一种超大硐室的小断面巷道掘进-挑顶扩刷的施工方法

摘要

本发明公开了一种超大硐室的小断面巷道掘进‑挑顶扩刷的施工方法，首先将硐室进行分层，沿硐室中轴线小断面巷道掘进，然后沿小断面巷道顶部向上挑顶，挑顶至硐室最上方一层，挑顶时控制顶部成一斜面向出碴侧上方延伸，硐室最上方一层平台拱部处扩刷成形，接着在硐室最上方一层平台进行压顶爆破作业，从拱部端面向下压顶，当压顶及扩刷推进至硐室中部时，将出碴侧的矸子清出，形成一条上下人员的通道，再从端面压顶继续向前推进，推进至硐室倒碴侧，扩刷从上至下进行，并从硐室倒碴侧向出碴侧分段分层扩刷推进。本发明具有施工周期短、设备操作简单、出渣效率高、安全系数好等特点，而且可以减少施工成本。

说明书

技术领域

本发明涉及矿山建设领域，特别涉及一种超大硐室的小断面巷道掘进-挑顶扩刷的施工方法。

背景技术

随着矿山开采规模的增大和机械化水平的提高，高大硐室断面大、长度短，无法使用大型施工机械，施工周期较长的问题急需解决，因此，解决高大硐室的掘进与支护问题成为当下矿山建设的技术性难点。

通常，根据硐室围岩的稳定程度和断面尺寸，硐室掘进方法有四种，包括导硐施工法、溜矿法、全断面施工法、台阶施工法。对于大断面的硐室，单一的施工方法会使施工难度大，危险系数高且施工效率低。如何能够高效、安全、保证质量的完成高大碉室施工，一直是矿山施工研究的课题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种施工简单、安全系数高的超大硐室的小断面巷道掘进-挑顶扩刷的施工方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：一种超大硐室的小断面巷道掘进-挑顶扩刷的施工方法，包括以下步骤：

a、根据硐室施工和设计要求确定硐室的高度、宽度、长度；

b、将硐室进行分层，确定硐室各分层高度；

c、沿硐室中轴线小断面巷道掘进，并贯穿硐室，小断面巷道按硐室Ⅰ侧到硐室Ⅱ侧施工；

d、在硐室Ⅰ侧布置耙岩机倒碴并作为倒碴侧，Ⅱ侧布置装载机出碴并作为出渣侧；

e、从倒碴侧沿小断面巷道顶部向上挑顶，挑顶至硐室最上方一层，挑顶时控制顶部成一斜面向出碴侧上方延伸，出渣侧采用装载机出碴，倒碴侧耙岩机倒碴控制碴面，使碴面形成一个直角梯形平台，硐室最上方一层平台顶面作为打眼平台，斜面成为人员进出通道；

f、将硐室最上方一层平台按小断面巷道宽度直挑至硐室顶部，硐室最上方一层平台拱部处扩刷成形；

g、按小断面巷道宽度在硐室最上方一层平台出渣侧向倒碴侧进行压顶爆破作业，从拱部端面向下压顶，采用耙岩机倒碴并辅助出碴及装载机出碴控制碴面，确保碴石堆成的梯形平台上部碴面不低于拱基线1m，斜面确保作业人员通行；压顶作业每向前推进设定距离后，将硐室该段两侧拱部按设计要求扩刷成形并进行临时支护；

h、当压顶及扩刷推进至硐室中部时，将出碴侧的矸子清出，形成一条上下人员的通道，人员改成从出碴侧上下，同时倒碴侧耙岩机改为辅助出碴，然后，再从端面压顶继续向前推进，按压顶→扩刷拱部→临时支护→继续压顶顺序推进至硐室倒碴侧，并对硐室端墙进行临时支护；

i、墙部扩刷从上至下进行，并从硐室倒碴侧向出碴侧分段分层扩刷推进。

上述超大硐室的小断面巷道掘进-挑顶扩刷的施工方法，所述步骤c中，小断面巷道按进出硐室的巷道断面施工，断面宽度为3.5～5m，高度为3～4m。

上述超大硐室的小断面巷道掘进-挑顶扩刷的施工方法，所述步骤e中，矿、废石仓挑顶前将矿、废石仓用钢梁密集封堵，为便于硐室施工出碴，封堵钢梁卧底安装。

上述超大硐室的小断面巷道掘进-挑顶扩刷的施工方法，所述步骤f中，边扩刷边进行锚网喷砼临时支护，岩石破碎时，结合钢拱架、管棚超前支护施工。

上述超大硐室的小断面巷道掘进-挑顶扩刷的施工方法，所述步骤i中，扩刷分层高度不大于2m，分段长度不大于10m，每次爆破炸药量不超过40kg；每次扩刷后进行临时支护，每次临时支护高度不大于2m，扩刷至硐室端墙时将端墙临时支护好。

本发明的有益效果在于：本发明首先将硐室进行分层，沿硐室中轴线小断面巷道掘进，然后沿小断面巷道顶部向上挑顶，挑顶至硐室最上方一层，挑顶时控制顶部成一斜面向出碴侧上方延伸，斜面成为人员进出通道，将硐室最上方一层平台按小断面巷道宽度直挑至硐室顶部，硐室最上方一层平台拱部处扩刷成形，接着按小断面巷道宽度在硐室最上方一层平台进行压顶爆破作业，从拱部端面向下压顶，当压顶及扩刷推进至硐室中部时，将出碴侧的矸子清出，形成一条上下人员的通道，再从端面压顶继续向前推进，按压顶→扩刷拱部→临时支护→继续压顶顺序推进至硐室倒碴侧，最后墙部扩刷从上至下进行，并从硐室倒碴侧向出碴侧分段分层扩刷推进。本发明具有施工周期短、设备操作简单、出渣效率高、安全系数好等特点，而且可以减少施工成本，克服了传统大断面硐室施工周期长、设备操作复杂、出渣效率低、作业环境差等缺点，对矿山施工具有重要的现实意义。

附图说明

图1为本发明的硐室掘进施工图。

图2为本发明的硐室挑顶施工图。

图3为本发明的硐室断面图。

图4为本发明的硐室中部断面图。

图5为本发明的硐室实例分层图。

图6为本发明的硐室墙部扩刷图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

以某铁矿废石破碎硐室为例，硐室长度为32.0m，高10.0m，宽12.0m，属于超大硐室。如图1-图6所示，一种超大硐室的小断面巷道掘进-挑顶扩刷的施工方法，包括以下步骤：

a、根据硐室施工和设计要求确定硐室的高度、宽度、长度。

b、将硐室进行分层，确定硐室各分层高度，竖直第一分层1高度为3.0m，竖直第二分层2高度为3.0m，竖直第三分层3高度为4.0m。

c、沿硐室中轴线小断面巷道A掘进，并贯穿硐室，小断面巷道A按硐室Ⅰ侧到硐室Ⅱ侧施工；断面宽度为4.0m，高度为4.0m。

d、在硐室Ⅰ侧布置P-60B耙岩机倒碴并作为倒碴侧，Ⅱ侧布置装载机出碴并作为出渣侧。

P-60B耙斗装岩机适用于净高2.4m以上，净断面8.0

e、从倒碴侧沿小断面巷道A顶部向上挑顶，挑顶至硐室最上方一层，挑顶时控制顶部成一斜面B向出碴侧上方延伸，出渣侧采用装载机出碴，倒碴侧耙岩机倒碴控制碴面，使碴面形成一个直角梯形平台，硐室最上方一层平台顶面作为打眼平台4，斜面B成为人员进出通道。

矿、废石仓挑顶前将矿、废石仓用钢梁密集封堵，为便于硐室施工出碴，封堵钢梁卧底安装。

f、将硐室最上方一层平台按小断面巷道A宽度直挑至硐室顶部，硐室最上方一层平台拱部处扩刷成形，边扩刷边进行锚网喷砼临时支护，岩石破碎时，结合钢拱架、管棚超前支护施工。

g、按小断面巷道A宽度在硐室最上方一层平台出渣侧向倒碴侧进行压顶爆破作业，从拱部端面向下压顶，采用耙岩机倒碴并辅助出碴及装载机出碴控制碴面，确保碴石堆成的梯形平台上部碴面不低于拱基线1m，斜面B确保作业人员通行；压顶作业每向前推进设定距离后，将硐室该段两侧拱部按设计要求扩刷成形并进行临时支护。

h、当压顶及扩刷推进至硐室中部5时，将出碴侧的矸子清出，形成一条上下人员的通道，人员改成从出碴侧上下，同时倒碴侧耙岩机改为辅助出碴，然后，再从端面压顶继续向前推进，按压顶→扩刷拱部→临时支护→继续压顶顺序推进至硐室倒碴侧，并对硐室端墙进行临时支护。

i、墙部扩刷从上至下进行，并从硐室倒碴侧向出碴侧分段分层扩刷推进。

墙部分层高度为2m，分段长度为10.0m，以每次爆破炸药量为40kg；为了方便人员作业，碴石面扩刷作业面为1.0m，每次扩刷后，必须及时进行临时支护，每次临时支护高度为2.0m，扩刷至硐室Ⅱ侧端墙时要及时将端墙临时支护好，即完成超大硐室施工。