折返式超長斜坡道快速施工技術

常海洋

（金誠信礦業管理股份有限公司，北京 100089）

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折返式超長斜坡道快速施工技術

常海洋

（金誠信礦業管理股份有限公司，北京 100089）

介紹了折返式超長斜坡道施工中利用斜坡道折返點，逐段向上反掘通風天井，光面爆破技術，掘進與支護平行作業，無軌施工設備配套使用的施工技術。通過在某硫鐵礦斜坡道工程中成功的應用，有效地解決了超長斜坡道施工中通風、排水及供電等難題，極大地提高了施工速度，縮短了施工工期，很好解決了斜坡道施工工期占整個礦山建設周期長的問題。

折返式；超長斜坡道；光面爆破；快速施工

隨著采礦業的規模發展和采礦技術的不斷提高，地下礦山的采掘深度越來越深，地下大型深部礦山以豎井開拓外輔以斜坡道開拓方式為首選，原有的礦山技術改造也在增加斜坡道工程開拓。斜坡道開拓具有大型礦山采掘無軌設備的上下通道、增加礦山安全出口和救援出入口、增加礦井的通風以及輔助出礦的功能［1］。而斜坡道施工距離長、施工過程中的通風、排水、供電是制約斜坡道快速施工的難題［2］。本文介紹了在折返式超長斜坡道施工中利用斜坡道折返點，逐段向上反掘通風天井，光面爆破技術，掘進與支護平行作業，無軌施工設備配套使用的施工技術，有效解決了超長斜坡道施工中通風、排水及供電等難題，極大的提高了施工速度，縮短了施工工期，解決了斜坡道施工工期占整個礦山建設周期長的問題。

1 折返式斜坡道快速施工

1.1 施工工藝技術

折返式斜坡道施工技術主要包括逐段上掘通風天井、爆破技術、掘進與支護技術和無軌設備施工技術，施工工藝流程如圖1所示。

1.1.1 逐段上掘通風天井

利用斜坡道折返點逐段上掘通風天進，以聯道與斜坡道連接，通風天井口設置一臺輔扇抽風，通風天井與斜坡道聯道口10 m左右設局扇進行壓入式

圖1 折返式超長斜坡道施工工藝流程圖

通風的混合通風方式，形成斜坡道進風，通風天井通風，并隨斜坡道向下施工延伸，到下個折返點再向上反掘，與上部通風天井連通，然后下移壓入通風局扇，密閉上段聯道口，如此反復，以減少工作面壓入式通風距離，提高通風效果。并同時將施工用的供排水管路，壓風管路及供電線路固定安裝在通風天井內，以減少施工管路長度和管路消耗和供電壓降。

1.1.2 光面爆破

為獲得巷道平整光滑的輪廓面，減少超挖量，降低支護成本，減小圍巖爆破破壞，保證施工安全，在施工過程中應用了光面爆破技術。

將工作面掘進炮孔分為掏槽眼、崩落眼和周邊眼，利用段發雷管分段延期起爆，減少最后起爆的周邊眼一次起爆藥量，從而減小爆轟波對圍巖的破壞，按照設計輪廓爆破開挖。

在輪廓線上布置加密的周邊孔，其密集系數取0.8～1.0；使用小直徑藥卷，增大不耦合系數；降低裝藥系數，減少裝藥量，從而減弱爆破對原巖體的破壞作用。

1.1.3 掘進與支護平行作業

在巷道施工中掘進與支護在時間上同時施工，空間上前后交叉作業方式稱為平行作業，充分利用空間優勢，縮短循環作業時間，提高施工速度，同時及時對圍巖進行封閉，減少圍巖暴露時間，保證施工安全。

對穩定性圍巖施工段前邊工作面打眼爆破作業，后邊進行錨噴支護，前后空頂距離不超過20 m，對較為松散不穩定圍巖首先對工作面光面采用素噴封閉（厚度為30 mm），減少風化冒落，然后安裝錨桿和編鋪金屬網，保證施工作面的施工安全，在臨時支護的保護下再進行打眼爆破作業，同時在后段再一次噴射混凝土成巷（厚度為70 mm）。能夠快速地提供連續的支撐力，改變圍巖的受力狀態，阻止變形的發展，避免圍巖的松散和脫落。錨噴網能夠保持和提高巖體的抗剪強度，從而充分發揮圍巖的作用。錨噴網良好的封閉性，大大降低了潮濕空氣及地下水對巖體的侵蝕和由此伴生的潮解、膨脹和礦物變質，有利于保持巖體的固有強度。

1.1.4 無軌施工設備配套使用

利用無軌設備施工能力大、效率高、機動性強、施工輔助時間少的特點，提高勞動效率，提高施工速度。施工裝巖采用CY－2型鏟運機，運輸采用多臺工程卡車運碴，在斜坡道每間隔一段距離設裝載調車硐室，最前一個裝載調車硐室用于鏟運機向工程卡車裝車硐室，后邊的裝載調車硐室用于多臺工程卡車調頭錯車。并隨工程向下延伸，不斷增加運輸車輛，保證鏟運機與運輸車輛的高效配套，從而縮短循環作業時間。無軌設備的應用重點是對斜坡道底板進行維護保養，軟巖施工段要進行換底，即對底板軟巖清除和用硬巖或碎石進行重新鋪設，以保證運輸車輛的運輸順利。

1.2 施工操作要點

1.2.1 測量放線

折返式超長斜坡道距離長，轉彎多，要準確施工到井下設計位置、保證與井下巷道精確貫通及分段上掘天井與上段已施工好的天井進行貫通對接，測量放線是整個斜坡道施工過程中最為精確的一道工序，貫穿斜坡道施工的整個過程，對斜坡道工程的精確成功落底和整個措施天井自上而下成功對接起著決定性的作用。

1.首先給出斜坡道施工的中心線和腰線，指導斜坡道掘進開挖與支護作業，并根據折返式斜坡道轉彎折返及時按設計調整施工方向和坡度標高。

2.在斜坡道轉彎折返點及時標定通風天井聯巷的位置，標定通風天井的位置和輪廓，給出天井開口中心線。

3.成巷巷道及時進行導線測量并不斷地檢查修正，每次的測量成果要進行認真的分析和評價，嚴格按照測量施工規范及時地消除施工和測量誤差。

4.測量儀器采用精度高的全站儀，采用測回法觀測，一個測回，一次對中，長度測量互差不得大于邊長的1／3 000，導線最大相對閉合差不超過1／3 000。巷道開口和中心線用經緯儀標定，腰線用水準儀標定。

1.2.2 斜坡道掘進與支護平行作業

斜坡道采用自上而下的正掘法施工，全斷面一次光面爆破，鑿巖采用高效YT28氣腿鑿巖機，多臺鑿巖機同時作業，打眼過程中在工作面搭設工作平臺，上下部分同時打眼，一次裝藥一次起爆，掏槽眼眼口間距誤差和眼底間距誤差不得大于50 mm，輔助眼眼口排距和行距誤差不得大于50 mm。周邊光爆眼和底眼外傾角為1°～2°，其外斜率不得大于50 mm／m，眼底不超出開挖輪廓線100 mm，最大不超過150 mm。周邊光爆孔要平行于設計斜坡道軸線，以保持下一輪爆破之間剖面的連續性。炮孔間距為500～600mm，光爆層厚度為600～800mm。根據圍巖不同性質調整裝藥參數進行不偶合裝藥，周邊炮孔同段起爆，使裂隙沿炮孔聯線發展，形成光面。

爆破采用乳化卷狀炸藥，Φ35 mm×200 mm藥卷用于掏槽孔和輔助Φ25 mm×200 mm藥卷用于周邊孔光爆。爆破網路連接采用毫秒非電雷管起爆法，采用孔內微差爆破，以雷管的不同段別實現微差爆破。雷管裝在孔底，反向起爆

嚴格按照設計的巷道斷面設計尺寸和要求施工，掘好的巷道尺寸要等于或超過設計要求，掘好的底板標高偏離規定的位置不得超過設計規定的的正負150 mm，掘進中心線精度控制在設計所示平面位置的正負150 mm以內，巷道坡度變化不得大于設計的1%，對于達不到設計要求的區域，尤其巖面突出部位，及時進行處理，直到合格為止。

支護與掘進采取平行作業，正常圍巖穩定段控頂距離為20 m左右，進行錨桿架設和噴混凝土支護，與鉆爆作業前后空間上平行施工，噴射砼混合料在攪拌機中攪拌均勻，隨拌隨用，噴射機擺放在距支護工作面較近的錯車道內，在斜坡道口攪拌好的噴射料通過汽車運送至噴射機受料口，強度等級為C25的噴射混凝土配合比為水泥∶砂∶石子＝1∶2∶1.5。水灰比宜為0.45～0.50，砂的粒徑不宜小于3 mm。在軟巖、斷層等不穩定段工作面先進行錨噴網臨時支護，保證施工作業安全，噴砼前清除危巖、浮石，并用水沖洗巖面。首先噴射一層30 mm厚的混凝土，之后施工錨桿并掛網，然后在后邊再噴一層70 mm厚的混凝土，再與掘進平施工，錨桿使用2 m長的管縫摩擦錨桿，錨桿網度為1 m×1 m。鋼筋選用A3鋼，網度200 mm×200 mm，鋼筋直徑為Φ6 mm。

1.2.3 上掘通風天井并與上段對接

通風天井長×寬＝1.7 m×1.4 m，在設計位置上標好位置和方位后，向上打眼裝藥爆破，天井的一側設有爬梯固定有巖幫上，距頂層工作有人作業平臺，作業平臺下安裝安全網，并隨向上反掘向上移接梯子和搭設工作平臺，其施工用通風壓風和供水管路固定在梯子上，天井落下來的碴石用2 m3鏟運機裝運走，與上部貫通前要做好警介設置和上部固定在天井內的風水管路和電纜的保護工作。

1.2.4 鏟運機和多臺卡車配套運輸出碴

采用2 m3鏟運機自工作面出渣、運到裝載硐室裝到自卸卡車上，卡車沿斜坡道上到地面，直接運到排渣地點（如圖2所示）。斜坡道每間隔距離240 m設置一個裝載調車硐室，裝載調車硐室設在斜坡道的同一側，長8 m。距工作面的一個作為鏟車向卡車里裝碴的裝載點，其后邊的作為卡車的調頭錯車硐室，裝碴時卡車車頭在前先進入裝載橫巷，滿載的鏟運機后退到裝載點以上位置，卡車向后倒車，鏟運機從卡車的側面裝車，然后卡車返回原停車位置，鏟運機下行裝渣。如此反復，兩鏟斗裝滿一卡車。鏟運機在等待卡車期間，要隨時清理灑落在裝載點和斜坡道上的渣石。必要時鏟運機可將部分渣石先倒運到暫不使用的裝載點內，以盡快騰出工作面。清底要徹底，不留殘渣。

圖2 鏟裝流程圖

2 應用實例

安微廬江大包莊硫鐵礦輔助斜坡道工程，總長3 238 m，開口于＋62 m標高，結束于－303 m標高，斜坡道標準斷面寬4 m、高3.333 m（1／3三心拱斷面），凈斷面12.21 m2，掘進斷面14.02 m2，錨噴混凝土100 mm、錨噴網100 mm、鋼筋混凝土250 mm支護，還包括隱含的硐門工程、彎道加寬、調頭硐室等工程。

本技術在該斜坡道工程施工中得到了成功應用，平均成巷月進度159 m，最高月進度達236 m，2009年5月開工，2011年2月完工，比合同工期提前六個月，極大地縮短了建設周期，取得了非常好的經濟效益和社會效益。該工程施工質量高、工期短、安全無事故以及成本節約均得到了建設單位的一致好評。

3 結 語

1.其折返式斜坡道解決了超長距離斜坡道壓礦的問題。利用通風措施天井作為施工過程中通風和施工管路固定通道解決了超長斜坡道施工過程中通風、排水及供電等施工技術難題，極大地改善了施工環境，方便施工管理，加快了施工速度，為井下大型礦山斜坡道開拓方式和超長斜坡道施工工藝的發展提供了依據。

2.光面爆破技術的應用大大減少了超挖量，節約了炸藥、運輸、提升、支護成本，同時降低爆破對于圍巖的破壞，確保了施工安全，杜絕了事故的發生。

3.實行掘支平行作業，提高了作業循環率，工序銜接緊密，工效高。大型無軌設備配套機械化施工，大大提高了勞動效率，極大地加快了施工進度，縮短了超長斜坡道施工工期和整個礦山建設工期。

4.本技術可在井下大型礦山的斜坡道施工或類似工程的施工中推廣與借鑒。

［1］ 陳東義，符希宏.胡家峪礦南和溝340中段翻車機基礎施工實踐［J］.有色金屬（礦山部分），2003，55（2）：9.

［2］ 何曉文.提高折反式井底車場運輸能力的技術措施［J］.金屬礦山，2006，362（8）：85－86.

The Process of Reverse Extra-long Ram p Rapid Construction

CHANG Hai-yang
（JCHX Mining Management Co.，Ltd.，Beijing 100089，China）

This paper introduces the process of reverse extra-long ramp rapid construction，the main technique includes using the reverse points to up and reverse direction drive ventilation shaft segment by segment，smooth blasting technique，parallel work of driving and supporting，trackless equipment supporting.The process was successfully employed in ramp project of certain pyritesmine，and the ventilation and drainage problemswere solved effectively.The speed of construction was increased and the project cycle was shorten.The issue that ramp construction duration covers the majority project cycle has a simple solution in this process.

reverse；extra-long ramp；smooth blasting；rapid construction

TD263

A

1003－5540（2016）05－0001－03

2016－09－02

常海洋（1975－），男，助理工程師，主要從事礦山采礦工程技術工作。