平硐长距离快速掘进施工方法创新文档格式.docx
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(1)平硐边墙及拱部均按光面爆破设计进行钻眼、装药、接线和爆破;
爆破后不得有欠挖,以减少对围岩的二次扰动。
(2)主副平硐围岩硬度普氏系数主要为4~12,每循环炮眼进尺为2.5m,硬岩进尺为2米左右,中等硬度岩性进尺为2.2~2.3m,较软岩进尺能达到2.4m左右。
(3)要取得良好爆破效果,必须提高钻孔精度,要求炮眼开口误差不大于30mm,方向偏差不大于30mm/m。
方法如下:
采用激光导向仪确定工作面的中线、坡度。
将所有炮眼用油漆画在工作面上。
拱帮炮眼外插2°
~4°
,以确保下次钻孔正常进行。
(4)采用毫秒延期电雷管起爆系统。
(5)光面爆破采用ø
25mm起爆药卷,周边眼间距不得超过350mm。
2.2钻爆施工工艺流程
找线画眼位架脚手架打眼扫眼瓦检装药连线瓦检爆破通风排烟安检、瓦检打拱部锚杆装岩运输打帮部锚杆初喷。
平硐施工主要流程如图1所示。
2.3操作要点
2.3.1钻眼爆破及初期支护
钻眼爆破施工利用自行制作的脚手架,将工作面分成上下两层,以利于巷道上下分两个区间布置多台风钻同时作业,并实行定人、定
图1平硐施工主要流程
钻、定位、定数量的打眼责任制,使有限的空间得到充分利用,提高打眼效率。
基岩段采用YT-28型气动凿岩机钻眼,工作面布置4台分上下两层同时作业。
操作人员执行七定(人、钻、位、眼、时、质、量)负责制,准确掌握炮眼角度。
选用ø
25mm×
2500mm中空六角钢钎杆和ø
42mm十字形合金钎头。
爆破炸药选用200g/卷,ø
35mm×
200mm的岩石乳化炸药。
FD200D(A)发爆器起爆,电雷管引爆。
采用反向装药结构,装药前必须吹净炮眼内岩碴,药卷要送至孔底。
一般炮眼深度为2.5m。
采用楔形双阶掏槽方式。
副平硐基岩段炮眼布置如图2所示。
根据围岩情况适当调整爆破参数,严格按爆破图表施工,光面爆破周边眼保证爆破后眼痕率在85%以上,不得欠挖。
采用光面、光底、减振、缓冲击中孔爆破技术。
平硐机械化施工作业及断面布置示意图(打眼喷混凝土)如图3所示。
2.3.2锚杆钻装
每茬炮爆破后,初期支护利用碴堆采用MQT130/2.8气动锚杆钻机登碴钻安拱部锚杆,边打边安装锚杆。
施工时,先施工顶板中央锚杆孔。
在指定锚杆位置钻孔后,将树脂药卷装入孔内,利用锚杆机将带有托盘、螺母等部件的锚杆推入设计位置并搅拌20s左右。
待至少30min树脂固化后,用扭矩扳手上紧螺母。
出完碴后在打掘进眼时,利用MQB-70型气腿式帮锚杆钻机钻安帮部锚杆。
两帮锚杆施工顺序自上而下,由后向前逐排进行。
2.3.3挂网
网片为丝径4mm,网孔规格50mm×
50mm的钢丝网,搭接安装,搭接宽度为50mm。
安装锚杆前,先将网片铺至岩壁上,并搭接好,装锚杆时,利用锚杆托盘将网片托紧,网片必须由拱顶中央至两帮,由外向里铺设,锚杆也按相同的顺序安装,锚杆托盘必须托在网片的搭接处。
托盘必须压紧网片至与岩面托紧,不得出现托盘托紧网片而未接触岩面的情况。
2.3.4装岩、排矸
装岩选用KX135-3SZ型小型液压挖掘机,自卸汽车排矸。
施工期
图2副平硐基岩段炮眼布置图
图3平硐机械化施工作业及断面布置示意图(打眼喷混凝土)
间,为提高装岩速度,每隔250m设一调车躲避硐。
躲避硐深6m,宽4m,高3m,以便于汽车在进入工作面前调车。
平硐机械化施工作业及断面布置示意图(出矸)如图4所示。
2.3.5喷浆支护工艺
工作面每前进20m,及时进行初喷,封闭工作面围岩。
喷浆料由设在地面的混凝土搅拌站制作后由输送车运送至工作面。
人工操作喷头及时进行围岩封闭。
工作面后50m以外及时复喷混凝土至巷道成形,复喷混凝土与工作面打眼可以平行作业,不占用循环时间。
初喷厚度为50mm左右,先补不平处,复喷时喷射达设计厚度。
工作面打眼和打锚杆时,在后巷复喷,从而实现复喷与掘进作业工序平行。
2.4劳动组织
按项目法管理要求,项目部设经理、副经理和总工程师各一人,项目部下设三个工程队及管理、服务系统。
项目部管理人员14人,第一工程队施工主平硐,配备22人,负责打眼、爆破、支护;
第二工程队施工副平硐,配备24人,负责打眼、爆破、支护;
另设运输出碴队13人,负责主副平硐的装岩、出碴;
喷浆班11人,负责主副平硐的喷浆;
机电队3人;
通风队3人;
另安排2名杂工。
工程队又分为掘进、支护班组,各专业班组实行“滚班”制作业,按工序交接班,按循环图表要求控制作业时间,保证正规循环作业。
辅助工为三班作业制。
劳动组织见表1。
图4平硐机械化施工作业及断面布置示意图(出矸)
表1劳动组织表
各
施
工
队
队名
名称
小班出勤
定员
程
队长
1
2
副队长
打眼工
5
30
放炮工
6
喷
浆
喷射手
上料工
拌运料工
7
机
电
值班电工
运
输
出
碴
队长
挖掘机司机
3
自卸汽车司机
9
通风队
通风瓦检员
施工队合计
70
项
目
部
经理
副经理
总工程师
工程技术部
施工员
测量员
质安部
质检员
机通部
机电负责人
物质供应部
采购员
财务部
会计
出纳
调度室
主任
安全员
项目部合计
14
3、围岩破碎段采取的特殊施工方法
若围岩破碎有冒顶危险时,则采取超前锚杆和钢拱架加金属网联合支护的方法施工。
具体施工方法如下:
(1)先在工作面架设一榀钢拱架。
安设工字钢支架时,先立好两帮工字钢架腿,两帮每架工字钢用两组(每组两根,在工字钢两侧对称布置)Φ25×
2000mm锚固桩作鸳鸯抱稳固,即上部1组锚杆距拱基线向下300~500mm位置沿巷道断面成45°
角向上安装,下部1组锚杆距底板向上300~500mm位置沿巷道断面成45°
角向下安装,锚固桩使用水泥药卷全长锚固,并与钢拱架焊接牢固,然后搭设工作台拼接支架拱部工字钢。
拼接拱部工字钢时,必须保证工作台稳固可靠,由三至四人合力抱住拱部工字钢,并调整到适当位置,另一人上螺栓。
该榀钢拱架全部拼接好后,在两侧拱肩位置分别沿垂直岩面方向打一组Φ25×
2000mm锚固桩。
(2)掘进前先打超前锚杆。
超前锚杆支护的施工方法为:
在钢拱架拱部上缘沿环向间隔0.2m沿巷道掘进方向成15°
角打Φ25×
4000mm超前锚杆,锚杆尾部与工字钢支架焊接牢固。
在超前锚杆的掩护下,每掘进不超过2m施工下一循环的超前支护,保证超前支护距离不小于2m。
(3)施工完第一榀钢拱架后,以0.8m间距继续施工其他钢拱架,并按前述方法继续施工超前锚杆。
每榀钢拱架拼接前,先在上部铺网。
钢拱架架设好后,用1.3m长的Ф20连接筋沿支架环向以1.0m间隔将支架之间焊接成一个整体,稳固支架。
每架钢拱架支护好后,将上部冒顶区与钢拱架之间用片石人工充填接顶。
钢拱架支护完成后,喷射厚度为120mm的混凝土。
(3)按上述方法施工钢拱架直至围岩状况变好。
(4)工字钢支架焊接脚板,并支在实底上。
锚固桩必须使用水泥药卷全长锚固。
(5)每掘进循环进度不得超过2m,加密周边眼,严格控制装药量,尽量减少对围岩的扰动。
4、材料与设备
机械设备与材料配备见表2。
表2机械设备与材料配备
序号
设备名称
型号规格
单位
数量
额定功率/kW
备注
空压机
SAH110
台
90
20m³
/min
搅拌机
JZM350
6.5
对旋风机
FBDNo6.3/2×
2×
4
混凝土喷射机
PE-6Z
5.5
5m³
/h
电焊机
ARC-315
气动锚杆钻机
MQT130/2.8
风镐
01-30
8
凿岩机
YT-28
12
激光指向仪
BJZY-I
10
锚杆测力仪
ZM-100
11
自卸汽车
490AD3AR331
小型液压挖掘机
KX135-3SZ
13
气动锚杆安装机
AQS10/13
奥之星
装载机
ZL30F
15
材料(略)
5、质量控制
施工质量标准执行《矿山井巷工程施工及验收规范》(GBJ213—1990)和《煤矿井巷工程质量检验评定标准》(MT5009—1994)。
(1)设计轮廓线采用光面爆破及预裂爆破,对地质弱面和重要部位采取预留保护层或周边设置减振孔,再实施弱爆破开挖。
(2)采用红外激光指向仪定向,准确测量周边光爆孔的孔位及方向。
(3)所有的周边孔均在设计轮廓线上开孔,钻孔略向外倾斜2°
~3°
。
(4)通过爆破试验,优化爆破设计,严格控制装药量,确保光爆眼痕率在85%以上。
(5)对地质弱面段采用密孔、浅孔,短循环掘进,减小终孔偏差,将光爆岩面误差控制在允许范围内。
(6)根据围岩情况,合理选择钻爆参数,全面实行光面爆破,提高爆破质量。
(7)提高测量、钻眼精度,特别是周边眼的精度,必须按设计轮廓钻眼。
(8)保证周边眼间隔装药质量,装药前将药卷用竹片加工成药串,炮眼装药量要严格控制,雷管不要混装。
炮泥封堵质量要好。
(9)通过严格的施工管理制度来保证控制超、欠挖技术的实施。
(10)钻安锚杆须使锚杆方向垂直于井巷轮廓线(或岩层层理),严禁安设顺层锚杆。
锚杆间排距严格按照设计要求布置。
锚杆眼深与锚杆配套,安装锚杆应保证树脂的搅拌时间,并上紧托盘,托盘要紧贴岩面。
(11)喷射混凝土应尽量做到厚度均匀,并满足参数要求,杜绝漏喷现象。
(12)喷射混凝土所用材料的标号、规格、材质、配比应符合设计要求,并搅拌均匀,保证喷层强度。
(13)喷射手要正确掌握好喷头与岩帮及岩顶距离和喷头走向,以控制材料消耗并保证达到预定喷层的厚度、强度要求。
(14)喷浆后的养护必须认真实施,以保证混凝土的强度及防止脱水龟裂情况的出现,影响喷浆效果。
(15)喷浆前将松矸、活石敲掉,并用清水将巷道顶帮冲洗干净。
6、安全措施
6.1顶板控制
(1)掘进工作面严禁空顶作业;
严格执行敲帮问顶制度。
掘进工作面在施工过程中,必须按规定及时敲帮问顶,找掉松矸、活石,处理活石时,必须在可靠的临时支护掩护下进行,不准空顶作业和冒险作业。
临时支护打好后,必须再对工作地点所有的支护进行全面加固,并检查顶帮的围岩情况,确实保证工作人员的安全。
(2)班组长必须负责详细检查围岩的滑纹情况,若发现活石必须及时处理。
如果处理困难或有危险时,不能盲目处理,必须根据现场实际情况及活石所在位置,用临时支柱支护好后方可打眼,在打眼时必须避开此处,并随时检查安全情况,确保安全生产。
(3)打锚杆眼应全面检查顶板,确认安全后方可工作,并坚持执行经常性的敲帮问顶制度。
(4)锚杆必须用机械或力矩扳手拧紧,并确保锚杆的托盘紧贴巷壁。
(5)每班安装的锚杆要在交接班时,由验收员用测力计进行测力验收,当班测定合格的锚杆必须由安监员记录于原始记录本中,存好备查。
凡是锚固力达不到20Mpa的锚杆应当班补打,重新安装。
(6)顶板锚杆在作拉力试验时,在被拉锚杆周围打设2~3根点柱顶牢顶板方可作拉力试验,作完拉力试验紧固好锚盘后方可回点柱。
(7)安装的托盘要与围岩接触严密,严禁在托盘后充填木片、碴子等杂物,托盘、螺母要上紧上牢,锚杆外露长度为30~50mm。
(8)锚固剂固化前,不要使杆体移动或晃动,尤其是在安装顶眼时更应该注意,锚杆安装后5min之内不得给锚杆施加预紧力,更不能拧紧。
(9)施工现场应备好测力扳手或测力计,并正确进行拉力试验,施工过程中要保护好器材。
6.2钻爆作业注意事项
(1)严禁在已爆破的残眼中继续钻眼。
爆破后,应经过不少于15min的待避时间,人员才能进入工作面。
(2)在工作面钻眼或其他作业时,不得同时装药。
(3)钻眼完毕,按炮眼布置图进行检查。
装药前必须将炮眼吹洗干净。
(4)拒爆处理。
拒爆是指由于操作不当、爆破器材质量差等原因,引起炸药没有爆炸。
拒爆危及安全,必须按照《爆破安全规程》中的有关要求处理。
在拒爆处理完毕之前,不允许继续施工,除负责处理拒爆的人员外,所有无关人员均须撤离现场。
7、环保措施
(1)在施工过程中,不得伤及施工区征地范围以外的地形、地貌及原有植被。
场区清洁卫生,无杂物、无积水、无淤泥、无垃圾。
(2)临时工程的布置尽量减少对环境的干扰。
(3)必须做到一次成巷,不留尾巴工程。
设备摆放、材料堆放整齐,图板齐全。
(4)保持巷道整洁,无杂物、无积水、无淤泥,管线网架设要整齐,无长明灯、长流水,无跑、冒、滴、漏等现象。
三、分析总结
1、该工法作业安全,能保证支护质量,加快成巷速度,而且工程成本显著下降。
2、该工法掘喷平行作业可有效避免分次成巷材料消耗大,围岩暴露时间长,而受风化和其他外力作用,在以后的施工中容易引起冒顶和片帮,给后续施工带来很大困难,不安全,进度慢等缺点。
3、该工法提高了岩巷掘进速度,达到了150m以上,节省了施工辅助费用,取得了较好的经济效益。
四、该工法的改进建议
1、建议喷射拱部混凝土时使用台车作业,使拱部喷射距离也控制在1m以内,进一步提高喷射质量,提高材料利用率。
2、建议打眼工序使用液压凿岩台车,提高打眼的机械化程度,减少压风消耗量,提高工效,提高作业安全程度,还可使打眼与锚杆支护实现平行作业。
3、建议使用防爆运输车,减少在巷道内的尾气排放,提高该种工法的适用范围。
重庆巨能建设集团有限公司
新疆库车大平滩煤矿工程项目经理部
2011年12月
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