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1、1平硐长距离快速掘进施工方法一、工程简介1、工程概述新疆库车大平滩煤矿建设规模为 240 万吨/年，为新疆“十二五”规划的重点工程。一期工程包括主、副平硐和回风斜井，其中主平硐全长 1746 米，坡度 3，另外集中带式输送机斜巷长 656 米，倾角 15，巷道方位 134，用途为进风、出煤、行人；副平硐巷道全长 2060 米，巷道方位 134，用途为进风、排矸、运料、行人。主副平硐服务年限均为 50.2 年。主要巷道断面规格：主平硐掘进宽度 4.1 米，掘进高度 3.45 米，半圆拱形断面，掘进断面积 12.3。副平硐掘进宽度 4.7 米，掘进高度 3.95 米，半圆拱形断面，掘进断面积 16
2、.2。主要支护结构为锚喷支护，喷混厚度为 100mm。2、地质情况主副平硐工程位置位于大平滩煤矿井田外南边，根据新疆维吾尔自治区库拜煤田库车县大平滩井田勘探报告所附地质图件所示，巷道全部在岩层中掘进，不穿越煤层。无瓦斯，无水涌出。平硐井口点底板标高为+1756m，位于地下静水位之上，地下静水位标高为+1790m，只有少量裂隙淋水渗入巷道，且该地区降雨量稀少，故该工程无水患威胁。根据井田勘探报告，井田一带煤层瓦斯含量中的 CH4 含量在0.005.50 毫升/克可燃质之间，CO2 含量在 0.000.27 毫升/克可燃质之间，属低瓦斯煤层。3、工程完成情况该工程于 2010 年 10 月 8 日
3、开始施工，至 2011 年 11 月 30 日，主平硐完成 1530 米，副平硐完成 1780 米，联络平巷完成 120 米。主平硐平均月进尺 127 米，最高月进尺 158 米，副平硐平均月进尺2158 米，最高月进尺 183 米。工程质量优良。二、施工方法1、施工方法的特点（1）小型挖掘机配合自卸汽车连续装岩、排矸，装岩灵活，适用性强。（2）多台自卸汽车排矸，排矸能力大，可灵活运用。（3）工作面搭设脚手架实现掘进工作面拱基线上部和下部打眼平行作业，打眼速度快。（4）后巷复喷与工作面打眼、锚杆支护平行作业。2、工艺流程及操作要点2.1 钻爆作业（1）平硐边墙及拱部均按光面爆破设计进行钻眼、装
4、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 412，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2.22.3m，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 24，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 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
5、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，3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4打 炮 眼装 药 、 连 线 、 放 炮排 烟 通 风打 拱 部 锚 杆出 碴打 帮 部 锚 杆脚 手 架排 烟 风 筒小 型 挖 掘 机自 卸 汽 车图 1 平硐施工主要流程5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
6、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 25mm2500mm 中空六角钢钎杆和 42mm 十字形合金钎头。爆破炸药选用 200g/卷，35mm200mm 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
7、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 50mm50mm 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
8、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6装岩选用 KX135-3SZ 型小型液压挖掘机，自卸汽车排矸。施工期77470016002330R=23501-11-21-31-41-51-62-32-22-1 2-43-13-23-33-83-93-10 3-11 3-123-133-143-155-2 5-3 5-4 5-5 5-6 5-85-75-14-14-24-34-44-54-64-74-84-94-10
9、 4-114-12 4-134-144-15 4-16 4-174-184-194-204-214-224-234-244-254-264-275-93504005-103-7600 2-62-53-63-53-43-163-173-181200500A A2-7500 5-11 4001900180080 70副 平 硐 炮 眼 布 置 图5-1、4-1、4-2、4-3、4-43-4、3-5、3-6、3-7、3-82-3、2-2、2-11-3、1-2、1-15-10、4-27、4-26、4-25、4-243-18、3-17、3-16、3-15、3-142-6、2-5、2-41-6、1-5、1
10、-44700A-A 剖 面6508070爆 破 作 业 图 表爆 破 原 始 条件名 称 单 位 数 量 名 称 单 位 数 量掘 进 断 面 m 16.1 炮 眼 密 度 个 /m 4.2炮 眼 深 度 m 1.8 毫 秒 雷 管 个 68炮 眼 个 数 个 68 总 装 药 量 kg 28.4岩 石 系 数 f 4-6 炸 药 类 型 煤 矿 许 用 炸 药爆 破 参 数 表炮 眼 名 称 炮 眼 数 量 (个 ) 炮 眼 深 度 (米 ) 装 药 量 爆 破 顺 序 联 线 方 式条 /眼 条 数 重 量 (kg)掏 槽 眼 6 2.0 4 24 3.6 扩 槽 孔 6 2.0 4 24
11、 3.6 周 边 眼 27 1.8 2 54 8.1 底 眼 、 水 沟 眼 11 1.8 3 33 5.0 合 计 68 189 28.4备 注 ： 炸 药 规 格 主 要 技 术 经 济 指 标名 称 单 位 数 量 名 称 单 位 数 量炮 眼 利 用 率 % 90 每 米 巷 道 耗 药 量 kg/m 18.9循 环 进 度 m 1.5 每 米 巷 道 耗 雷 管 量 个 /m 45.3循 环 爆 炸 耗 药 量 kg 28.4 每 立 方 岩 石 耗 药 量 kg/m 1.2循 环 爆 破 实 体 m 24.2 每 立 方 岩 石 耗 雷 管 量 个 /m 2.8串联辅 助 孔 18
12、 1.8 3 54 8.1图 2 副平硐基岩段炮眼布置图8脚 手 架 风 筒喷 浆 机供 水 管压 风 管信 号 电 缆风 筒米米图 3 平硐机械化施工作业及断面布置示意图（打眼喷混凝土）9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
13、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“
14、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。10小 型 挖 掘 机 自 卸 汽 车供 水 管压 风 管信 号 电 缆风 筒自 卸 汽 车图 4 平硐机械化施工作业及断面布置示意图（出矸）11表 1 劳动组织表队名 名称 小班出勤 定员队 长 1 2副队长 1 2打眼工 5 30工程队放炮工 1 6喷射手 2 2上料工 2 2喷浆队拌运料工 7 7队 长 1 1机电队 值班电工 1 2队长 1 1挖掘机司机 1 3运输出碴队 自卸汽车司机 3 9各施工队通风队 通风瓦检员 1 3施工队合计 70经 理 1副经理 1总工程师 1施
15、工员 1工程技术部测量员 2质安部 质检员 1机通部 机电负责人 1物质供应部 采购员 1会计 2财务部出纳 1主任 1项目部调度室安全员 1项目部合计 14123、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）252000mm 锚固桩作鸳鸯抱稳固，即上部 1 组锚杆距拱基线向下 300500mm 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 300500mm 位置沿巷道断面成 4
16、5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 252000mm 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 254000mm 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 20
