一种两端带变断面巷道的大硐室掘砌分层施工方法与流程

本发明属于采矿工程施工，尤其涉及一种两端带变断面巷道的大硐室掘砌分层施工方法。

背景技术：

1、由于矿山开采规模的增大、采矿技术的不断更新和机械化施工装备程度的普遍提高，地下矿山大硐室的使用越来越广泛。目前，大断面硐室是有轨和无轨设备存放及其维修，以及起到特殊功能用途的硐室，对高度和宽度要求较大，根据大断面硐室的特点，解决掘进问题一般是增设溜井或导硐或及其组合式方法施工，然而这些施工方法都存在一定的局限性，也正是这一特点产生掘进施工难度大、出矸效率低，导致施工进度慢工期长；受施工组织影响，存在质量控制差、成本高和安全风险大的客观事实。因此，研究并选择施工方法的成功与否，直接关系到大断面硐室的施工效益，提高大硐室施工质量和安全，同时又降低施工成本、实现全过程机械化出矸和缩短工期，对矿山施工具有重要的现实意义。

2、较为突出的方法是公开号为cn108894804a的中国专利公开了一种高大硐室的掘砌分层施工方法：该方法步骤为：a、其在硐室开口的位置施工直达硐室尾端顶部的上向斜巷，在硐室开口的一侧施工直达硐室尾端的出渣平巷；在硐室后端第一分层的位置施工贯通上向斜巷与出渣平巷的出渣溜井；b、通过上向斜巷掘进第一分层，边掘进边支护，通过出渣溜井和出渣平巷出渣；c、第一分层施工后，出渣溜井向上向斜巷一侧扩帮直至在第二分层位置贯通上向斜巷与出渣平巷；d、通过上向斜巷掘进第二分层，边掘进边支护，通过出渣溜井和出渣平巷出渣；e、后续分层的施工方法与步骤c、d相同；直至掘进至最低分层。该方法利用上向斜巷、出渣平巷和出渣溜井，使整个高大硐室形成一套上下贯通的出渣系统；在施工各个分层时，可以通过出渣溜井和出渣平巷出渣，实现了由上至下分层施工大硐室的掘砌施工。虽然该方法与传统方法相比具有出渣方式简单，施工安全可靠且效率高等特点。但是对于两端带变断面巷道的大硐室而言，施工步骤仍然较为繁杂，效率低；在施工时由于上向斜巷的倾斜角度受到两端带变断面巷道的限制，不能直达硐室尾端顶部，施工难度大；出渣溜井与上向斜巷在第二分层的底板处分别贯通，即出渣溜井与上向斜巷在第二分层不连通，无法通过出渣溜井出渣，需先将出渣溜井与上向斜巷贯通，从而增加了施工步骤，降低了施工效率；且该方法还需要施工一个出渣平巷，出渣时需要通过出渣溜井与出渣平巷出渣，也增加了施工步骤，增大了出渣难度，拖慢了施工进度。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种两端带变断面巷道的大硐室掘砌分层施工方法，解决了现有技术中的大硐室的掘砌分层施工方法虽然有出渣方式简单，施工安全可靠等特点，但对于两端带变断面巷道的大硐室而言，施工难度大，施工步骤仍然较为繁杂，施工效率低等问题。

2、为解决上述的技术问题，本发明提供如下核心技术方案：一种两端带变断面巷道的大硐室掘砌分层施工方法，该方法的步骤为：

3、第一步、根据施工要求确定硐室长度、断面尺寸和硐室拱高；

4、第二步、根据硐室的高度确定硐室的分层高度和分层数量；

5、第三步、在硐室的两端带变断面巷道的其中一端巷道底板中间开口沿着硐室中轴线设定的坡度和断面掘进上向斜巷，直至硐室第一分层底板，用于快速出矸和施工人员通行；

6、第四步、到第一分层后，沿着上向斜巷掘进方向以第一分层底板为底板掘进平行于硐室的平巷至硐室另一端，用于快速出矸和施工人员通行；

7、第五步、以硐室另一端变断面巷道掘进至硐室边界后，施工贯通直达硐室第一分层平巷位置的垂直井，用于在硐室分层施工完成前与上向斜巷形成前后端上下组合贯通的出矸和回风系统；

8、第六步、以上向斜巷上部变坡点起，利用平巷开始左右两边扩刷硐室后端第一分层部分，并利用上向斜巷和出矸溜井快速出矸，直至按照硐室顶部断面的轮廓刷成形；扩刷出矸后对硐室分层进行支护；

9、第七步、在上述支护完成后，按照硐室沿着第一分层底板反方向平坡按断面的轮廓逐排刷至硐室的前端，并利用上向斜巷和垂直井临时存储矸石；扩刷出矸后对硐室分层进行支护；

10、第八步、在硐室第一分层施工后，通过硐室前端利用上向斜巷由前往后开始水平钻眼刷大第二分层，直至硐室第二分层刷成，并利用上向斜巷和垂直井临时存储矸石；扩刷出矸后对硐室分层进行支护；

11、第九步、后续分层的施工方法与第八步施工步骤相同，直至硐室施工完成，并将硐室前端上向斜巷开口变断面巷道刷大，完成两端带变断面巷道的大硐室的施工。

12、采用此掘砌分层施工方法，针对两端带变断面巷道的大硐室而言，相对于现有技术，不仅有出渣方式简单，施工安全可靠等特点，还减少了施工步骤，降低了施工难度，提高了施工效率低。

13、进一步地，基于上述核心技术方案，第一步中根据施工要求确定硐室长度不小于42.6m，断面尺寸不小于10.3m×11.2m，硐室拱高不小于2.1m。进一步地，第二步中根据硐室的高度确定硐室的分层为三层，第一分层为3.6m，第二分层为3.8m，第三分层为3.8m。

14、进一步地，基于上述核心技术方案，第三步中大硐室的两端带变断面巷道的长度不小于8.5m，大断面不小于9.9m×5.28m，小断面不小于4.2m×4.08m。进一步地，第三步中上向斜巷的坡度为25％，断面为3.5m×3.5m，用于满足大型无轨铲运设备快速出矸和施工人员通行。进一步，第四步中所述平巷的断面为3.5m×3.5m，用于满足大型无轨铲运设备快速出矸和施工人员通行。

15、进一步地，基于上述核心技术方案，第五步中所述垂直井的断面边长2m的正方形。

16、进一步地，基于上述核心技术方案，第六步中所述扩刷是采用光面爆破技术进行扩刷施工，用于控制扩刷质量；进一步地，扩刷时采用打眼爆破法，并采用钢管搭设临时作业平台进行操作

17、进一步地，基于上述核心技术方案，支护是对硐室分层离底板预留500mm至1000mm距离以上的部分进行支护；先采用成品网片2m×1.5m和长1.8m管缝式锚杆组合锚网进行临时支护；临时支护完成后喷150mm厚的混凝土进行支护，混凝土的标号为c25。

18、与现有技术相比本申请技术方案具有的技术优势为：对于两端带变断面巷道的大硐室而言，在施工时可以使上向斜巷的倾斜角度不会受到两端带变断面巷道的限制，从而使上向斜巷可以直达硐室顶部，并通过平巷直达硐室尾端顶部，降低了施工难度；施工垂直井与上向斜巷在第二分层的底板处能够直接连通，满足直接通过垂直井出渣的需求；避免了需要先将出渣溜井与上向斜巷贯通的施工步骤，还避免一个出渣平巷的施工步骤；本申请技术方案不仅有出渣方式简单，施工安全可靠等特点，还进一步减少了施工步骤，降低了施工难度，提高了施工效率，加快了施工进度。

技术特征：

1.一种两端带变断面巷道的大硐室掘砌分层施工方法，该方法的步骤为：第一步、根据施工要求确定硐室长度、断面尺寸和硐室拱高；第二步、根据硐室的高度确定硐室的分层高度和分层数量；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种两端带变断面巷道的大硐室掘砌分层施工方法，其特征在于：所述第一步、根据施工要求确定硐室长度不小于42.6m，断面尺寸不小于10.3m×11.2m，硐室拱高不小于2.1m。

3.根据权利要求2所述的一种两端带变断面巷道的大硐室掘砌分层施工方法，其特征在于：所述第二步、根据硐室的高度确定硐室分三层，第一分层为3.6m，第二分层为3.8m，第三分层为3.8m。

4.根据权利要求1所述的一种两端带变断面巷道的大硐室掘砌分层施工方法，其特征在于：所述第三步中所述硐室的两端带变断面巷道的长度不小于8.5m，大断面不小于9.9m×5.28m，小断面不小于4.2m×4.08m。

5.根据权利要求4所述的一种两端带变断面巷道的大硐室掘砌分层施工方法，其特征在于：所述第三步中所述上向斜巷的坡度为25％，断面为3.5m×3.5m，用于满足大型无轨铲运设备快速出矸和施工人员通行。

6.根据权利要求4所述的一种两端带变断面巷道的大硐室掘砌分层施工方法，其特征在于：所述第四步中所述平巷的断面为3.5m×3.5m，用于满足大型无轨铲运设备快速出矸和施工人员通行。

7.根据权利要求1所述的一种两端带变断面巷道的大硐室掘砌分层施工方法，其特征在于：所述第五步中所述垂直井的断面边长2m的正方形。

8.根据权利要求1所述的一种两端带变断面巷道的大硐室掘砌分层施工方法，其特征在于：所述第六步中所述扩刷是采用光面爆破技术进行扩刷施工，用于控制扩刷质量。

9.根据权利要求1所述的一种两端带变断面巷道的大硐室掘砌分层施工方法，其特征在于：所述支护是对硐室分层离底板预留500mm至1000mm距离以上的部分进行支护；先采用成品网片2m×1.5m和长1.8m管缝式锚杆组合锚网进行临时支护；临时支护完成后喷150mm厚的混凝土进行支护，所述混凝土的标号为c25。

10.根据权利要求8所述的一种两端带变断面巷道的大硐室掘砌分层施工方法，其特征在于：所述扩刷时采用打眼爆破法，并采用钢管搭设临时作业平台进行操作。

技术总结本发明属于采矿工程施工技术领域，涉及一种两端带变断面巷道的大硐室掘砌分层施工方法，步骤为：第一步、确定硐室长度、断面尺寸和拱高；第二步、确定硐室的分层高度和数量；第三步、掘进上向斜巷；第四步、掘进平巷；第五步、施工垂直井；第六步、扩刷硐室后端第一分层部分；对硐室分层进行支护；第七步、反方向刷至硐室的前端；对硐室分层进行支护；第八步、利用上向斜巷由前往后开始刷大第二分层；对硐室分层进行支护；第九步、后续分层的施工方法与第八步施工步骤相同。采用此方案，不仅有出渣方式简单，施工安全可靠等特点，还进一步减少了施工步骤，降低了施工难度，提高了施工效率，加快了施工进度。技术研发人员：张芳永,林景尚,李超受保护的技术使用者：安徽庐江龙桥矿业股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30