巷道施工组织与管理井巷工程

巷道施工组织与管理井巷工程第1页/共17页2023/4/22第一节一次成巷及其作业方式巷道施工有两种方法，一是一次成巷，二是分次成巷。一次成巷是把巷道施工中的掘进、永久支护、水沟掘砌三个分部工程视为一个整体，在一定距离内，按设计及质量标准要求，互相配合，前后连贯地、最大限度地同时施工，一次做成巷道，不留收尾工程。分次成巷是把巷道的掘进和永久支护两个分部工程分两次完成，先把整条巷道掘出来，暂以临时支架维护，以后再拆除临时支架进行永久支护和水沟掘砌。实践证明，一次成巷具有作业安全，施工速度快，施工质量好，节约材料，降低工程成本和施工计划管理可靠等优点。因此，《矿山井巷工程施工及验收规范》中明确规定，巷道的施工，应一次成巷。分次成巷的缺点是成巷速度慢，材料消耗量大，工程成本高。因此，除了工程上的特殊需要外，一般不采取分次成巷施工法。但在实际施工中，急需贯通的通风巷道，可以采用分次成巷的方法，先以小断面而贯通，解决通风问题，过一段时间以后再刷大，并进行永久支护。在施工长距离贯通巷道时，为了防止测量误差造成巷道贯通上的偏差，在贯通点附近，可以先以小断面贯通，纠正偏差后再进行永久支护。在巷道贯通点，必须采用分次成巷施工法。第2页/共17页2023/4/23第一节一次成巷及其作业方式掘进与永久支护平行作业一、掘进与永久支护作业根据掘进和永久支护两大工序在空间和时间上的相互关系，一次成巷施工法又可分为掘支平行作业、掘支顺序作业(亦称单行作业)和掘支交替作业。掘进与永久支护平行作业，是指永久支护在掘进工作面之后一定距离处与掘进同时进行。《矿山井巷工程施工及验收规范》中规定，掘进工作面与永久支护间的距离不应大于40m。这种作业方式的难易程度，取决于永久支护的类型。如永久支护采用金属拱形支架，工艺过程则很简单，永久支护随掘进工作而架设，在爆破之后对支架进行整理和加固。这时的掘进和支护只有时间上的先后，而无距离上的差别。若永久支护为碹体支护，掘进和砌碹之间就必须保持适当的距离才不会造成两工序的互相干扰和影响，也可防止爆破崩坏碹体。在这段距离内，可采用锚喷或金属拱形支架作为临时支护。所谓临时支护即为保证掘进工作面施工的安全而架设的支架。在永久支护施工时，临时支护则予以拆除。以锚喷作为临时支护时，不再拆除，将其作为永久支护的一部分。采用掘支平行作业时，在相距40m的范围内就有几个工种和几道工序在同时施工，工艺过程较为复杂。因此，要求在有限的空间内，必须组织安排好各工种和各工序的密切配合，做到协调一致。采用掘支平行作业，要求生产的指挥者要有较高的组织能力和管理水平。第3页/共17页2023/4/24第一节一次成巷及其作业方式掘进与永久支护平行作业一、掘进与永久支护作业当永久支护为单一喷射混凝土支护时，喷射工作可紧跟掘进工作面进行。先喷一层30～50mm厚的混凝土，作为l临时支护控制围岩。随着掘进工作面的推进，在距工作面20～40m处再进行二次补喷，该工作与工作面的掘进同时进行，补喷至设计厚度为止。如永久支护采用锚杆喷射混凝土联合支护，则锚杆可紧跟掘进工作面安设，喷射混凝土工作可在距工作面一定距离处进行。如顶板围岩不太稳定，可以爆破后立即喷射一层30～50mm厚的混凝七封顶护帮，然后再打锚杆，最后喷射混凝土和工作面掘进平行作业，直至喷射厚度达设计要求。这种作业方式由于永久支护不单独占用时间，因而可提高成巷速度约30％左右。但这种作业方式同时投入的人力、物力较多，组织工作比较复杂，一般适用于围岩比较稳定及掘进断面大于8m2的巷道，以免掘砌工作相互干扰，影响成巷速度。第4页/共17页2023/4/25第一节一次成巷及其作业方式掘进与永久支护顺序作业一、掘进与永久支护作业掘进与永久支护顺序作业，是指掘进与支护两大工序在时间上按先后顺序施工，即先将巷道掘进一段距离，然后停止掘进，边拆除临时支架，边进行永久支护工作。当围岩稳定时，掘、支间距为20～40m，当采用锚喷永久支护时，通常有两种方式，即两掘一锚喷和三掘一锚喷。两掘一锚喷，是指采用“三八”工作制，两班掘进，一班锚喷。三掘一锚喷，是指采用“四六”工作制，三班掘进，一班锚喷。采取这种作业方式时，永久支护至掘进工作面之间应设临时支护。即先打一部分护顶护帮锚杆，以保证掘进的安全；锚喷班则按设计要求补齐锚杆并喷到设计厚度。这种作业方式的特点是掘进和支护轮流进行，由一个施工队来完成，因此要求工人既会掘进，又会砌碹或锚喷。该作业方式主要工作单一，需要的劳动力少，施工组织比较简单。与平行作业相比成巷速度较慢，适用于掘进断面较小、巷道围岩不太稳定的情况。第5页/共17页2023/4/26第一节一次成巷及其作业方式掘进与永久支护交替作业一、掘进与永久支护作业掘进与支护交替作业，是指在两条或两条以上距离较近巷道中，由一个施工队分别交替进行掘进和永久支护工作。即将一个掘进队分成掘进和永久支护两个专业小组，当甲工作面掘进时，乙工作面进行支护，甲工作面转为支护时，乙工作面同时转为掘进，掘进和永久支护轮流交替进行。这种方式实质上是对甲乙两个工作面各为掘支单行作业，而人员交替轮流。交替作业方式有利于提高工人的操作能力和技术水平，避免了掘进与永久支护工作的影响，但必须经常平衡各工作面的工作量，以免因工作量的不均衡而造成窝工。上述的三种作业方式中，以掘、支平行作业的施工速度最快，但由于工序间的干扰多，因而效率低，费用高。它适用于围岩稳定，断面大于8.0m2，要求快速施工的工程。掘、支顺序作业和掘、支交替作业，其施工速度比平行作业低，但其人工效率高，掘、支工序互不干扰。对于围岩稳定性较差、管理水平不高的施工队伍，宜采用掘、支顺序作业及条件允许时亦可采用掘、支交替作业。第6页/共17页2023/4/27第一节一次成巷及其作业方式二、一次成巷施工中应注意的几个问题(1)在以掘砌方式进行的施工中，掘进方面以打眼和装岩为中心，砌碹方面以挖基础和砌碹为中心，尽量组织其他工序间的平行作业，可以充分利用时间和巷道空间，缩短各工序单行作业的时间。在实行掘、砌平行作业的工作面，要合理选定掘、砌之间的距离，使掘、砌间距保持在30～40m以内。因为掘砌间距的加长，虽然便于掘砌工作的安排，减少掘、砌之间的干扰，但使临时支架的用量加大，顶板暴露时间过长，不易控制，作业安全性差。(2)在以光面爆破掘进、锚喷永久支护方式进行的大断面一次成巷中，必须在爆破后立即登碴打好拱部锚杆和超前锚杆，在局部破碎地段应适当加大锚杆的密度并敷设好金属网，适当缩短掘进和永久支护(喷射混凝土)的间距，保证工程质量和安全。水沟应与永久支护同时完成。第7页/共17页2023/4/28第一节一次成巷及其作业方式二、一次成巷施工中应注意的几个问题(3)巷道竣工后验收的主要内容是巷道的标高、坡度、方向、起点、终点和连接点的坐标位置，中线和腰线及其偏差值，水沟的坡度、断面，永久支护的规格质量等。巷道起点标高与设计规定误差值应控制在100mm以内，施工中注意巷道底板的平整，局部凸凹度不超过设计规定100mm，巷道坡度符台设计规定，局部允许误差为±0.1％。对于砌碹巷道的净宽，从中线至任何一帮的距离，主要运输巷道不得小于设计规定值，其他巷道不得小于设计30mm，并均不应大于设计规定50mm；其净高要求腰线上、下均不得小于设计规定30mm，也不应大于设计规定50mm。对于锚喷施工巷道，其净宽，要求从中线至任一帮最突出处的距离，主要运输巷不得小于设计规定，其他巷道不得小于设计规定50mm，并均不得大于设计150mm；巷道的净高要求腰线上下均不得小于设计规定30mm，也不应大于设计规定150mm。喷射混凝土的厚度应达设计要求，局部的厚度也不得小于设计规定的90％，锚杆端部和钢筋网均不得露出喷层表面。水沟的掘砌要和基础同时施工，承沟一侧的基础必须挖到水沟底以下。水沟深度和宽度的允许偏差为±30mm，其上沿的高度允许偏差为±20mm。水沟的坡度要符合设计要求，其局部允许偏差为±1％，并保证水流畅通。永久轨道应紧跟永久支护后铺设。第8页/共17页2023/4/29第二节施工组织一、坚持正规循环作业在巷道施工中，各主要工序和辅助工序都是按一定的顺序周而复始进行的，故称为循环作业。为组织循环作业，应将循环中各工序的工作持续时间、先后顺序和相互衔接关系，周密地以图表的形式固定下来，使全体施工人员心中有数，一环扣一环地进行操作，该图表则称为循环图表。在岩巷施工中，正规循环作业是指在掘进、支护工作面上，按照作业规程、爆破图表和循环图表的规定，在一定的时间内，以一定的人力、物力和技术装备，完成规定的全部工序和工作量，取得预期的进度，并保证生产有节奏地周而复始地进行。实现岩巷的快速施工，非常成熟的经验是坚持正规循环作业和多工序平行交叉作业。第9页/共17页2023/4/210第二节施工组织二、尽量多采用多工序平行交叉作业所谓多工序平行交叉作业，是指在同一工作面，在同一循环时间内，凡能同时施工的工序，尽量安排使其同时进行；不能全部平行施工的工序，也可以使其部分平行，即交叉作业。多工序平行交叉作业是实现正规循环作业的基本保证措施。在掘进中，钻眼和装岩这两个工序的工作量大，占用时间长，因此，如果采用气腿式凿岩机钻眼，在工序安排上应使钻眼与装岩两工序最大限度地平行作业。具体办法是，爆破后在岩堆上钻上部炮眼和锚杆眼，与装岩平行作业}装岩工作结束后，工作面钻下部炮眼可与铺设临时轨道、检修装岩机平行作业。此外，交接班可与工作面安全检查平行作业；检查中线、腰线与钻眼准备和接长风水管路多工序平行作业；装药与机具撤离工作面及掩护平行作业；架设临时支架与装岩准备工作平行作业；等等。第10页/共17页2023/4/211第二节施工组织二、尽量多采用多工序平行交叉作业在目前我国巷道施工机械化水平和设备生产率不高的情况下，实现多工序平行作业对提高掘进速度和工效是十分必要的。但是，将来随着大型高教掘进设备的应用，顺序作业必将被扩大应用。例如采用凿岩台车和高效凿岩机，再加上高效率装运设备后，由于设备体积大，受巷道空间的限制，钻眼与装岩就不可能平行作业。再者，由于高效设备的应用，钻眼和装岩的时间将大幅度减少，平行作业的意义也不大了。采用顺序作业，工作单一，工作条件好，便于应用高效率的掘进设备，提高掘进机械化水平，从而提高工效，减轻工人劳动强度。因此，掘、支顺序作业必然是今后岩巷施工的发展方向，是较先进的作业方式。第11页/共17页2023/4/212第二节施工组织三、编制循环图表“三八”工作制、“四六”工作制和“滚班制”1.确定日工作制度2.确立作业方式根据巷道设计断面和地质条件、施工任务、施工设备、施工技术水平和管理水平，进行作业方式的比选，确定巷道施工的作业方式。3.确定循环方式和循环进度单循环、多循环。在巷道施工中，每个循环使巷道向前推进的距离称为循环进度，又称循环进尺。循环进尺主要取决于炮眼深度和爆破效率。在目前我国大多数煤矿仍用气腿式凿岩机的情况下，炮眼深度一般为1.5～2.0m较为合理。当采用凿岩台车配以高效凿岩机时，采用2.0～3.5m的中深孔爆破，对提高掘进速度更为有利。第12页/共17页2023/4/213第二节施工组织三、编制循环图表确定了炮眼深度，也就知道了各主要工序的工作量，然后可根据设备情况、工作定额(或实测数据)计算各工序所需要的作业时间。在所需的全部作业时间中，扣除能够与其他工序平行作业的时间，便是一个循环所需要的时间T，即4.计算循环时间装药时间T3：钻眼时间：装岩时间T2：在实际中，为了防止难以预见的工序延长，考虑留有10％的备用时间，故循环时间：第13页/共17页2023/4/214第二节施工组织三、编制循环图表5.循环图表的编制第14页/共17页2023/4/215第三节掘进队的组织与管理制度一、掘进队的组织形式我国常用的有综合掘进队和专业掘进队两种组织形式。综合掘进队是将巷道施工中的主要工种(掘进、支护)以及辅助工种(机电维修、运输、通风、管路等)组织在一个掘进队内。其特点是指挥统一，各工种密切配合协作，有利于培养工人一专多能。在施工中能根据不同工序的需要，灵活调配劳力，使工时得到充分利用，提高工作效率。这种组织形式有利于保证正规循环和多工序平行交叉作业的实现，是提高岩巷施工速度的有效组织形式。专业掘进队只有主要工序的工种