磷矿巷道施工方案

磷矿巷道施工综合技术方案一、工程概况1.1项目基本信息本工程为某磷矿地下开采巷道施工项目，位于磷矿主采区中部，设计巷道总长度5000米，其中主巷道3000米，支巷道2000米，设计断面尺寸为5m×4m（宽×高）的直墙半圆拱型结构。巷道穿越岩层主要为灰岩、白云岩及页岩互层，其中灰岩占比约60%，白云岩25%，页岩15%。根据地质勘察数据，巷道区域最大埋深320m，岩层平均单轴抗压强度35-60MPa，节理裂隙发育程度中等，局部存在断层破碎带，最大涌水量预计为80m³/h。1.2工程地质条件岩性特征：主要岩性为寒武系中上统白云质灰岩，岩层走向NE30°-45°，倾向NW，倾角15°-25°。页岩夹层厚度0.3-1.2m，遇水易软化，存在潜在的膨胀性。地质构造：区域内发育3条主要断层，其中F1断层走向NE60°，落差2-5m，破碎带宽1.5-3m，对巷道施工影响显著。水文条件：主要含水层为灰岩裂隙含水层，富水性中等，预计正常涌水量50m³/h，最大涌水量80m³/h，水质呈弱碱性，pH值7.5-8.2。1.3工程技术指标项目指标要求备注巷道断面5m×4m（直墙半圆拱）净断面18.85m²施工坡度3‰-5‰沿走向布置支护方式锚网喷+钢拱架联合支护断层带采用超前管棚循环进尺2.9-3.1m钻爆法施工通风标准风量≥37m³/s，风速≥0.25m/s满足《金属非金属矿山安全规程》二、施工组织设计2.1施工管理机构项目经理部：设项目经理1人，技术负责人1人，安全负责人1人，施工队长2人，专业工程师5人（地质、测量、机电、通风、支护）。施工队伍配置：掘进队2个（每队30人），支护队1个（25人），机电队1个（20人），辅助工队1个（15人），总计120人。2.2主要施工设备设备类型型号规格数量用途凿岩台车CMS1-302台炮孔施工装载机ZL50GN2台出渣作业自卸汽车15t4辆矿渣运输锚杆钻机MQT-1304台锚杆施工混凝土喷射机PZ-5B2台喷砼作业轴流风机SWF-12NO.122台主通风局部通风机FBDNo6.3/2×154台工作面通风多级离心泵D46-50×73台排水（2用1备）2.3施工总体流程施工准备阶段（1个月）：完成图纸会审、设备进场、材料检验、测量放线等工作。巷道开挖阶段（4个月）：采用钻爆法全断面开挖，循环作业方式施工。支护作业阶段（同步进行）：随开挖及时支护，断层破碎带采用超前支护。辅助系统施工（穿插进行）：通风、排水、供电系统同步建设。竣工验收阶段（1个月）：分阶段验收，包括断面尺寸、支护质量、通风排水等。三、巷道开挖施工3.1钻爆法施工工艺3.1.1炮眼布置设计采用直眼掏槽方式，炮眼深度3.2m，具体布置如下：掏槽圈：中心1个掏槽眼（装药2.7kg），周边6个掏槽空眼（直径75mm），间距160mm。辅助圈：小辅助眼4个（距掏槽眼300mm，装药2.7kg/眼），大辅助眼4个（距掏槽眼600mm，装药2.4kg/眼）。崩落圈：3圈布置，抵抗线700-900mm，间距840-1350mm，装药2.1-2.4kg/眼。周边圈：周边眼间距500-700mm（装药1.5kg/眼），底板眼间距900-1000mm（装药1.8kg/眼）。3.1.2爆破参数优化炸药选择：2号岩石乳化炸药，直径32mm，药卷长200mm，重量150g。起爆网络：非电毫秒雷管起爆，延期时间序列为：掏槽眼0ms→小辅助眼50/100ms→大辅助眼150ms→崩落眼300-900ms→底板眼900/1300ms→周边眼1100/1300ms。装药结构：掏槽眼采用连续装药，其余炮眼采用间隔装药，周边眼采用空气柱间隔装药，装药系数0.6-0.7。3.1.3爆破效果控制循环进尺：设计3.2m，实际有效进尺2.9-3.1m，炮眼利用率90.6%-96.9%。块度控制：爆破后岩块最大尺寸≤300mm，满足装载机装渣要求。炸药单耗：0.85-0.95kg/m³，较传统方案降低12%。3.2出渣作业作业方式：采用“装载机+自卸汽车”配套出渣，装载机斗容3m³，汽车载重量15t。运输路线：工作面→运输大巷→临时渣场，运距500-800m。循环时间：每循环出渣量约55m³，出渣时间控制在4-5小时。四、巷道支护系统4.1支护方案设计根据围岩稳定性分级（RMR值35-50），采用分级支护方案：4.1.1常规段支护（完整岩层）初期支护：Φ22mm螺纹钢锚杆（L=2.5m，间排距800×800mm）+Φ6mm钢筋网（网格150×150mm）+C20喷射混凝土（厚度100mm）。二次支护：18号工字钢拱架（间距1.2m）+混凝土浇筑（厚度200mm），拱架与岩面之间用混凝土充填密实。4.1.2断层破碎带支护（F1断层影响区）超前支护：Φ42mm×3.5mm无缝钢管管棚（L=5m，环向间距300mm），管棚倾角1°-3°，注浆加固（水泥浆水灰比1:1）。主体支护：18号工字钢拱架（间距0.8m）+双层钢筋网（内层Φ6mm，外层Φ8mm）+Φ22mm注浆锚杆（L=3.5m）+喷射混凝土（厚度150mm）。4.2支护施工工艺4.2.1锚杆施工钻孔：采用MQT-130型锚杆钻机，孔径42mm，孔深2.6m（超深100mm）。安装：树脂药卷锚固（K2350+Z2350），搅拌时间20-30s，等待时间3-5min，锚杆预紧力≥100kN。质量检测：每300根锚杆进行1组抗拔试验，每组3根，最低抗拔力≥80kN。4.2.2喷射混凝土施工配合比：水泥:砂:碎石=1:2:2（重量比），水灰比0.45-0.5，速凝剂掺量3%-5%。施工参数：工作风压0.4-0.6MPa，喷头距岩面1.0-1.5m，喷射角度75°-90°。养护：喷射完成后2h开始洒水养护，养护时间不少于7d，强度达到设计值70%后方可进行下道工序。4.3支护质量控制断面控制：采用激光指向仪控制巷道轮廓，允许偏差±150mm。钢拱架安装：拱架中线偏差≤50mm，高程偏差≤30mm，垂直度偏差≤2°。喷射混凝土：厚度采用预埋钢筋法检测，每10m检测1个断面，每个断面测5点，合格率≥90%。五、辅助系统设计5.1通风系统通风方式：采用中央对角式通风，主井进风，1#、2#斜坡道出风。设备配置：主通风机选用SWF-12NO.12型轴流风机2台（1用1备），风量21.6m³/s，风压800Pa，电机功率22kW。局部通风：掘进工作面配备FBDNo6.3/2×15型局部通风机，风筒直径800mm，百米漏风率≤2%。风量计算：按同时作业面5个回采工作面+1个开拓工作面+2个采准工作面计算，总需风量37.3m³/s，风速0.28m/s，满足规范要求。5.2排水系统排水方式：采用分级排水，设置三级排水站：一级：工作面→临时水仓（容积50m³）→D46-50×5离心泵（Q=46m³/h，H=250m）二级：采区水仓（容积200m³）→D46-50×7离心泵（Q=46m³/h，H=350m）三级：中央水仓（容积500m³）→D46-50×9离心泵（Q=46m³/h，H=450m）排水管路：Φ159mm×5mm无缝钢管，壁厚5mm，耐压≥2.5MPa。防水措施：泵房设置防水门（抗水压1.5MPa），水仓设沉淀池（三级沉淀），清淤周期7d。5.3供电系统电源配置：双回路供电，引自地面35kV变电站，井下设中央变电所（2×500kVA变压器）。设备供电：掘进工作面采用1140V供电，照明及小动力采用127V，局部通风机实现“三专两闭锁”。六、施工进度计划6.1关键线路计划施工准备：第1个月（设备进场、测量放线、安全培训）主巷道开挖：第2-5个月（平均月进尺220m，总3000m）支巷道施工：第4-8个月（平均月进尺150m，总2000m）支护作业：与开挖同步进行，滞后开挖面50-80m辅助系统施工：第2-6个月（通风、排水系统随巷道延伸同步建设）竣工验收：第12个月（分阶段验收，总体验收）6.2循环作业图表采用“三八制”作业方式，每循环12小时，具体工序时间分配：钻眼：3.5小时（含炮眼布置、钻孔、清孔）装药爆破：1.5小时（含装药、连线、起爆、通风）出渣：4.0小时（装载机装渣、汽车运输）支护：2.5小时（锚杆安装、挂网、喷砼）辅助作业：0.5小时（安全检查、设备维护）七、质量安全控制7.1质量控制措施原材料控制：锚杆、钢筋、水泥等主要材料进场需提供合格证，并按规定进行抽样送检，合格率100%。工序控制：实行“三检制”（自检、互检、交接检），关键工序（爆破参数、锚杆安装、混凝土配比）实行技术员跟班监督。测量控制：采用全站仪按二级导线精度施测，每50m设置一个导线点，巷道中线偏差≤100mm，高程偏差≤50mm。7.2安全管理体系制度建设：建立安全生产责任制、安全检查制度、隐患排查制度等18项安全管理制度。风险防控：针对断层破碎带、涌水、瓦斯等风险，制定专项应急预案，每季度组织1次应急演练。监测监控：安装KJ616型矿山安全监控系统，实时监测瓦斯浓度（报警值0.5%）、风速、风压、水位等参数。7.3职业健康保障通风防尘：采用湿式凿岩、爆破喷雾、转载点洒水等综合防尘措施，粉尘浓度控制在2mg/m³以下。个体防护：为作业人员配备防尘口罩、安全帽、反光工作服等防护用品，定期进行职业健康检查。照明通讯：巷道每隔50m设置防爆照明灯（照度≥5lux），每隔100m设置防爆电话，确保通讯畅通。八、施工应急预案8.1突水应急处置预警指标：水位突然上升超过50mm/h，水质浑浊度增加，出现“嘶嘶”水声。处置流程：立即停止作业→启动排水系统→加固工作面支护→设置挡水墙→人员按避灾路线撤离。物资储备：预备Φ150mm排水管500m，速凝水泥50t，沙袋2000个，柴油发电机（200kW）1台。8.2冒顶事故处置征兆识别：顶板发出断裂声，岩块掉落，支架变形，瓦斯浓度异常变化。救援措施：立即撤离人员→加固周边支护→采用注浆加固或管棚支护处理→分步清理塌方体。救援装备：配备液压千斤顶（50t）2台，应急照明设备，生命探测仪1台。九、环境保护措施9.1废水处理处理工艺：施工废水经沉淀池（三级，总容积500m³）处理后回用，悬浮物去除率≥90%。排放标准：回用废水SS≤100mg/L，pH值6-9，满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。9.2噪声控制设备降噪：对凿岩机、通风机等设备安装隔音罩，噪声源强控制在85dB(A)以下。传播控制：运输道路采用硬化处理，设