下载文档原格式
浅析长距离小洞室快速开挖施工技术摘要白鹤滩水电站右岸灌排廊道等小洞室在开挖支护过程中采取特制钻爆台车、优化爆破设计、采用适合小洞室出渣设备等施工措施，在保证工程质量的同时节约资源投入节省工期。
关键词长距离；小洞室；快速；开挖；技术1 项目简介白鹤滩引水发电系统在地下厂房迎水面侧从上而下布置了七层灌排廊道，其中第Ⅰ层灌排廊道位于顶层，第Ⅶ层灌排廊道位于底层。
灌排廊道及排水廊道典型断面尺寸为3m×3.5m（宽×高），局部洞段断面尺寸4.0 m×4.5 m（宽×高）、5.0 m×5.0 m（宽×高），运输通道断面尺寸均为5.0 m×5.0 m。
灌排廊道及排水廊道开挖断面小：大多断面尺寸为3m×3.5m（宽×高），需综合考虑风、水、电布置，开挖难度较大。
灌排廊道及排水廊道开挖距离长：大多洞室长度在469.29m～1031.72m，如此长距离洞室在通风、散烟、出渣等问题上也面临较多难题，如何能保证小洞室的快速开挖，需制定一套完备的开挖方案。
目前长距离小洞室开挖施工技术已成功运用于白鹤滩右岸地下厂房灌排廊道开挖工程，在开挖方法、爆破设计及出渣设备选用方面均有独到之处，受到业界的一致好评。
2 主要施工方案2.1 施工方法（1）开挖方法：排水廊道开挖典型断面尺寸为3m×3.5m，采用全断面开挖掘进，开挖施工采用自制可人工移动钻爆平台配气腿钻钻孔，初喷和随机锚杆支护紧跟开挖作业面。
（2）爆破设计：经现场反復试验，爆破参数调整为：钻孔孔径φ42，掏槽孔孔深2.8m，掏槽孔和辅助孔孔内药卷直径φ32，偶合装药；周边孔孔深2.5m，周边光爆孔炸药采用半根φ32炸药，不偶合间隔装药；崩落孔孔深2.5m，崩落孔药卷直径φ32mm，连续装药；周边孔及底孔孔距45～50cm，选用φ32mm药卷，光面爆破，间隔装药。
爆破孔起爆采用非电毫秒雷管，光爆孔采用导爆索引爆。
超长距离下向掘进连续排矸技术的运用摘要：大旗煤矿一采区回风上山总设计长度1089m，前期600m斜巷掘进采用传统的耙斗装岩机+绞车提升排矸，运输效率非常低，且存在诸多不安全因素。
为确保施工安全，提升施工进度，采用了耙斗装岩机装矸+皮带运输机提升矸石+电机车牵梭式矿车排矸的方式。
通过实际应用，该工艺既实现了安全生产、又提高了单进1倍，同时也给相似条件的矿井下向巷道施工排矸工艺选择提供了重要的参考依据。
关键词：长距离；下向掘进；连续化运输；皮带运输机；提升排矸1.概述大旗煤矿属成都地奥矿业能源有限公司，为煤与瓦斯突出在建矿井，矿井设计生产能力450kt/a，采用平硐+暗斜井开拓方式。
一采区回风上山总设计长度1089m，倾角-18.5度，巷道断面为4600mm×4100mm，掘进断面积为17.68m2，如图一所示。
采用2×15kW局部通风机配φ800mm风筒送风，送风距离1750m。
前期600m掘进中，采用传统的耙斗装岩机+绞车提升排矸系统，施工效率非常低，在斜坡达到500m后的掘进单进为50m/月左右，给矿井施工造成了很大的困难且存在诸多安全隐患，严重制约了矿井施工进程。
1、8m3梭式矿车；2、DSJ-650型可伸缩皮带运输机；3、P-60B耙斗装岩机图二一采区回风上山运输设备布置示意图3.两种运输方式的对比3.1提升效率及经济对比一采区回风上山巷道掘进断面积为17.68m2，一次有效掘进进尺为2.3m，循环矸石量为69.13m3。
一级提升绞车提升斜长约600m，二级提升绞车提升斜长约430m，运输绞车速度1.25m/s，车场摘挂钩时间2min左右，单侧曲轨矿车装车时间2～3min，一级提升绞车提升下放时间18min，二级提升绞车提升下放时间14min，掘进一个循环采用绞车提升出矸需用时间约18.44h。
一采区回风上山掘进碛头采用全循环方式施工，每次打眼放炮后便进行碛头转矸，然后开始下一轮的打眼并进行排矸。
江西煤炭科技2019年第3期长距离煤巷双巷平行掘进通风方式实践苏鹏伟(晋城宏圣建筑工程有限公司,山西晋城048006)摘要:结合赵庄煤业南苏风井2101工作面回风巷实际情况,针对长距离掘进局部通风存在的问题加以分析,提出两种不同的通风方案,通过技术与经济比较,选择双巷平行掘进通风方式,能够为井下作业提供良好的气候条件,提高掘进效率。
关键词:长距离掘进巷道;局部通风;双巷平行掘进;实践中图分类号:TD724+.4文献标识码:B文章编号:1006-2572(2019)03-0203-02Practice on Ventilation in Double-lane Parallel Driving in Long-distance RoadwaySu Pengwei(Hongsheng Construction Engineering Co.,Ltd.,Jincheng,Shanxi048006)Abstract:By analysis of the existing problems of local ventilation in long-distance driving at2101working face of Nasu air shaft, the paper presents two different ventilation schemes,and determines the ventilation method of double-lane parallel driving through technical and economic comparison,which can provide good climatic conditions fro underground operation and improve driving efficiency.Key words:long-distance excavation roadway;local ventilation;double-lane parallel driving;practice赵庄煤业是山西晋煤集团的一座主力生产矿井,处于高平市境内,矿井位于沁水煤田东南部,于2007年5月18日正式投产。
大断面硐室快速掘进及小层间距过巷加固方案与技术分析1. 引言1.1 研究背景现代矿山开采面临的挑战日益严峻，为了实现安全高效的开采，迫切需要提高硐室快速掘进和小层间距过巷加固的技术水平。
目前，传统的开采方法存在作业周期长、工效低、安全隐患多等问题，已无法满足生产需求。
研究大断面硐室快速掘进以及小层间距过巷加固的方案与技术，对于提升矿山开采效率、降低生产成本具有重要意义。
随着煤炭、金属等资源的快速开发，巷道掘进的技术要求也在不断提高。
传统的巷道开挖方式已经无法满足复杂地质条件下的需要，因此需要不断创新和改进，才能实现更快、更安全、更高效的掘进。
本文旨在通过对大断面硐室快速掘进以及小层间距过巷加固方案与技术的深入研究和分析，为矿山开采提供技术支持和指导，为矿业发展做出贡献。
1.2 研究目的研究目的主要是针对大断面硐室快速掘进及小层间距过巷加固方案的技术分析和实现，旨在探讨如何提高工程施工效率和安全性。
通过研究，我们希望能够深入理解大断面硐室快速掘进技术的原理和应用，以及小层间距过巷加固方案的设计和施工要点。
通过对采用技术的经济和可行性进行分析，探讨其在工程实践中的价值和优势。
研究的目的还包括对未来研究方向进行探讨和总结，为相关领域的工程实践提供有效的技术支持和指导。
通过本研究的开展，我们期望能够为工程行业提供更加可靠和高效的解决方案，推动大断面硐室快速掘进及小层间距过巷加固技术的发展和应用。
1.3 研究意义大断面硐室快速掘进及小层间距过巷加固方案与技术分析是在矿山开采过程中非常重要的一环。
随着矿山开采深度的增加和矿脉倾斜角度的变化，硐室和巷道的施工难度也随之增加。
研究如何有效快速地进行硐室掘进和巷道加固，对提高矿山开采效率和安全性具有重要意义。
大断面硐室快速掘进可以大幅度缩短工期，减少施工成本，提高生产效率。
通过采用先进的快速掘进技术，可以在较短的时间内完成大规模硐室开挖，从而加快矿山生产进度，增加矿山产出。
煤矿矿井建设中岩石巷道的快速掘进技术摘要：随着中国“双碳”目标的提出，煤矿企业在逐步整合，煤矿的规模也在逐渐缩小，但煤炭仍然是当前工业发展所需要的重要能源之一，所以各大煤矿的开采效率都在逐年提高。
随着矿井综合机械化开采的不断发展，矿井掘进巷道的使用量逐年增加，但目前矿井的掘进效率仍不能完全适应矿井作业的需要。
关键词：煤矿；巷道；快速掘进技术引言煤炭资源使中国经济得到迅速发展，但中国东部煤炭资源已近枯竭，西部煤炭资源开发成为国家能源战略的重要内容。
随着中国供给侧结构性改革的深入推进，煤矿企业的大规模重组进一步推动了煤炭资源开发的优化整合。
掘进是煤炭开采中最重要的环节之一，据统计，西部地区地下煤矿巷道掘进速度一般在500m/月以上，虽然掘进速度已达到全国最快，但仍不能满足西部千万吨的煤炭需求，掘进速度与生产需求严重失衡。
因此，巷道快速掘进已成为煤矿可持续、安全、高效生产的关键因素。
研究者认为，通过优化劳动组织、管理制度、施工技术、机械设备等形成挖、支、运、风、电、水等环节的作业联动体系，考虑作业程序，充分发挥各环节的最大作用，从而达到快速掘进的目的，加快掘进速度。
1快速掘进的核心技术1.1悬臂式掘进及输送技术悬臂式掘进技术简单，易操作，首先利用截割断头的转动对煤层进行截割，由于截割断头的摆动为整个巷道的断面提供了支撑力，为后续生产条件提供了便利，最后切割下来的煤炭通过掘进机铲板进行收集，再利用输送技术将破碎的煤炭运走。
悬臂式输送技术设备包括带式输送机和矸石水平缓冲仓。
与传统的输送机相比，带式输送机不仅可以分成上下两层同时运送物料与矸石，有效减少能源与资源的消耗，还可以保证操作人员的安全，而且其维护和管理也比较简单。
带式输送机是矸石料仓水平缓冲的基础，其输送带可以有效分隔轨道、人行道和煤矸石，同时可在中间加装防护网，设置矸石的水平缓冲仓，形成良好的连续排矸系统，降低作业人员的工作强度。
1.2锚索支护煤矿煤巷大断面快速掘进技术中支护技术应用是非常普遍的，支护技术的选择与煤巷周边岩层地质情况有直接关系，不同类型的岩层其结构特性差别比较大，而且在整体应力作用类型上也有很大差异，在这种情况下很容易出现煤矿煤巷岩层坍落的严重问题。
煤矿硬岩巷道快速掘进技术研究与实践【摘要】炮掘巷道快速掘进就是采用科学合理的破岩方式、装矸运输以及支护方式，使每个施工工序最大的减少用工时间，各工序转换更加顺畅，充分发挥各环节的工时利用。
通过生产系统的改进，劳动组织的调整，施工方式的优化，实现单进水平的提升。
【关键词】快速掘进；劳动组织优化；生产系统改进现今，国内硬岩巷道掘进施工仍以钻爆法为主，虽然在岩巷综合掘进技术方面取得了一定的进步，但是由于岩巷综合掘进技术无论是在综掘机机身强度，还是在防尘技术，以及单进消耗方面都还是较大的难题，不能适用于大面积的推广应用，而最关键的每米近万元的单进消耗就不是大多数矿井能够承受的。
因此还是应该首先从钻爆法入手切实提高其单进水平，由于施工工艺、劳动组织等方面的制约，国内钻爆法岩巷掘进单进一般为60—80m/月，单进一直处于较低水平。
1 工程慨况代池坝煤矿+510m回风巷为采区总回风巷，巷道设计长度1500m，坡度为2‰，岩性为中细粒砂岩，岩石硬度f6—8左右，巷道断面为半圆拱形，巷道断面积为8.21㎡。
支护主要采用锚喷支护，锚杆间排距1000mm。
2 掘进装备及材料配备3 施工工艺3.1 劳动组织将传统的“三八”制作业方式调整为“四六”制作业方式，每班出勤8人，全部按照正规循环作业完成1个小循环，后勤辅助班（延皮带、浇筑水沟、移耙斗装岩机等）进行平行作业，不再另行安排时间。
3.2 工艺流程对传统的施工工艺流程进行优化，科学组织，最大限度的进行平行作业。
作业流程为：打上部眼（出矸）→耙下部矸石→打下部眼（出矸）→装药联线→爆破→临时支护→锚杆支护（出矸、浇筑水沟），完成以上7道工序为一个小循环，巷道每掘进50m安排一天时间，即4个小班进行已掘巷道喷浆支护。
3.3 作业方式原传统的“三八”制作业方式为每一个工序完成后再进行下一个工序的作业，每个工序都是由独立的时间完成，不能做到完全的平行作业，因此耗费的时间也相对较长，调整为“四六”制作业后每个工序衔接紧凑，充分利用了平行作业的优势，最大的缩短了作业时间，大大提高了劳动效率。
Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．５２８ 现代矿业
Ｍ０ＲＤＥＮ ＭＩＮＩＮＧ
总第５２８期
２０１３年４月第４期
长距离小断面独头巷道掘进快速排碴实践
丁振华
（武钢宏信置业发展有限公司）
摘 要针对矿山井下长距离小断面独头巷道掘进速度慢的问题，通过改变出碴的中间环节，
增加一个临时矿仓，减少了提升与运输之间的相互干扰，及措施工程量，加快了施工进度，对缩短施
工工期提供了有力的支持。
关键词 长距离 独头巷道掘进
大冶铁矿深部开采，矿体分为东西２部分，设有 深部开采东、西副井、东主井。从一２７０～一５４０ ｍ 水平，每９０ ｍ一个段高。深部开采的矿、废石都从 井下运输到东主井排出。东西副井相距３ １００ ｍ，在 一２７０ ｍ阶段水平通过运输平巷将东西副井连通。 矿体只分布在东西两端，运输大巷只在中部布置一 个深部开采炸药库。从投资经济的角度出发，深部 开采的基建不是同时进行的，东副井早于其他两井 ２ ａ施工。且西副井还要完成西区沿脉大巷的掘支 施工。因此，连通２个采区的阶段运输大巷只能从 东区向西掘进，井下无溜井及硐室可供利用。除去 东西副井石门段及西区沿脉巷、运输巷东区开始段 １０５．６２ ｍ长的双轨巷，整个小断面独头巷长达 ２ ０００ ｍ。单轨巷净宽２ ８５０ ｍｍ，１／３三心拱，净面 积为８．１２１ ｍ ，双轨巷净宽４ ５００ ｍｍ，净断面积为 １４．７７６ ｍ 。掘进中的排碴成为影响掘进速度的关 键因素。 １排碴方式的选择 巷道掘进主要分为有轨设备排碴和无轨设备排 碴。传统上井下掘进一直采用有轨运输设备，适合 各种断面的掘进施工。无轨设备是近年发展起来的 一种新的排碴方式，要求巷道断面较大，井下设有专 用的调车场（轮式车辆转弯半径大，调车场一般较 大）、转碴场或卸碴井。否则，不能发挥轮式车辆速 度快的优势。 （１）装岩机或扒碴机装碴，电机车牵引矿车运 输，在单轨巷掘进中，每隔１５０ ｍ设调车场１个， ２ １００ １ＴＩ巷道需要设调车场１４个，因炸药库位置可 利用岔道，少掘１个调车场。实际需要的调车场个 丁振华（１９７０一），男，工程师，监理工程师，主任工程师，４３５００６ 湖北省黄石市。 数为１３个。经计算，调车场长度为２ ｍ，增加掘进
量３ ４６０．６ ｍ 。且这种排碴方式需要人工推矿车最
远距离为１３０ ｍ，费时长，人工劳动强度大，效率低。
（２）轮式扒碴机装岩，电机车牵引８ ｍ 梭式矿
车，在双轨车场处进行转碴，进入矿车后，通过罐笼
提升排出。
与传统的排碴方式相比，人工推车长度，从１００
多ｍ减为１０多ｍ，大大减少工人劳动强度，另外，
利用转碴坑作为临时矿仓，降低了对罐笼提升排碴
的依赖。
比较后认为，梭车运输再转矿车进出罐的排碴
方式更适合本工程。利用运输巷开始端的双轨巷布
置转碴设施，在双轨巷段底板掘一转碴坑，梭车将碴
从掌子面运来排到转碴坑，再采用Ｐ．３０耙斗式装岩
机将坑内的碴耙装到０．７５ ｍ 矿车，运到罐笼提出
井外。
２排碴工艺
转碴坑容积按不小于掘进２个循环的储碴量计
算，也可根据需要进行加减转碴坑长度。本次转碴
坑：长２０ ｍ，宽２．０ ＩＴＩ，深１．８ ｍ（巷道底板以下），容
积７２ ＩＴＩ 。
耙碴机长６ ６００ ｍｍ，加上３ ＩＴＩ的坑内斜坡段。
０．７５ ｍ。矿车倒车段６ ｍ。整个转碴场需要的双轨
巷道最小长度为３７ ｍ。
需要注意的是：转碴坑不得设在水沟位置，如转
碴坑与水沟同侧，需要将水沟改到转碴坑对侧。防
止转碴坑内积水。
采用０．７５ ｍ 矿车排碴，月完成进度最好为４０
～
５０ ｍ，并且随距离增加，成巷进度会降低。采用先
梭车再转碴方式后：①节省了人工从掌子面到调车
场之间推矿车的时间，一个掘进循环平均可节省２
—
３ｈ；②因少掘调车场，减少了凿岩（下转第１０７）
】０５
陈宝林田胜科：超前锚杆预支护在九顶山铜钼矿的应用 ２０１３年４月第４期
施工方案要求见图１所示。
超前锚杆：倾角７。
图１ 断层带超前支护超前锚杆布置
２．３选取拱钢
普氏理论巷道压力拱受力简图见图２。
“
／一
Ｒ ）
７
口
图２普氏理论巷道压力拱受力示意
由于巷道两帮岩石比较破碎，因此采用压力拱
将会扩大到２０的新压力拱 。其扩大后的压力拱
如图３所示。
ｙ
图３两侧围岩发生滑动时的压力拱
压力拱的参数计算 ：
Ⅱ１：０＋月 ａｎ（４５。一 ）：１．８，
厂＝ ＝０．８３７ ４，１００ ‘ ’
式中，口为巷道半跨度；Ｈ为巷道高度； 取值为
８３．７４ ＭＰａ。
（１）巷道顶压：
Ｐ ＝ ３口 ）＝ｌ１２．０６ ｋＮ．
（２）拱板应力计算。由于本结构是超静定结
构，采用ＭＩＤＲＳ软件对拱板所受应力进行分析。对
于８ 槽钢，规格８０ ｍｍ×４３ ｍｍ×５．０ ｍｍ（高×腿长
×腰厚），Ｍ ＝２ ９００ Ｎ‘ｍ； ＝２６０ ＭＰａ；ｇ ＝
２６０ ＭＰａ。
结果表明：其抗压和抗拉强度均能满足其要求。
在四中段巷道成功应用超前锚杆预支护技术，达到
了预期效果。
３超前锚杆预支护技术应用效果
在九顶山铜钼矿巷道掘进中采用超前锚杆加固
技术，有效的解决了断层冒落带出现的冒落高、围岩
破碎等难题，快速、节约、安全、可靠地通过风化花岗
斑岩冒落区。九顶山铜钼矿的使用经验表明：采用
超前锚杆支护是通过破碎冒落区的有效方法之一。
参考文献
［１］ 孙广忠．岩体结构力学［Ｍ］．北京：科学出版社，１９８８．
［２］ 何满潮．中国煤矿软岩巷道支护理论与实践［Ｍ］．徐７１＇１：中国
矿业大学出版社，１９９６．
［３］余培启，叶廷银．锚喷巷道过破碎带的超前支护方法［Ｊ］．矿业
安全与环保，２００８（Ｓ１）：５９￣０，６２．
［４］孙志成，戎振东．超前锚杆对巷道顶板的加固［Ｊ］．机械管理开
发，２００４（５）：３０－３１．
［５］ 曹淑良，张传龙，任永杰．破碎顶板超前锚杆支护技术［Ｊ］．矿
山压力与顶板管理，２００１（４）：２２－２３．
（收稿日期２０１３－０１－２９）
（上接第１０５页）时问，同时又减少了这部分的碴量 及其运排所需用的时间；③掌子面由无轨扒碴机装 碴，电机车牵引梭车运输，对人力的依赖减小，有利 于提高作业效率；④增加了矿仓，使掌子面排碴与罐 笼提升之间的联系降低，减少了两者间的干扰，能充 分利用机动时间，缩短施工工期。 ３结语 对小断面长距离的独头巷道掘进排碴，在没有溜 井可利用，只能通过矿车罐笼直接排出的情况下，采 用掌子面梭车转载，先排到双轨车场的转碴坑内，再
转装到可方便进出罐笼的０．７５ ｍ 翻转式矿车。增
加了卸载转装环节，转碴坑起到了一个临时矿仓的作
用，既降低了掌子面出碴对竖井提升的依赖性，又起
到了储碴的调节作用；降低了人工劳动强度，减少了
措施工程量，起到了节省成本的作用。大冶铁矿采用
该办法掘进长距离独头巷道，平均月进尺达到了７０
－
８０ ｍ，大大加快了施工进度，经济技术效益显著。
（收稿日期２０１３－０１－３１）
１０７
