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2018一建《矿业工程》教材：斜井与平硐施工方法

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1G16042 斜井与平硐施工方法

斜井和平硐与立井井筒一样，都是矿井与地面的联络通道，但采用斜井开拓和平硐开拓要比立井开拓在技术和经济上更为有利。由于斜井和平响的运输方式与立井不同，其施工方法也不一样。平硐一般坡度在 5% 以下，多采用胶带和矿车运输，也可采用元轨胶轮车，其施工方法与隧道和巷道类似;而斜井倾角与运输方式有关，采用胶带运输一般小于16 ，矿车运输的倾角范围在 70~30 。都可使用，其施工方法与倾斜巷道类似;对于倾角小5的缓坡斜井，其施工方法与平硐一致。

一、斜井施工方法

斜井井筒的倾角从几度到几十度不等，所以其施工方法、施工工艺和施工设备介于立井和平巷之间。

(一)斜井表土明挖段施工

由于表土层土质松软、稳定性较差，一般有涌水，地质条件变化较大，当斜井表土段距离长，安全、快速地通过表土层尤其重要。斜井表土明挖段施工，一般采用明槽开挖方法亦即明洞施工法，根据不同地形、地质条件及其结构类型，明洞施工应注意以下几点:

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。

3. 当地质条件极其复杂时，应根据现场情况制定更可靠的施工方法。

4. 采用明槽开挖或明洞施工法的地段，其土石方开挖应符合下列要求:
(1)开挖方式以及边坡和仰坡的坡度应根据地形、地质条件、土性土质条件和采用的施工方法确定。明槽的边坡允许值应按国家现行标准《土方和爆破工程施工及验收规范》的有关规定执行。当土质坚硬或采用挖土、砌墙平行作业时，宜将直墙部分垂直下挖，但超过墙高部分应按上述边坡规定执行。底部的开槽宽度应考虑外模和立模及支承操作的空间。
(2) 松软地层开挖时，宜边支护边开挖。
(3) 岩石地段开挖时应防止爆破影响边坡和仰坡的稳定。
(4) 开挖的土石应弃置在不影响边坡及其他建筑物稳定的地点。土石方和材料应堆放在边坡上缘 0.8m 以外的地方，弃土堆置高度不应超过1. 5m
(5) 一般不宜在雨期破土开工，当必须在雨期施工时，施工前应在井口四周挖排水沟，将水引致场外，在山区要加设防洪沟。应加强防护，随时监测、检查边坡的稳定情况，采取防雨、防滑坡、防胡塌的有效措施。
(6) 冬期施工中，为防止土壤冻结，可在表面用当地保温材料加以覆盖，或先将表土翻耕粗松，其深度一般不得小于 0.3m
(7) 明槽内涌水量超过 /h ，应设水泵排水。明槽底部两侧应设顺水沟，将水集中在集水槽，用水泵将水排至地面排水沟。水泵的选择应按照用水量大小确定，一般采用潜水泵为宜。
(8) 明槽挖掘施工除特殊情况外，一般应采取机械挖掘、运输。挖掘机械和运输机械品种繁多，机械安排的原则是:根据明槽开挖的土石方量大小、工期的要求选择设备型号，挖掘机械和运输机械要配套。
(9) 在含水软弱地层、承载力差的地段施工时，为保证挖、运机械的正常运转，对底板应采取加固措施，如抛石砂浆换底，换底的深度应不小于 500mm
(10) 边、仰坡根据岩土'性质和暴露时间的长短必要时要进行加固，加固的方法要视现场情况，可采取喷砂浆护面、锚网喷加固等。

5. 斜井明洞边墙基础必须设置在稳固的地基上。明洞基础开挖至设计高程后，如其承载力不符合设计要求，可采取芳填一定厚度的碎石或加深、扩大基础等措施;或采取其他补救措施，如硅化加压注水泥浆等。

6. 斜井明洞衬砌施工
(1)衬砌长度应视土石稳定程度确定，坚硬的土层可在明槽挖完后自下而上一次砌至井口。
(2) 衬砌的顺序一般是: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。
(3) 模板的形式有组装模板、整体模板、液压整体移动模板。模板的长度应视斜井的长短和岩土稳定情况确定，目前整体模板长度有 6m 9m ，最长的已达 12m ，模板长可减少接搓和倒模次数，提高施工速度，保证工程质量。
(4) 模板拱部应按断面要求制作定型挡头板、外模和骨架，并采取防止走模的
措施。
(5) 为加快施工速度，实现混凝土连续浇灌，保证工程质量，减少人力，应积极推广泵送混凝土施工。作为斜井施工，一般用 30m /h 的混凝土输送泵即可。泵送混凝土对混凝土和易性、骨料粒径大小、添加剂等参数以及对混凝土输送管的摆放都有一定的要求，因此要编制专门的操作规程。
(6) 在混凝土浇筑过程中，应两侧对称浇筑，以防模板变形。分层浇筑，分层振捣，每层浇筑深度为 300mm ，在挠筑混凝土过程中要随时观察模板的形态，如发现模板有变形趋势，应立即停止浇筑，采取应急措施。

7. 斜井明洞混凝土浇筑强度达到设计强度 70% 以上时可进行回填，回填材料按设计要求办理，两侧对称回填，回填土应分层穷实，人力打穷每层厚度不大于 200mm ，蛙式打穷机打穷不大于 300mm 拱部?昆凝土浇筑完成，在外模拆除后应立即施做防水层随即回填，其两侧回填高差不大于 500mm; 回填至拱顶后亦应分层填筑。防水层按设计要求施工。

(二)斜井表土暗挖段施工

斜井表土暗挖段，其施工方法主要取决于井筒倾角和表土层的稳定情况等因素。当表土层稳定，可采用普通法施工。一般有两种施工法，一是当土层为干的多孔性表土时，可以用风铺挖掘，工作面可布置 4~6 台风铺同时作业。这种方法施工时噪声大，工作人员应做好防护。二是当土层为站土或砂质教土组成的粘结性土层时，由于它含有水分而状如硬泥，其韧性极大，只能用爆破法施工，孔深可控制在 2.0m 以内。
斜井表土暗挖段的支护一般采用现浇混凝土衬砌支护，稳定性表土中元水时，也可采用锚喷网支护。

(三)斜井基岩段施工

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，我国的斜井施工已形成了具有中国特色的机械化作业线和设备配套方式，斜井施工技术已进人一个崭新的阶段。

1.斜井基岩段掘进方法

(1)机械或人工挖掘
在松软岩层中掘进斜井目前一般采取机械挖掘的方法。人工挖掘一般是指用风铺破岩，人工出肝，该方法费时费力，目前已很少采用。机械挖掘已广泛采用，由于受工作空间的限制，通常采用小型短臂元尾挖掘机，如凯斯 KS-55 、久保田 KX155-382 等。

(2) 钻爆法掘进
钻爆法施工顺序:按岩性进行爆破设计→绘出爆破图表→依中腰线(或激光指向)布眼→打眼→瓦斯检查→装药→瓦斯检查→放炮→通风→安全、瓦斯检查→出研。斜井基岩段钻爆法掘进要注意底部的打眼角度，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。

(3) 掘进机掘进
目前用于斜井基岩段掘进的掘进机为部分断面掘进机，又称为综掘机，通常在煤层和松软岩土中使用具有明显的优越性。综掘机工艺流程为:安全检查→综掘机切割掘进→|临时支护→找顶打顶部锚杆(锚索)眼→铺顶板金属网→架顶板槽钢梁→安装锚杆(锚索)→割帮→打帮部锚杆眼→铺设帮部金属网、钢带梁→安装锚杆。
采用综掘机掘进必须保证连续运输，才能更体现它的优越性，以采用胶带机运输的沿煤斜井掘进为例，其流程为:综掘机切割煤岩→机组祀煤岩到双链刮板运输机→拖移骑跨式运输机→可伸缩胶带运输机→地面转载点。

2. 斜井施工排研和运输

(1)斜井施工装研方式
斜井施工装研除特殊情况采用人工装肝外，基本都实现了机械装吁。常用的装研机械有把斗装岩机、挖掘机、装载机等。粗斗装岩机适用于任何坡度的斜井，有利于平行作业。挖掘机的适用性很强，特别在含水较大的岩层中装肝比把斗装岩机更有优越性，而且能够找顶、清底、吊运小型器具等。装载机一般适用于缓坡斜井，装ii于速度快，并能吊运材料、器具等。

(2) 斜井施工运肝方式
斜井施工运肝方式与斜井坡度大小密切相关，缓坡斜井的运研方式可采用防爆元轨胶轮车运肝、胶带机运肝(煤)、梭车运研等。陡坡斜井的运肝方式可采用矿车运肝、冀斗运肝、胶带机运吁，少数采用梭车运吁。矿车或寞斗运石干一般配备双轨双套提升。采用胶带机运肝(煤) ，胶带机布置在斜井一侧，另一侧布置轨道、提升机以供下放材料、上下人员之用。运肝宾斗容积可分为 4m 6m 8m 等，算斗轨道间距为 900mm 。提升绞车缠绳量和最大静张力应满足斜井施工提升需要，并符合安全规程要求。

(3) 斜井施工提升安全设施
斜井施工提升防跑车是斜井提升的重要安全措施，通常所说的"一坡三挡"就是防跑车的主要措施，"一坡三挡"即在斜井上口人口前设置阻车器，在变坡点下方略大于一列车长度的地点，设置能够防止未连挂的车辆继续往下跑的挡车栏，在下部装车点上方再设置一套挡车栏，除此之外，还必须安设能够将运行中断绳、脱钩的车辆阻止的防跑车防护装置。

3. 斜井施工永久支护

斜井施工永久支护，现在广泛采用错喷支护方式。锚杆支护工作面采用专用锚杆钻机进行施工。地面设置混凝土搅拌站，选用湿式混凝土喷射机及其配套的供料装置，并进行远距离输送混凝土，工作面进行喷射混凝土作业。远距离输送混凝土应重点解决好地面喷射站与井底工作面喷射之间的联系问题，合理控制喷射工作风压问题，减少输料管的磨损和防止管道击穿，预防和处理管路堵塞。

4. 斜井施工排水

斜井的排水方式应视涌水量大小和斜井的长度而定，一般采取兰级排水。

(1)工作面排水(一级排水)
目前常用的排水设备有兰种类型:风动涡轮潜水泵(俗称风泵)、气动隔膜泵、 BQS
矿用隔爆型潜水排沙泵(俗称电潜泵) ，每种泵型号繁多，可根据工作面涌水流量、泥沙含量和排水扬程而定。

(2) 二级排水站
二级排水站设施设在工作面后面适当的位置，位置的确定原则:距工作面施工设备至5m; 要考虑一级排水设备扬程的允许，并有 10% 的富余量。要设临时水泵房、临时水仓，临时水仓的容量应视斜井总涌水量而定。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，其扬程应大于到第兰级排水或到地面的高程，且有 10% 以上的富余量。二级排水站随工作面进展的需要进行前移。

(3) 三级排水站
三级排水站的移动次数不宜过多，二级排水站排上来的水通过三级排水站排到地面。
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。
斜井施工排水管内径不宜小于 100mm ，管壁厚度要经过强度计算确定。

5. 斜井施工通风

(1)单斜井施丁，通风方式
当一条单独的斜井独头施工时.通常采用压人式通风，即将局部扇风机设置在地面井口附近，新鲜风通过风筒压入到掘进士-作面，乏风由斜井自身回风出地面。风机的型号依据风量的需求选择。
斜井施工通风机和风筒的选择应通过通风设计计算来确定，通常情况斜井长度在
2000m 以内，选择 2X30kW 对旋风机，直径 800mm 的风筒能够满足施工要求;斜井长度在 3000m 以内，选择 2X55kW 的对旋风机，直径 1000mm 风筒可满足施丁-要求;长度超过 3000m 以上单斜井可采取增加回风措施立井解决通风问题。

(2) 双斜井施τ- 通风方式
双斜井同时施工，前期两斜井各自独立通风，和单斜井相同。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。

二、平铜施工方法

平硐及角度小子 5. 。的缓坡斜井施工方法与苍道基本类似，但由于平响和斜井断面一般较大，其施工设备配套具有一定的特点，同时平响和斜井出口段岩层条件较差，其施工方法也具有特殊性。

(一)平硐硐口施工

平桐洞口采用明硐结构.其施工方法与斜井明硐施工方法相一致。如果不需要采用明硐直接进硐时，硐口的施工通常要根据硐口罔岩的稳定性采用不同的施丁.方法。

1.平硐硐口掘进断面拱顶上部稳定岩土的厚度，主要根据平响的宽度以及岩土的稳定程度确定。平桐掘进断面顶面与堆积层或耕作层底面间的厚度不应小于 3m
2. 平硐施工进响之前应做好超前支护，特别在土层和风化松软岩层条件下尤为重要。目前推广采用管棚法施工。管棚施工有大管棚和小管棚之分，大管棚一般采用 75~108mm 直径的钢管制作，长度视岩土稳定程度确定，通常 15~18m; 小管棚一般采用 40~45mm 直径的钢管制作，长度一般为 2. 5~4. 5m ，间距 200~400mm ，两排交叉 1~1. 5m ，钢管上加工有注浆小孔。在桐内施工过程中，同类围岩条件下亦延续采用，直至岩性稳定后方可改为常规钻爆法施工。
3. 平硐硐口外面边坡及仰坡必须按规定加固，拱顶上部地表要砌筑挡土墙，墙外也作防洪水沟，将上部水通过两侧水沟流到场地外。
4. 平刑或斜井的地面出口，为了安全和美观，一般都设置响门。硐门的形式应根据现场地貌情况和工程要求确定，一般可采用端墙式、翼墙式、环框式或柱式榈门。

(二)平硐硐身施工

平刑或缓坡斜井桐身段施工，其施工方法与一般井下巷道施工方法类似，目前多采用钻眼爆破法施工，但是当平硐掘进断面较大，掘进宽度大于 5m 时，多采用大型机械化施工设备组织快速施工。

1.钻眼爆破作业

平榈钻眼工作多采用独立回转凿眼机人工钻眼，T_作面配备凿岩台架，或者采用凿岩台车进行机械钻眼，炮眼深度 3m 以上。人工钻眼时可将工作面分成上下两层，以利于工作面上下分两个区间布置多台凿岩机同时作业，并实行定人、定钻、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。爆破采用反向装药结构，装药前必须吹净炮孔内泥渣，药卷要送至孔底，采用大并联连线方式，一次起爆。

2. 装岩与排肝

对于大断面平桐施工工作面的装岩多选用铲斗式装载机，斗容 2~3m3 ，且配合采用自卸汽车排研。施工中，为提高装岩和排肝的速度，往往每隔 100m 设一调车躲避硐，以便于汽车进人工作面前调车。工作面肝石装人自卸汽车后运出平响到指定地点卸载。

3. 支护作业

(1)锚杆钻装
锚杆采用锚杆机进行钻安，拱部锚杆一般利用凿岩台架进行钻安，施工时，先施工顶板中央锚杆孔，两帮锚杆滞后拱部锚杆 1~2 排施工，施工顺序自上而下，由后向前逐排进行。

(2) 喷混凝土施工
在工作面和工作面后 50m 处各设一台喷射机，前台用于工作面初喷混凝土，即临时支护封闭围岩。混凝土混合料由设在地面的混凝土搅拌站制作后用输送车运送至工作面。
工作面后 50m 处的喷射机用于复喷混凝土，复喷混凝土与工作面打眼可以平行作业。

(3) 现浇混凝土衬砌
对于围岩条件较差的平桐或缓坡斜井，支护采用现浇?昆凝土衬砌，衬砌作业一般在工作面后 50m 进行，这时不需要进行二次喷混凝土作业，直接利用模板台车进行混凝土现浇作业，混凝土用 昆凝土搅拌车从洞外运送至作业面。

4. 通风与防尘

平硐施工的通风可选用对旋式风机和直径 1000mm 左右的不燃性胶质风筒向工作面进行压人式供风。当通风距离达到 1000m 以上时，需要再增加一趟风筒向工作面供风，以满足排除炮烟以及汽车尾气和工作面施工人员和各种机械的用风要求。
平硐施工工作面防尘可采用湿式凿岩、装岩喷雾洒水、喷混凝土降尘、加强通风除尘、加强个人防护等综合防尘措施。0万U豆体验卡
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