【矿业实务】顾士东 教材精讲班教案38-第一篇-第6章-6.3.7-硐室和交岔点施工-6.3.8-巷道施工监测内容及方法

6.3.7硐室和交岔点施工知识点一、硐室的施工方法分为：全断面施工法、分层施工法和导硐施工法。1）全断面施工法全断面施工法和普通巷道施工法基本相同。在常规设备条件下，全断面一次掘进硐室的高度，一般不得超过4～5m。这种施工方法一般适用于稳定及整体性好的岩层。优点：一次成巷，工序简单，劳动效率高，施工速度快；缺点：顶板围岩暴露面积较大，维护较难，上部炮眼装药及爆破后处理浮石较困难。2）分层施工法：分正台阶施工法、倒台阶施工法。上分层工作面超前施工的，称为正台阶工作面施工法；下分层工作面超前施工的，称为倒台阶工作面施工法。每分层的高度以1.8～3.0m为宜，或以起拱线作为上分层。上分层的超前距离一般为2～3m。当支护方式为金属支架支护时，上分层应先掘出起拱线以上部分，前窜前探梁并把拱顶部分支护好。3）导硐施工法对地质条件复杂或者断面特大的硐室，为了易于控制顶板和尽早砌筑墙壁，或为解决出矸、通风等问题，可先掘进1～2个小断面巷道（导硐），然后再刷帮、挑顶或卧底，将硐室扩大到设计断面。一般反向施工交叉点时宜采用导硐施工法。知识点二、交岔点的施工方法选择交岔点的施工方法，条件允许时应尽量做到一次成巷1）若围岩坚硬稳定，可采用一次成巷的施工方法，随掘随砌，或掘进后一次砌筑。2）若围岩中等稳定，交岔点的变断面部分起始段仍可采用一次成巷施工。在断面较大处，则可用小断面向两分巷掘进并将边墙筑起，同时把柱墩掘砌好，然后分段挑顶砌碹，交岔点跨度最大部分的碹体宜在最后砌成。3）在松软岩层中掘进交岔点：采用分部施工法。在松软岩层中，交岔点应采用可缩性U型钢支护或锚喷网支护，以及锚喷网与其他支护的联合支护结构。这样可以采用自上而下分层施工法，或者小断面掘进然后扩大断面的导硐施工法等。如果在施工中顶板比较破碎，爆破后易冒顶时，应采用超前锚杆支护维护顶板或管棚超前支护法等。知识点三、特殊硐室施工方法本知识点为2024新增内容1）马头门的施工马头门一般为拱形渐变断面，断面较大，与井筒施工相互影响，因此，根据其与井筒施工的关系分为3种方法：（1）与井筒同时施工法（2）与井筒交叉施工法（3）与井筒顺序施工法（1）与井筒同时施工法①井筒掘至马头门顶板3～5m处，停掘，砌好上段井壁；②马头门第一分层掘进至设计长度、砌壁，锚喷临时支护。③第一分层掘出后，同时砌筑井筒、马头门，并接槎。④掘进马头门第二分层，如此循环。马头门的分层高度一般不大于2m,岩层稳定时也可按井筒施工循环段高作为分层高度。该方法井筒与马头门一体，井壁质量易于保证。适用于马头门长度较短（小于5m）,围岩坚硬稳定的情况（2）与井筒交叉施工法与井筒同时施工马头门的方法基本相同。①该方法马头门与井筒同时施工的长度为5m左右，而非马头门的设计全长，②井筒通过马头门后一到两个循环，将井壁砌好后，进行马头门剩余工程的施工。该方法能较大部分地利用凿井设备，井壁质量较好，但施工工序转换较多，劳动组织相对复杂。适用于马头门断面较大，净高较高，长度较长，围岩中等稳定的情况。（3）与井筒顺序施工法①井筒掘到马头门顶板时停下，将上部井壁砌好；②井筒按循环段高向下掘砌至马头门底板，预留马头门开口位置，只砌筑井筒剩余部分井壁，向下施工直至井筒完成。③搭设临时工作盘，掘进马头门，可全断面一次掘进法施工，也可分层施工法或导硐施工法。优点：工艺单一，占用井筒工期短，围岩易于维护；缺点：分别浇筑永久支护，接口处质量不宜保证，不能有效利用凿井设备。适用任何断面和长度的马头门，各种围岩条件。2）装载硐室施工一般分为巷道（斜井）皮带装载硐室和立井箕斗装载硐室。（1）巷道（斜井）皮带装载硐室的施工一般采用分层或导硐法施工。①顶部先用大型钢梁作临时支护顶板，在煤仓卸载中心位置提前安装好给煤机仓口架；②装载硐室顶板与煤仓下锁口同时立模、浇筑，二者浇筑成一个整体。（2）立井箕斗装载硐室的施工根据其与井筒施工的关系分为3种方法：①与井筒同时施工法A.井筒掘至装载硐室上部3m左右时停止掘进，砌筑井壁B.掘井井筒的下一个分层和装载硐室的上分层；C.井筒掘进超前硐室掘进一个分层。二者同时砌筑好优点：充分利用凿井设备，硐室施工准备期较短，速度快，效率高，成本较低，缺点：占用井筒工期，受围岩稳定程度限制较大。适用：装载硐室工程量较小，围岩稳定，井筒工期要求不太紧的情况。②与井筒顺序施工法A.井筒掘进到装载硐室顶板时，停掘砌筑井壁B.下掘井筒到底，反向自下而上砌筑井筒至装载硐室上段，或随井筒的掘进砌筑井壁，直至井筒掘砌完成。C.预留装载硐室的开口，井筒掘砌完成后，施工装载硐室。优点：利用凿井设备，不受井筒施工方法限制，掘井效率较高，硐室本身施工速度较快，施工安全，缺点：占用井筒工期较长。适用：硐室工程量较大，各种围岩条件，井筒工期要求不紧的情况。③与井筒分别施工法A.暂不施工装载硐室，开口范围先用锚喷临时支护B.井筒内设临时封闭盘和施工工作盘，施工装载硐室。缺点：不能利用凿井设备，施工准备量大，施工速度慢，需要增加临时设施，成本较高。优点：不占井筒工期，施工安全性好，施工方法灵活机动。适用：各种稳定的围岩，硐室工程量较大，井筒工期要求紧的情况。3）煤仓施工一般采用自下而上施工反井，然后自上而下刷大掘砌仓壁的施工方法。①反井施工可用反井钻井法，吊罐法或普通施工法。多采用钻井法施工，反井的直径一般不小于1200mm。反井施工时，先从上往下施工小直径导孔（直径200～500mm）与下部巷道（硐室）贯通，然后在下部巷道（硐室）内换上扩孔钻头（直径1.2～1.5m）,再从下往上刷扩成井。②刷大施工A.可由上往下一次刷大到底、由下往上砌筑仓壁；也可由上往下分段刷大并砌筑仓壁。B.由上往下刷大时采取锚喷或锚网喷临时支护仓壁。C.刷大时，反井口需做临时封口小吊盘，反井封闭小吊盘做成上大下小的圆台状，类似于瓶塞状，上圆台直径大于反井直径，下圆台直径小于反井直径，方便塞入反井。圆台柱侧面为网状，网格大小以不影响出矸为宜。反井小吊盘可作为出渣小挖机的工作盘。D.煤仓下部装载硐室的基础及墙体进行混凝土浇筑，敷设煤仓下部锁口钢梁；E.分别支模、同时浇筑，将装载硐室顶部与煤仓下锁口浇筑成一个整体；F.自下向上对煤仓漏斗、煤仓仓体浇筑混凝土完成永久支护。习题演练模拟题1、关于硐室施工方法的说法，错误的是（）A.硐室施工方法分为全断面施工法、分层施工法和导硐施工法B.交岔点反向施工时应采用下行分层施工法C硐室高度较大不便施工时，应将整个硐室形成台阶状分层施工D.岩层稳定性好、高度不超过5m时，可采用全断面施工法答案：B模拟题2、关于正台阶工作面（下行分层）施工法上分层超前距离的说法，正确的是（）。A.超前距离应大于10m，以保证上分层掘砌施工设备的布置B.超前距离一般2～3m，以方便上分层凿岩施工和方便出渣工作C.超前距离应满足上分层爆破施工对下分层不产生影响D.超前距离应满足上分层支护施工对下分层不产生影响答案：B6.3.8巷道施工监测内容及方法知识点一变形或位移监测1）围岩表面相对位移监测收敛测量：对井巷表面两点间的相对变形和变形规律的量测，如监测巷道顶底板或两帮移近量等。导线测量和高程测量：由不动基点放线测量围岩表面点的绝对位移2）深部围岩位移监测多点位移计测量:深部围岩位移测量离层仪测量：主要用于顶板，可以确定两点或几个点间的相对位移知识点二荷载与应力监测（1）支护荷载监测包括支架载荷、衬砌或喷混凝土载荷、锚杆受力监测，也包括衬砌或混凝土的面层应力监测，要求受力均匀且在其承载能力范围以内，并有一定余量。（2）围岩应力监测围岩应力监测不同于原岩应力测量，主要指在影响圈范围内的围岩应力测量，包括围岩表面应力监测以及巷道影响范围内的岩体应力测量。知识点三围岩松动圈监测松动圈通常指围岩中破裂比较严重的区域。破裂的主要原因是爆破施工以及围岩内的应力较高而围岩的承载能力不足。判别松动圈大小、分布及其状态，应用较多的是用超声波波速和电磁雷达的方法。超声波波速确定围岩松动范围的原理是岩石的声速和破裂程度有关，破裂越严重，声速越低。巷道周边围岩破裂最严重，声速最低，深处岩体处于原岩状态，成为原岩声速，因此可以认为低于原岩声速的围岩是破裂范围习题演练模拟题：围岩表面相对位移监测可以采用（）等方法。A.收敛测量B.高程测量C.导线测量D.离层仪E.多点位移计答案：ABC解析：围岩表面相对位移监测可以采用收敛测量、导线测量和高程测量等方法。6.3巷道与硐室施工小结1.巷道钻眼爆破法施工作业的基本工序包括工作面钻眼爆破、装渣运输（钉道）、巷道支护、水沟掘砌、管线安设及通风和安全检查等工作2.巷道爆破：炮眼深度：应综合考虑钻眼设备、岩石性质、施工组织形式来合理确定。通常气腿式凿岩机炮眼深度为1.6～2.5m，凿岩台车为1.8～3m。炮眼直径：通常为∮+27～∮42mm，“三小”即小直径钎杆、小直径炸药药卷和小直径钻头，以提高钻眼速度和爆破效果。（三径匹配）3.锚喷巷道的临时支护，通常是在单体液压支柱的掩护下快速打设一定数量的护顶锚杆并挂网喷浆。打设护顶锚杆只允许使用锚杆钻机，严禁使用风动凿岩机。4.锚杆支护：以锚杆为基本支护形式，并通过表面组合构件，将围岩与稳定岩体结合在一起而产生悬吊效果、组合梁效果、补强效果，以达到支护的目的。锚索支护：通过预应力锚索加固岩体，其实质就是通过锚索对加固岩体施加预应力，明显改善围岩的应力状态，提高围岩的自承能力，从而保持围岩的稳定。在大断面巷道中应用，除悬吊、挤压加固作用外，也有一定的减跨作用。锚索：钻孔方向的偏斜角不应大于设计值的3°；锚索安装的有效深度应不小于设计的95%，锚固段长度不小于1m,锚索张拉预紧力不应小于设计值的90%5.喷射混凝土:①喷射混凝土抗压强度：强度等级不应低于C20。一般要求喷射混凝土1d龄期的抗压强度不低于8.0MPa。②水灰比适宜控制在0.4～0.45喷头距受喷面的距离以0.8～1.2m为适宜，喷头与受喷面垂直时，回弹率最低。6.巷道风量计算：①按绝对瓦斯涌出量计算，瓦斯充分稀释至1%以下；②按掘进工作面同时工作的最多人数计算，并按每人每分钟的新鲜空气量不应少于4m3进行计算③按同时运行的最多柴油动力设备数量增加配风量，配风量不应少于4m3/（min·kW）；7.巷道综合防治水：坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则，根据不同水文地质条件，采取探、防、堵、疏、排、截、监等综合防治措施。8.巷道施工监测：区分各监测仪器的用途9.斜井明洞衬砌施工顺序一般是：处理不良地段地基→放线找平→铺底→放线→绑扎钢筋→立模→加固模板→浇筑混凝土→等强→拆模→养护。混凝土连续浇筑，应积极推广泵送混凝土施工。混凝土浇筑强度达到设计强度70%以上时可进行回填。10.斜井施工二级排水站二级排水站设施设在工作面后面适当的位置，位置的确定原则：距工作面施工设备至少5m；要考虑一级排水设备扬程的允许，并有10%富余量。要设临时水泵房、临时水仓，临时水仓的容量应视斜井总涌水量而定。排水设备至少配备两台，一台工作，一台备用。每台水泵的流量宜为总涌水量的2～3倍，其扬程应大于到第三级排水或到地面的高程，且有10%以上的富余量。二级排水站随工作面进展的需要进行前移。11.斜井施工通风当一条单独的斜井独头施工时，通常采用压入式通风。风机的型号依据风量的需求选择。双斜井同时施工，前期两斜井各自独立通风，和单斜井同。当井筒施工到一定深度，为了解决长距离通风问题，可在两斜井之间施工联络巷，调整通风系统，一个井筒进风，一个井筒回风，局扇可下移联络巷上部进风井，同时在回风井上口密闭安装临时扇风机回风。12.斜井施工支架支护：安设支架时，必须使棚腿与顶底板垂线间呈一夹角（迎山角），当倾角大于450时，需设置底梁，使支架成为一个封闭框式结构。目前上山支护中，应积极使用锚喷支护结构13.硐室的施工方法分为：全断面施工法、分层施工法和导硐施工法。1）全断面施工法：一般不得超过4～5m。这种施工方法一般适用于稳定及整体性好的岩层。2）分层施工法：每分层的高度以1.8～3.0m为宜，或以起拱线作为上分层。上分层的超前距离一般为2～3m。3）导硐施工法对地质条件复杂或者断面特大的硐室，可先掘进1～2个小断面巷道（导硐），然后再刷帮、挑顶或卧底。一般反向施工交叉点时宜采用导硐施工法。14.马头门的施工根据其与井筒施工的关系分为3种方法：（1）与井筒同时施工法（2）与井筒交叉施工法（3）与井筒顺序施工法明确各方法的工序与优缺点15.立井箕斗装载硐室的施工根据其与井筒施工的关系分为3种方法：①与井筒同时施工法②与井筒顺序施工法③与井筒分别施工法明确各方法的工序与优缺点16.煤仓施工：一般采用自下而上施工反井，然后自上而下刷大掘砌仓壁的施工方法。①反井施工：反井的直径一般不小于1200m。反井施工时，先从上往下施工小直径导孔（直径200～500mm）与下部巷道（硐室）贯通，然后在下部巷道（硐室）内换上扩孔钻头（直径