【矿业实务】顾士东课件 07-第6章-井巷工程（二）

考点15：立井主要施工设备和设施的布置井内主要施工设备包括：吊桶、抓岩机、钻架、安全梯、水泵等。（1）吊桶的布置：要偏离井筒中心线，并靠近提升机一侧布置。双滚筒提升机作单滚筒用时应布置在固定滚筒上（2）抓岩机的布置:中心回转抓岩机偏离井筒中心布置（3）伞钻的布置:在井下工作面使用期间，必须设置保险绳。（4）水泵布置:一般靠近井帮，与井壁之间的安全距离应保证300mm。主要选用卧泵进行排水。通常是在吊盘的上层盘布置水箱，中层盘布置卧泵，由卧泵排到地面。考点15：立井主要施工设备和设施的布置（5）管线的布置：管路、电缆及钢丝绳布置应以不妨碍提升、卸矸和井口运输为原则。（6）安全梯的布置:靠近井壁悬吊，与井壁之间的最大间距不超过500mm，同时要避开吊盘圈梁和抓岩机轨道。6.3巷道与硐室施工

考点1：巷道施工作业巷道钻眼爆破法的基本工序包括工作面钻眼爆破、装渣运输（钉道）、巷道支护、水沟掘砌、管线安设及通风和安全检查等工作①钻眼工作：可用气腿式凿岩机、凿岩台车或钻装机打眼目前使用较为普遍的是利用气腿式凿岩机打眼。可实现钻眼与装岩工作的平行作业，但工作面占用人员较多。利用凿岩台车打眼，可实现工作面钻眼工作的全面机械化，且钻眼速度快，效率高，但不能实现钻眼与装岩工作的平行作业，凿岩台车频繁进出工作面较为困难，周边眼定位难度较大考点1：巷道施工作业②炮眼深度：通常气腿式凿岩机炮眼深度为1.6～2.5m，凿岩台车为1.8～3m。炮眼直径：通常为∮+27～∮42mm“三小”即小直径钎杆、小直径炸药药卷和小直径钻头，以提高钻眼速度和爆破效果。（三径匹配）③装药结构：分为正向装药和反向装药，在条件允许的情况下宜采用反向装药，爆破效果较好。（注：瓦斯矿井需用正向装药，安全）考点1：巷道施工作业④雷管宜采用毫秒延期电雷管，在有瓦斯或煤尘爆炸危险的区域爆破时总延期时间不超过130ms。⑤通风和安全检查：工作面爆破后应及时进行通风和安全检查，在通风排除炮烟后，班长和放炮员进入工作面进行检查，安全检查的内容包括瓦斯含量、工作面瞎炮处理、危石检查等工作。⑥装渣设备：目前广泛使用钢丝绳牵引的耙斗式耙矸机。可以实现工作面迎头钻眼工作和出渣平行作业。多次变坡且坡度较小的巷道时，推广使用无极绳绞车牵引矿车运输。考点1：巷道施工作业⑦临时支护锚喷巷道的临时支护，通常是在单体液压支柱的掩护下快速打设一定数量的护顶锚杆并挂网喷浆。打设护顶锚杆只允许使用锚杆钻机，严禁使用风动凿岩机金属支架支护巷道的临时支护，一般使用前探梁。前探梁为长度4米左右的11#矿用工字钢并悬吊在顶梁上。考点1：巷道施工作业⑧施工作业工作安排：工序之间可组织平行作业，如在掘进工序中组织打眼和出渣平行作业。在锚喷支护巷道中可组织喷射混凝土与工作面掘进平行作业，复喷混凝土可在工作面后20～50m处，爆破掘进最大不宜超过50m,掘进机掘进最大不宜超过100m。考点2：巷道掘进机施工1）巷道掘进机施工巷道掘进机主要用于圆形巷道断面掘进，全断面范围内破碎岩石，集破岩、装岩、转载、支护于一体的大型综合机械基本功能是掘进、出渣、导向和支护，还配备有后配套系统，如运渣运料、支护、供电、供水、排水、通风等系统设备基本施工工艺：①截割，②装渣运输，③支护2）巷道综掘机施工：主要是悬臂式掘进机，主要用于硬度较小的岩层和断面高度适中的巷道。考点3：巷道钻眼爆破施工作业循环图表通常掘进循环的总时间：T=T1+T2+φT3+T4+T5T1：交接班时间；T2：装岩工作时间；φ：钻眼与装岩不平行作业系数；T3：钻眼时间；T4：装药连线时间；T5：放炮通风时间T3=NL/mv

其中：N：炮眼数目；L：炮眼平均深度；m：同时工作的钻机数量；V：钻机平均钻速应考虑增加10%的备用时间。掘、砌循环图表编制时一般以掘进工序为主，考点4：巷道支护巷道的支护最为常用的是锚喷支护和金属棚式支架支护。1）锚杆支护：锚杆将围岩与稳定岩体结合在一起而产生悬吊效果、组合梁效果、补强效果，以达到支护的目的。2）锚索支护：通过预应力锚索加固岩体，在大断面巷道中应用，除悬吊、挤压加固作用外，也有一定的减跨作用。锚索钻孔方向的偏斜角不应大于设计值的3°;锚索安装的有效深度应不小于设计的95%，锚固段长度不小于1m,锚索张拉预紧力不应小于设计值的90%考点4：巷道支护3）支护监测监测内容主要包括：围岩表面和深部位移监测、顶板离层监测、支护荷载与围岩应力测量、围岩松动圈监测、锚杆工作状态及锚杆受力状态监测等。4）喷射混凝土：①喷射混凝土抗压强度：强度等级不应低于C20。一般要求喷射混凝土1d龄期的抗压强度不低于8.0MPa。②水灰比适宜控制在0.4～0.45,喷头距受喷面的距离以0.8～1.2m为适宜，喷头与受喷面垂直时，回弹率最低。考点4：巷道支护③喷射混凝土厚度：单独使用时，喷射混凝土厚度一般为50～150mm;

多次喷射时，喷层厚度可到250mm;喷射混凝土厚度应达到设计要求，局部不得小于设计厚度的90%。④施工细节：如遇到围岩渗漏水，造成混凝土喷不上去，或刚喷上的混凝土被水冲刷而成片脱落，应找出水源点，埋设导水管，使水沿导水管集中流出，疏干岩面，以便喷射。喷头距受喷面的距离以0.8～1.2m为适宜，喷头与受喷面垂直时，回弹率最低。考点4：巷道支护5）支架支护金属支架包括采用矿用特殊钢材制作而成的梯形和拱形金属支架。梯形金属支架由两腿一梁构成。拱形可缩性金属支架：一般用U型钢制作，通常由一根弧形顶梁和两根上端部带曲率的柱腿组成；梁腿搭接长度约为300～400mm。考点5：巷道施工通风通风方式可分为压入式、抽出式、混合式三种，其中以混合式通风效果最佳。（1）压入式通风：局部扇风机距掘进巷道口不得小于10m，风筒口距工作面的距离一般以不大于10m为宜。压入式通风方式可采用胶质或塑料等柔性风筒。工作面回风不通过扇风机，在有瓦斯涌出的工作面采用这种通风方式比较安全；缺点：长距离巷道掘进排出炮烟需要的风量大，考点5：巷道施工通风（2）抽出式通风风筒的排风口必须设在主要巷道风流方向的下方，距掘进巷道口也不得小于10m，在有瓦斯涌出的工作面不宜采用。抽出式通风的有效吸程很短。优点：在有效吸程内排尘的效果好，排除炮烟所需的风量较小，回风流不污染巷道等。抽出式通风只能用刚性风筒或有刚性骨架的柔性风筒（3）混合式通风：压入式风扇的吸风口与抽出式风筒的抽入口距离应不小于15m，以防止造成循环风流。考点5：巷道施工通风巷道风量计算：

同井筒施工风量要求按下列要求分别计算，并选取其中的最大值：①按绝对瓦斯涌出量计算，瓦斯充分稀释至1%以下；②按掘进工作面同时工作的最多人数计算，并按每人每分钟的新鲜空气量不应少于4m3进行计算③按一次爆破炸药量计算所需风量；④按同时运行的最多柴油动力设备数量增加配风量，配风量不应少于4m3/（min·kW）；⑤风速符合现行《煤矿安全规程》（2022年版）的规定。考点6：巷道施工防治水1）工作面涌水的处理：下坡掘进，需要开挖反坡水沟，坡度控制在3‰-5‰,且每隔100～200m开挖水窝，安装水泵进行辅助排水。2）巷道综合防治水坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则，根据不同水文地质条件，采取探、防、堵、疏、排、截、监等综合防治措施。考点7：巷道施工综合防尘1）湿式钻眼是综合防尘最主要的技术措施。2）湿式喷浆是喷射混凝土工序最根本防尘技术措施。6）大力发展岩巷综合机械化作业线施工的综合防尘技术。采用“二高二隔一监控”的综合防尘技术，即高压喷雾降尘、高分子材料抑尘、在掘进机后设置隔尘水幕、主要接尘人员佩戴隔离式呼吸器、工作面实现防尘监控系统。7）煤（半煤）巷掘进工作面不得使用电动除尘风机，应积极推广使用高压水射流除尘装置等。考点8：巷道施工降温《煤矿安全规程》规定：当采掘工作面的空气温度超过30℃、机电硐室的空气温度超过34℃时，必须采取降温措施1）无空气冷却装置降温喷雾洒水降温：供风温度在26℃以上的要在局扇前安设三道喷雾，巷道内每道净化喷雾、防尘水幕保持常开。2）人工制冷降温：不得已的情况下，才采用人工制冷降温。3）其他方法：采用冰冷却系统向工作面输送冰冷水降温，被认为是深井施工降温的一条新途径。考点9：巷道施工监测1）变形或位移监测（1）围岩表面相对位移监测收敛测量：对井巷表面两点间的相对变形和变形规律的量测，如监测巷道顶底板或两帮移近量等。导线测量和高程测量：由不动基点放线测量围岩表面点的绝对位移（2）深部围岩位移监测多点位移计测量：深部围岩位移测量离层仪测量：主要用于顶板考点9：巷道施工监测2）荷载与应力监测（1）支护荷载监测：（2）围岩应力监测：指在影响圈范围内的围岩应力测量。3）松动圈监测：较多用超声波波速和电磁雷达的方法。超声波波速原理是岩石的声速和破裂程度有关，破裂越严重，声速越低。巷道周边围岩破裂最严重，声速最低，深处岩体处于原岩状态，成为原岩声速，因此可以认为低于原岩声速的围岩是破裂范围考点10：斜井表土明挖段施工（1）施工边坡能暂时稳定时，可采取先墙后拱法（2）施工边坡稳定性差，但拱脚承载力较好能保证拱圈稳定时，可采用先拱后墙法。（6）斜井明洞衬砌施工顺序一般是：处理不良地段地基→放线找平→铺底→放线→绑扎钢筋→立模→加固模板→浇筑混凝土→等强→拆模→养护。混凝土连续浇筑，应积极推广泵送混凝土施工。混凝土浇筑强度达到设计强度70%以上时可进行回填。考点11：斜井表土暗挖段施工表土层稳定时，采用普通法施工。用风镐或爆破法施工当表土层不稳定时，宜采用导硐法、管棚法、金属棚背板法、锚喷网法作临时支护施工。当表土层含水较大时，宜采用降低水位法、冻结法、帷幕、超前注浆、局部硬化等特殊方法施工。斜井从明槽进入暗挖段的1～3m部位，宜与明槽部分的永久支护同时施工。斜井表土暗挖段的支护一般采用现浇混凝土衬砌支护，稳定性表土中无水时，也可采用锚喷网支护。考点12：斜井基岩段施工目前主要采用钻眼爆破法和掘进机法进行施工（1）斜井基岩段掘进方法岩层中采用钻爆法掘进，斜井底部炮眼倾斜角度应适当大于斜井的倾角，以防底板欠挖。（2）斜井施工排矸和运输：当斜井坡度大于等于8°时，应采用轨道运输，（3）斜井施工永久支护：广泛采用锚喷支护方式。锚杆支护工作面采用专用锚杆钻机进行施工。考点13：斜井施工排水二级排水站设施设在工作面后面适当位置，距工作面施工设备至少5m;要考虑一级排水设备扬程的允许，并有10%富余量排水设备至少配备两台，一台工作，一台备用。每台水泵的流量宜为总涌水量的2～3倍，其扬程应大于到第三级排水或到地面的高程，且有10%以上的富余量。三级排水站的临时水仓容量要大于二级排水站临时水仓的容量。如果有两条斜井共用一个排水站，其临时水仓容量应考虑两条斜井的总涌水量。排水泵的能力仍按二级排水站配备原则配备。（每台水泵的流量宜为总涌水量的2~3倍）考点14：斜井施工通风当一条单独的斜井独头施工时，通常采用压入式通风。风机的型号依据风量的需求选择。双斜井同时施工，前期两斜井各自独立通风，和单斜井施工通风同。当井筒施工到一定深度，为了解决长距离通风问题，可在两斜井之间施工联络巷，调整通风系统，一个井筒进风，一个井筒回风，局扇可下移联络巷上部进风井，同时在回风井上口密闭安装临时扇风机回风。考点15：硐室施工分为：全断面施工法、分层施工法和导硐施工法。1）全断面施工法全断面一次掘进硐室的高度，一般不得超过4~5m。这种施工方法一般适用于稳定及整体性好的岩层。优点：一次成巷，工序简单，劳动效率高，施工速度快；

缺点：顶板围岩暴露面积较大，维护较难，上部炮眼装药及爆破后处理浮石较困难。考点15：硐室施工2）分层施工法：分正台阶施工法、倒台阶施工法。每分层的高度以1.8~3.0m为宜，或以起拱线作为上分层。上分层的超前距离一般为2~3m。当支护方式为金属支架支护时，上分层应先掘出起拱线以上部分，前窜前探梁并把拱顶部分支护好。考点15：硐室施工3）导硐施工法对地质条件复杂或者断面特大的硐室，为了易于控制顶板和尽早砌筑墙壁，或为解决出矸、通风等问题，可先掘进1~2个小断面巷道（导硐），然后再刷帮、挑顶或卧底，将硐室扩大到设计断面。一般反向施工交叉点时宜采用导硐施工法。考点16：马头门施工（1）与井筒同时施工法：马头门的分层高度一般不大于2m,岩层稳定时也可按井筒施工循环段高作为分层高度。该方法井筒与马头门一体，井壁质量易于保证。适用于马头门长度较短（小于5m）,围岩坚硬稳定的情况（2）与井筒交叉施工法能较大部分地利用凿井设备，井壁质量较好，但施工工序转换较多，劳动组织相对复杂。适用于马头门断面较大，净高较高，长度较长，围岩中等稳定的情况。考点16：马头门施工（3）与井筒顺序施工法优点：工艺单一，占用井筒工期短，围岩易于维护；缺点：分别浇筑永久支护，接口处质量不宜保证，不能有效利用凿井设备。适用任何断面和长度的马头门，各种围岩条件。考点17：装载硐室施工分为巷道（斜井）皮带装载硐室和立井箕斗装载硐室。（2）立井箕斗装载硐室的施工①与井筒同时施工法优点：充分利用凿井设备，硐室施工准备期较短，速度快，效率高，成本较低缺点：占用井筒工期，受围岩稳定程度限制较大。适用：装载硐室工程量较小，围岩稳定，井筒工期要求不太紧的情况考点17：装载硐室施工②与井筒顺序施工法预留装载硐室的开口，井筒掘砌完成后，施工装载硐室。优点：利用凿井设备，不受井筒施工方法限制，掘井效率较高，硐室本身施工速度较快，施工安全缺点：占用井筒工期较长。适用：硐室工程量较大，各种围岩条件，井筒工期要求不紧的情况。考点17：装载硐室施工③与井筒分别施工法暂不施工装载硐室，开口范围先用锚喷临时支护；井筒内设临时封闭盘和施工工作盘，施工装载硐室。优点：不占井筒工期，施工安全性好，施工方法灵活机动。缺点：不能利用凿井设备，施工准备量大，施工速度慢，需要增加临时设施，成本较高。适用：各种稳定的围岩，硐室工程量较大，井筒工期要求紧的情况。考点18：煤仓施工一般采用自下而上施工反井，然后自上而下刷大掘砌仓壁的施工方法。反井施工：反井的直径一般不小于1200mm。①先从上往下施工小直径导孔（直径200～500mm）与下部巷道（硐室）贯通，然后在下部巷道（硐室）内换上扩孔钻头（直径1.2～1.5m）,再从下往上刷扩成井。②刷大施工：A.可由上往下一次刷大到底、由下往上砌筑仓壁；也可由上往下分段刷大并砌筑仓壁。

B.反井口需做临时封口小吊盘，小吊盘可作为出渣小挖机的工作盘。第6章井巷工程6.1立井井筒表土施工第6章考点小结考点1：立井井筒表土普通施工方法考点2：冻结法施工工艺考点3：钻井法施工工艺考点4：注浆施工工艺考点5：三类特殊施工方法适用条件6.3

巷道与硐室施工6.2

立井井筒基岩施工第6章井巷工程6.1立井井筒表土施工第6章考点小结考点1：立井井筒基岩施工考点2：立井井筒掘进机施工方法：重点考点3：立井井筒