硐室施工方法研究

硐室施工方法研究
作者：王春杨
来源：《中国科技博览》2015年第04期
[摘要]硐室施工方法的选择主要取决于硐室断面大小和围岩稳定性。

而围岩的稳定性不仅与硐室围岩的自然因素有关，而且与人为因素有关。

根据硐室断面大小和围岩稳定状况，我国煤矿井下硐室施工方法可分为三类。

[关键词]硐室、施工、研究
中图分类号：TD163 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）04-0360-01
（一）全断面施工法
全断面施工法，是按硐室的设计：掘进断面一次将硐室掘出，与普通巷道施工方法基本相同。

如果采用巷道掘进时的所用施工设备，因硐室高度较高，打顶部炮眼操作比较困难，全断面可实行多次打眼和爆破，即先在硐室断面下部打眼放炮，暂不出矸，站在虚矸堆上再打硐室断面上部炮眼，爆破后清除部分矸石随之进行临时支护，然后再清除全部矸石并支护两帮，从而完成一个掘进循环。

根据硐室的长度和断面大小等施工条件，可采用掘砌单行作业或平行作业等施工方法。

全断面施工法一般适用于围岩稳定、断面高度不很大的硐室。

由于全断面施工的工作空间宽敞，施工机械设备展得开，故具有一次成巷施工效率高、速度快、成本低等特点。

硐室高度超过5m时，在常规设备条件下，采用全断面施工不方便，如果使用凿岩台车和大型装岩机等掘进设备且周岩较稳定时，硐室断面大小不受此限制。

（二）台阶施工法，
台阶施工法，是将硐室沿其高度分为几个分层，采用自上向下或自下向上的顺序进行分层施工，形成台阶状，这样有利于正常的施工操作。

上分层超前舶称正台阶工作面，下分层超前的称倒台阶工作面。

1.正台阶工作面（下行分层）施工法
按照硐室高度，整个断面可分为：2个以上分层，每分层的高度以1.8～3.0为宜；也可以按拱基线分为上、下两个分层。

上分层的超前距离一般为2～3m，如图4—26所示。

如果硐室采用砌碹支护，在上分层掘进时应先用锚喷支护进行维护（一般锚喷支护为永久支护的一部分）。

砌碹工作可落后于下分层掘进1.5～3.om，下分层随掘随砌，使墙紧跟迎头。

整个拱部的后端与墙成一整体，所以是安全的。

采用这种施工方法应注意的问题是：要合理确定上下分层的错距，距离太大上分层出矸困难，距离太小上分层钻眼困难，故上下分层工作面的距离以便于气腿式凿岩机正常工作为宜。

这种施工方法的优点是施工方便，有利于顶板维护，下台阶爆破效率较高。

其缺点是使用铲斗装岩机时，上台阶需人工扒矸，劳动强度较大，上下台阶工序配合要求严格，很容易产生相互干扰。

所以台阶工作面一般均采用耙斗机装置。

2.倒台阶工作面（上行分层）施工法
如图4-27所示，下部工作面超前于上部工作面。

施工时先开挖下分层，上分层的凿岩、
采用锚喷支护时，支护工作可、以与上分层的开挖同时进行，随后再进行墙部的锚喷支护；采用砌筑混凝土支护时，下分层工作面超前3～5m，随着下分层的掘进先砌墙，上分层随挑顶砌筑拱顶。

下分层开挖后的临时支护，舰岩右情况可用木支架或金属棚式支架等。

这种方法的优点是：装岩方便，不必人力扒岩，爆破条件好，施工效率高，砌碹时拱和墙接茬质量好。

其缺点是：如果采用砌碹支护，临时支架的安设与拆装麻烦，挑顶工作较困难，下分层需要架设临时支护。

台阶施工法二般适用于硐室高度大，采用全断面一次掘进围岩维护困难的情况。

正台阶施工法与倒台阶工作面施工方法相比较，正台阶工作面施工法适用范围更广，在较松软岩层中也可应用，所以在实际施工中用的比较广泛。

（三）导硐施工法
导硐施工法，是在硐室的某二部位先用小断面导硐掘进，然后再行开帮、挑顶或卧底，将导硐逐步扩大至硐室的设计断面。

导硐的断面通常为4～8 m2。

根据导硐所在位置不同，有中央下导硐施工法、两侧导硐施工法之分。

1.中央下导硐施工法
导硐位于硐室中部靠近底板，导硐断面可按单轨巷道考虑，以满足机械装岩为准。

当导硐掘到预定位置后，再进行刷帮、挑顶并完成永久支护工作。

硐室采用锚喷支护时，宜用中央下导硐先挑顶后刷帮的施工顺序。

挑顶的矸石可用装岩机装出，挑顶后随即安装拱顶锚杆和喷射拱部混凝土，然后刷帮并喷射墙部混凝土。

对于砌碹支护的硐室，适用于中央下导硐先尉帮后挑顶施工顺序。

在刷帮的同时完成砌墙工作。

然后挑顶完成拱部砌碹。

2.两侧导硐施工法
在松软、不稳定岩层或特大断面硐室中，为了保证硐室施工安全，在两侧墙部位置沿硐室底板开掘两条小导硐超前掘进（其断面不宜过大，一般宽度1.5～1.8 m、高度2.0m，以利控制顶板），逐步向上扩大。

掘一层导硐后随即砌墙，再掘上一分层小导硐，矸石存放在下层导硐中代替脚手架，再接砌边墙到拱基线位置；墙部完成后开始挑顶砌拱，拱部完成后再拆除中间所留岩柱，如图4-29所示。

导硐施工方法曾广泛用于地质条件复杂或断面特大的硐室施工。

由于该法是先导硐后扩大，逐步分部施，故能有效减少围岩的暴露面积和时间，使硐室的顶、帮易于维护，施工安全有保障。

但该法存在步骤多、效率低、速度慢、工期长、成本高等缺点。

随着锚喷支护技术推广应用、顶板控制能力加强，导硐施工方法的采用日渐减少。

为安全和施工方便起见；在矿井开拓设计中，应尽量避免将硐室布置在不稳定岩层中。

若经多方面考虑、比较后仍须开在不稳定岩层中，那就应该采取可靠的技术措施，保证硐室施工安全和工程质量。

作者简介
王春杨，男，1959年9月出生，宁安市人，采矿工程师，现从事采矿技术工作。