引支架的安装工作等。首先，对于施工材料而言，要明确其数量和质量，并按照工程设计要求，将其加工成为统一的尺寸，从而为施工奠定良好的基础。其次，要对施工中需要用到的设备进行调配，并做好设备的检查和维护工作，确保设备处于良好的待机状态。然后，要选择经验丰富，专业技能熟练的施工人员，并切实做好技术交底工作，为施工提供人员保障、最后，需要对接引支架进行预装。通常情况下，在距离冒落区3 m左右时安装支架，为穿楔工作做好准备。同时，可以通过将多个支架连为一体的方法，提升支架整体的强度和稳定性。 2.3.2 穿楔 根据塌方区岩石强度和实际状况的差异，可以选择钢轨、小型刚、木板等作为穿楔材料。对于该工程而言，由于在冒落堆中存在有大块的岩石，因此直接使用钢轨进行穿楔。为了确保打入穿楔的质量，要对钢轨进行预先处理，将其头部切割成尖形，使其能够击碎大块岩石。在施工中，要保证钢支架和前方稳定的冒落碴堆能够共同分担中间围岩的重量，穿楔的长度应该超过出碴扰动区域。需要注意的是，在施工中，要确保钢轨的间距在260 mm以内，避免缝隙过大造成岩石的掉落。在打入穿楔过程中，当钢轨大部分进入岩体后，要在其尾部加上钢管，继续接受撞击。 2.3.3 出碴 首先，在超前护顶的掩护下，要对出碴顺序进行合理分配，先出两侧的碴石，架设立脚，在保留中间碴堆的情况下，对顶梁进行架设。在支架垂直方向，使用工字钢或者槽钢堆积进行焊接支撑，确保支架可以形成一个统一的整体。然后，要对出碴量和出碴速度进行明确，确保稳定出碴，不会对冒落堆的稳定造成影响，以免造成钢楔前端出现下探的情况。最后，要做到稳扎稳打，不贪多不冒进，将出碴的长度控制在能够满足下一个支架的撞楔需求即可。 2.3.4 支架安装 在该工程施工中，选择11#工字钢作为支架材料。支架有立柱和顶梁两部分组成，一方面要在立柱与地面交接的位置，加焊钢板，以扩大接地面积，提升承载能力。另一方面要将立柱与顶梁相接的位置支撑卡板形状，便于就位和固定。在对支架进行安装的过程中，需要注意以下几个方面的问题： 支架应该安装在设计毛断面以外，以获得永久的支护空间。 在必要时，需要采用双顶梁结构，提升顶梁的强度。 要确保两侧的围岩强度达标，能够保证立柱的稳定。如果围岩脆弱或者同样出现垮塌，则需要在立柱后加上木板，增加立柱与围岩的接触面积。在必要的情况下，还可以对围岩进行注浆固结。 在矿岩接触带，需要采取相应的措施，避免水流等因素对于矿产开采的影响。 2.4 质量控制 在施工过程中，要切实做好质量控制工作，避免工程存在质量隐患。对于该工程来说，应该从以下几个方面对施工质量进行控制： 对支架立柱进行安装时，需要结合岩石的实际情况，对立柱基础进行加固，避免因压力过大导致地面下沉。 要确保焊接施工的质量，对焊缝强度进行检查，保证支架整体的稳定性。 对于相邻支架的间距，应该结合实际压力情况进行灵活调整。 在出碴时，要做好控制工作，确保两侧以及顶部不会出现连续漏碴的情况，且四周的围岩和碴堆要保持稳定。 3 结 语 在采用撞楔法施工工艺后，井巷中的塌方区保持了长久的稳定，在其他工程施工和矿产开采中都不存在安全隐患，有效保证了矿产开采工作的安全稳定进行。因此，对于矿山工作人员而言，要结合实际情况，采用撞楔法对井巷塌方区进行处理，减少工作中的不稳定因素，保证作业人员的安全。实践证明，撞楔法施工是一种简