矿山掘进拱架施工方案

矿山掘进拱架施工方案一、工程概况本工程为矿山井下巷道掘进支护施工项目，巷道设计长度1200m，净断面规格为4.5m×4.0m（宽×高），采用锚网喷+钢拱架联合支护形式。巷道穿越岩层主要为砂岩与页岩互层，局部存在断层破碎带，岩石普氏系数f=4-6，属Ⅳ类围岩。根据地质勘察资料，施工区域地下水位较高，需采取超前排水措施。二、施工准备（一）技术准备图纸会审组织技术人员进行施工图纸会审，重点核查巷道断面尺寸、拱架型号（选用I18工字钢拱架，间距800mm）、锚杆布置参数（Φ20×2200mm螺纹钢锚杆，间排距800×800mm）及混凝土喷射厚度（100mm）等关键指标，形成会审记录并进行技术交底。测量放线采用全站仪按设计坐标建立施工控制导线，每50m设置一个永久测点。掘进前在掌子面标出巷道中线、腰线及拱架安装轮廓线，允许偏差±50mm。（二）材料准备材料名称规格型号单位数量质量要求工字钢拱架I18榀1500屈服强度≥345MPa，弯曲度≤2mm/m连接钢板10mm厚Q235块6000孔径与螺栓匹配，无裂纹锚杆Φ20×2200mm根18000抗拉强度≥500MPa金属网Φ6mm，网格100×100mmm²6500焊点抗拉力≥300NC25喷射混凝土水泥:砂:石=1:2:2.5m³180028d抗压强度≥25MPa（三）设备准备掘进设备：EBZ-160型悬臂式掘进机（截割功率160kW）、耙斗装岩机（P-60B型）支护设备：ZYC-2300型液压锚杆钻机、HSP-7型混凝土喷射机辅助设备：2×11kW局部通风机（风筒直径800mm）、XBD8.5/40-150型排水泵（扬程85m）三、主要施工工序（一）超前支护管棚施工在断层破碎带段采用Φ108mm×6mm无缝钢管超前管棚支护，长度5m，环向间距300mm，外插角3°-5°。管棚采用地质钻机钻孔，高压风清孔后安装钢管，管内灌注水泥浆（水灰比1:1）。排水措施掌子面迎头设置临时集水坑（长×宽×深=1.5×1.0×0.8m），配备2台排水泵（1用1备），通过Φ100mm排水管将水排至中央水仓。（二）掘进作业循环作业采用“三八”作业制，每循环进尺1.2m，循环工序为：割煤（岩）→出矸→临时支护→永久支护。截割工艺掘进机从巷道底部中心进刀，按“由下向上、由外向内”的顺序截割，周边眼预留200mm保护层，采用光面爆破处理硬岩段（炮眼深度1.5m，装药量控制在0.3kg/m）。（三）拱架安装拱架加工在地面加工厂采用数控切割下料，拱架分3段加工（拱顶1段+两侧帮部各1段），接口处焊接连接钢板（每端2块），采用螺栓（M20×60mm高强螺栓）连接，预组装偏差≤30mm。安装流程临时固定：每榀拱架安装前先打设4根Φ25mm临时定位锚杆，外露长度300mm，用于支撑拱架。吊装就位：使用5t手拉葫芦将拱架分段吊至安装位置，调整垂直度（偏差≤2°）和高程（±30mm），利用木楔临时固定。连接固定：相邻拱架间采用Φ20mm钢筋拉杆连接（每侧3道），节点处螺栓扭矩达到300N·m，安装完成后喷射50mm厚混凝土封闭。（四）锚网喷支护锚杆施工采用“先顶后帮、由外向内”的顺序施工，钻孔深度2250mm（超深50mm），孔内灌注树脂锚固剂（K2350型，每孔2卷），锚杆外露长度10-50mm。挂网作业金属网应紧贴岩面，搭接长度≥100mm，采用14#铁丝双股绑扎，绑扎点间距200mm。网片与拱架之间用Φ8mm钢筋卡子固定，每榀拱架不少于8个固定点。混凝土喷射初喷：掘进后立即喷射30mm厚混凝土封闭围岩，初凝时间≤15min。复喷：拱架安装完成后复喷至设计厚度，分3层喷射，每层间隔≥2h，喷射压力控制在0.3-0.5MPa，回弹率≤25%。四、质量控制要点（一）拱架安装质量拱架间距允许偏差±100mm，垂直度偏差≤50mm/m，中线偏移≤50mm。连接螺栓必须齐全紧固，扭矩抽检合格率≥90%，螺母外露丝扣2-3扣。拱架与围岩间隙用混凝土填塞密实，严禁出现空洞。（二）喷射混凝土质量原材料计量偏差：水泥±2%，砂石±3%，水±1%。混凝土强度检测：每50m制作1组（3块）试块，28d抗压强度合格率100%。表面平整度：允许偏差≤50mm，无空鼓、裂缝现象。（三）施工监测围岩收敛监测：采用测杆法，每10m设置一个监测断面，测量顶底板移近量和两帮移近量，预警值为50mm/月。拱架应力监测：在断层带区域选取10榀拱架安装应力传感器，实时监测axialforce，警戒值≤200kN。五、安全技术措施（一）顶板管理掘进工作面必须按规定架设临时支护（采用前探梁，长度4m，数量3根），空顶距离不得超过1.5m。每班开工前由班组长进行敲帮问顶，处理松动岩块，使用长柄工具站在安全地点作业。（二）防排水措施配备2套排水系统，定期检查水泵完好性，确保排水能力≥200m³/h。巷道两侧设置排水沟（断面300×200mm），坡度3‰，保持畅通。（三）爆破安全采用毫秒延期电雷管起爆，总延期时间≤130ms，爆破警戒距离直巷≥100m，拐弯巷≥75m。爆破后必须通风15min以上，经瓦斯检测（浓度＜0.8%）方可进入工作面。（四）机电安全所有电气设备必须有可靠接地（接地电阻≤2Ω），防爆设备入井前经检查合格并贴合格证。局部通风机实行“三专两闭锁”，保证连续运转，停风时立即撤人。六、施工进度计划施工阶段工期（天）工程量关键节点施工准备15设备安装、材料进场第10天完成测量放线正常段掘进180900m巷道每月进尺≥150m断层带施工60300m巷道（含管棚支护）第210天通过F3断层收尾工程25监测验收、设备回撤第300天完成竣工清理七、应急预案（一）冒顶事故应急处置立即启动应急响应，撤离受威胁区域人员，设置警戒。采用木垛法临时支护，由外向内逐步清理塌落矸石，严禁冒险作业。备用物资：准备20m³圆木（Φ200mm以上）、50块道木及应急照明设备。（二）透水事故应急处置发现透水征兆（挂红、涌水、空气变冷）立即停止作业，向调度室报告并组织撤离。启动全部排水设备，关闭防水闸门，切断灾区电源。按照避灾路线（经副井→地面）撤离，严禁进入独头巷道。八、文明施工与环保措施材料分类堆放，悬挂标识牌，钢材、木材堆放高度≤1.5m。掘进矸