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1、矿井建设安全技术 （第四讲） 大型单项工程施工技术 主讲教师：纪晓峰 山东肥矿技师学院 高级讲师、学科带头人、矿区名师 中国煤炭工业协会培训中心特聘教授 中国石油大学远程教育学院客座教授 人事部、国家安全生产监督管理总局“653”工程首席教师 国家注册高级采矿工程师、国家注册高级安全工程师 Tel：13153878942 E-mail:jxf69567 内容提要 一、硐室及交岔点施工安全技术 二、掘进暗立井或竖煤仓的施工方 法和应采取的安全措施 一、硐室及交岔点施工安全技术 （一）硐室施工安全技术 1、硐室施工特点 (1)硐室的断面大而且变化多，长度则比较短，使 用大型掘进机械设备难于施展。
2、(2)硐室往往与其他硐室、巷道相毗邻，加之硐室 本身结构复杂、故其受力状态比较复杂且不易准确分 析，施工难度较大；若围岩稳定性差，则更须注意施 工安全。 (3)硐室的服务年限长，工程质量要求高，不少硐 室还要浇筑机电设备的基础、预留管线沟槽、安设起 重梁等，故施工时要精心安排,确保工程规格和质量 。 2、硐室施工方法 各种硐室的形状、规格和结构差别很大，所 穿过的岩石性质不同，施工方法有三种类型： (1)全断面一次掘进法。它常用于岩层稳定、 断面不特别大的硐室.由于全断面掘进，采用较大 型的凿岩台车、装载机和运输设备，可以取得较 好的技术经济效果。但在一般矿井条件下，只采 用巷道施工的常规设备
3、，钻上部炮眼和打顶部锚 杆眼就要蹬渣作业，装药联线则必须用梯子，此 外，还会遇到全断面一次爆破雷管段数不够，爆 破后处理浮石困难等问题，故在常规设备条件下 ，全断面一次掘进硐室的高度，以4-5m为宜。 (2)台阶工作面施工法。它一般用于岩层稳定 或比较稳定的条件下。由于硐室的高度大，不便 于操作，将整个硐室分成几层，使其成台阶状施 工。按台阶工作面布置方式的不同，又分为正台 阶工作面法和倒台阶工作面法。正台阶工作面施 工法比较安全可靠；倒台阶工作面施工法挑顶爆 破效率高，装岩方便。 （3）导硐施工法。它多用于松软破碎地带，在 稳定岩层中施工特大端面（如50m2）的硐室亦可 采用。导硐法就是先以
4、小端面超前掘进，然后再 逐步刷大到设计断面。独头施工的导硐长度不宜 超过30m。导硐的位置、断面应满足通风和运输的 要求。根据导硐位置不同，有中央下导硐、顶部 导硐和两侧导硐施工法。 3、硐室施工注意事项 (1)加强顶板管理。指定专人负责检查和处理顶 板，锚喷紧跟工作面，不准空顶作业，对不易挑 落的大块危岩，应打顶柱或采取适当临时支护。 (2)打上部眼与装岩前后平行作业时，装岩司机 要注意打眼工的安全。 (3)复喷混凝土工作要在脚手架上进行，脚手架 必须牢靠，其高度及支撑要考虑装岩机的安全运 行。 (4)临时支架要架设牢靠，保证作业安全。 (5)保护好中间岩柱。 （二）交岔点施工安全技术 1、
5、交岔点施工方法 (1)在稳定和稳定性较好的岩层中，交岔点可采 用全断面一次掘进法，随掘随锚喷或先锚后喷， 一次完成。 (2)在中等稳定岩层中，或巷道断面较大时，为 了使顶板一次暴露面积不致过大，可先将一条巷 道掘出，并将其边墙先行锚喷，余下周边喷上一 层厚30-50mm的混凝土或砂浆作为临时支护，然后 回过头来再刷帮挑顶，随即进行锚喷。 (3)在稳定性差的松软岩层中掘进交岔点时，不 允许一次暴露的面积过大，可采用导硐施工法。 2、交岔点施工注意事项 (1)交岔点一般应从主巷向岔口的方向进行刷大与锚喷 ，最后在岔口封顶。 (2)柱墩是交岔点受力最大的地方，柱墩及岔口的施工 是整个工程的关键，必须
6、尽力保证该处围岩的完整和稳定 ，抓好施工质量。当用锚喷支护交岔时，常采取在交岔点 掘进到柱墩处，先留一层厚300-400mm的光爆层，待其他 部分掘喷锚后，再用打浅眼放小炮(眼距150mm)的方法 刷出柱墩，随即按设计尺寸放线、锚喷成形，若超挖过大 ，必须用混凝土进行补砌。在不稳定岩层条件下，为了加 强支护强度，可在锚杆上挂金属网，再喷混凝土，必要时 还可在岔口处加几架金属骨架，然后再进行喷射。 （3）刷砌交叉点扩大部分时，围岩条件不好，则必须 采用过顶梁作临时支护（图所示）。挑顶以后，将过顶梁 的一端搭在已砌好的拱上，另一端插入事先在工作面岩面 掏好的梁窝内，或搭在支于原支架上的小柱上，然后
7、依次 由中间向两边刷大，逐步穿梁，梁后用背板背紧，一直到 墙为止。在过顶梁的保护下，架立碹胎，拆一根梁砌一部 分拱，两边对称进行，直到合拢为止。 刷大时的过顶梁方法 二、掘进暗立井或竖煤仓的施工 方法和应采取的安全措施 掘进暗立井或竖煤仓的一般施工方法有 正井法和反井法 （一）正井法 正井施工方法是自上向下全断面掘进，并临 时支护，然后自下向上做永久支护。这种施工法 适用于各种岩质，较安全。缺点是设备多，进度 慢。 1、井口施工 确定井筒中心后，开始破岩挖坑1.5m深，立 碹胎浇灌混凝土，同时预留井盖的钢梁位置。在 锁口养护期间，可安装井架、天轮、提绞设备。 当岩质较稳定时，可在顶板掘一个小天
8、井，安装 天轮。井架及天井如图下所示。在井口设井盖， 井盖上留出吊桶出入口，提升绳口，吊盘绳口， 并安装风筒及风水管，当上述设备安装完毕，即 可正式向下掘进。 用井架或天井安装天轮 1-绞车；2-天轮；3-井盖，4-井架；5-天井；6-卸矸台 2、井身施工 井身掘进采用钻爆法破岩，全断面一次爆破 ，用抓岩机或人工装岩，装入吊桶，提升处井。 临时支护可采用槽钢圈、背板或锚喷支护。永久 支护可采用砌碹或锚喷支护，自下向上进行。 3、仓嘴施工 仓嘴的倾角50O-55O，其形状是带底拱的半圆 形，由大渐小，在溜煤口处有一个铁门。仓嘴用 钢筋混凝土砌筑，底板砌入6-8根铁道加固。 正井法施工的安全注意注
9、项主要是： 防止高空坠物、落石； 人员上下必须戴保险带； 吊桶提升防止过卷、墩撞和刮碰； 注意检查瞎炮，并按规定方法处理。 （二）反井法 反井法的施工是先自下向上掘小反井(用 吊罐反井法或垛盘反井法)，再自上向下刷 大至设计断面，边刷边临时支护，然后自 下向上做永久支护。 1、吊罐法掘进反井 吊罐法掘进反井如图8-4所示，刷大及永 久支护如图8-5所示。 图84 吊罐法掘进反井示意图 1一上部巷道；2一慢速绞车；3一钻孔；4一钢丝绳； 5一吊罐，6一反井; 7一井身；8一下部巷道； 9一局部通风机；10一装岩机 图8-5 刷大与永久支护 1-井盖；2-吊桶；3-喷混凝土4-锚杆； 5-铁篦子；
10、6-喷混凝土机；7-吊盘； 8-喷混凝土永久支护； 9-输料管 吊罐反井法施工应采取以下安全措施： 绳孔偏斜率不得超过0.5，钻进绳孔 应遵守下列规定：安装钻机，必须保证钻 机的安装质量，确保钻具能垂直钻进；开 孔时应加大开孔孔径，钻到可以加导向器 及加重钻挺后，再按设计孔径在大孔径内 找直钻进；钻进过程中应掌握适当压力， 在换层时应减压，以防钻孔偏斜。 在倾斜、软硬相间的地层中钻进时，开始使 钻具顺地层倾角偏斜一个小角度，使绳孔的总偏 斜率符合规定。 每钻进20m至少测斜一次。发现偏斜时，可 用扩孔器扩大钻孔孔径的方法来纠斜。终孔以后 ，如果钻孔偏斜超过规定，可用扩孔器从下向上 进行扩孔。在
11、扩孔进行中，向上扩孔一段后，应 下放钻具，用钻具的压力将扩下的矸块捅到下水 平巷中，以免堵塞钻孔。 悬挂吊罐钢丝绳时，应根据钻孔偏斜的具 体情况进行调整，尽量做到钢丝绳不与钻孔孔壁 摩擦。 绞车房应有两套信号装置，与吊罐和反井井底车场 联系。两套信号必须有明显区分，当接收的信号不一致时 ，严禁开车；吊罐提升到预定位置后，绞车司机必须使用 绞车工作闸，停稳吊罐。吊罐中有人作业时，应将吊罐支 撑牢固。严禁绞车司机离开司机室；吊罐中有人作业时， 严禁在吊罐下从事其他工作，人员不得在吊罐下通行。 施工时，开始应用小断面从下向上掘凿到井口，然 后由井口向下按规定断面刷帮和支护。作业时空帮距不得 超过作业
12、规程规定。为防止人员坠入井内，井口应设临时 封口盘和井盖门。井口把钩工和井内作业人员必须佩戴保 险带，保险带必须拴在牢固的物体上。 为处理放炮、刷帮出矸时矸石卡堵小井，可在小井 内敷设钢丝绳，一旦发生卡堵小井时，可上下拉动钢丝绳 ，促使矸石下坠严禁站在被堵的矸石上处理卡矸或做其 他工作。 2、垛盘法掘进反井 如图8-6所示 1-溜矸间； 2-运料间； 3-风筒及风、水管； 4-人行间； 5-吊桶； 6-小绞车； 7-反井基础； 8-木垛盘； 图8-6 垛盘法掘进反井示意图 （1）垛盘掘进反井采取以下安全措施： 用木垛支护时，必须及时支护。放炮前最末一道 木垛盘同工作面的距离不得超过16m。 木
13、垛盘的基墩应采用砖或料石砌筑。人行间、运 料问同溜矸间之间，必须用木板隔开。在人行间内 必须设木梯和护板，护板的间距最大不得超过3m， 护板上的矸石，必须及时清理。 放炮前，必须将人行间和运料间盖严。放炮后， 首先通风，吹散炮烟，方可进入检查，检查人员不 得少于2人。经过检查，证明通风、信号、人行间、 隔板、护板、顶板、井帮等无危险情况后，方可进 行作业。 一般采用压入式局部通风机通风，风筒上口设 网罩，与工作面距离不得超过5m，风筒下端在井底 拐弯处，要设清除落矸的小门。 禁止将废木垛盘、乱木料扔入溜矸间，大块矸 石应在工作面破碎后再下放，防止堵塞。 放炮后先溜放一部分矸石，使风流能从人行间
14、 进入溜矸间到达工作面。 提升材料前应绑扎牢靠整齐；安设滑轮应保证 吊桶在运料间中央运行；木垛盘有歪斜和里出外进 现象时，应及时修理，保证木垛盘的规格质量，防 止提料时碰撞木垛盘。 指定专人负责修理和清扫梯子平台及木垛盘上 的浮矸，更换被砸坏的盖板。清理工作应自上而下 进行。 爆破安全措施。 （2）反井爆破安全措施包括： 掏槽眼布置 垛盘反井法一般采用半楔形掏槽，掏槽眼应 对着溜矸间，使矸石向溜矸间崩落，避免砸坏运 料间和人行间上口的盖板，而吊罐反井法采用直 眼掏槽，以提升孔为中心分圈布置炮眼。为避免 放炮造成提升孔堵塞，掏槽眼应与提升孔平行， 掏槽眼深与其他眼深一致，并使全部炮眼的眼底 都落
15、在同一水平面上； 爆破材料的运送 垛盘反井法利用人力进行背送，吊罐反井法利 用吊罐，在提升时必须慢速运行，事先与绞车司 机联系，到适当地点打点停车，防止过卷事故发 生； 设备设施的掩护 垛盘反井法在放炮前，用方木盖严运 料间和人行间上口，盖板斜放，使爆落矸 石直接进入溜矸间， 溜矸间上口的脚手板 则全部拆除， 吊罐反井法在放炮前，把吊 罐下放至井底，推移到距反井井口5m以外 的安全地点避炮，然后摘钩，空绳端挂一 个重约30kg的圆铁杠，把它从提升孔中提 升到离炮眼眼底至少高出2m处，防止放炮 把提升钢丝绳崩坏。 放炮 放炮工作都在井底巷道进行，由于吊罐反井法 的特殊作业条件，应特别注意防止杂散电流引爆雷 管，放炮前切断反井井口周围的一切可能出现杂散 电流的通路，如架线、铁道等，切断50m内各种电 源，机械设备都予以绝缘。如果杂散电流超过0.3A 时，则要用特制的高压抗杂散电流雷管。此外，联 线时，雷管脚线接头要悬空，避免与岩石接触； 贯通 反井工作面接近上部巷道5m时，必须准确测量 剩余岩柱厚度，最后贯通厚度不宜小于2m。此时， 应将上部巷道中的设备移走。放炮前，凡通往上部 巷道和井底巷道的所有通道上都要设警戒员。 关于矿井建设安全施工技 术今天就全部结束了，希望各 位领导和专家多提宝贵意
