導硐臺階聯(lián)合施工法在望兒山分礦大硐室中的應用

王大為

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司焦家金礦，山東 萊州 261441)

導硐臺階聯(lián)合施工法在望兒山分礦大硐室中的應用

王大為

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司焦家金礦，山東 萊州 261441)

隨著黃金礦山生產(chǎn)設(shè)備大型化，井下服務(wù)于生產(chǎn)的硐室斷面也越來越大。常規(guī)方法采用小斷面施工后進行大規(guī)模劈幫壓頂，在頂板維護等安全方面存在缺陷。新式導硐臺階聯(lián)合施工工藝優(yōu)先臺階施工到頂板標高，采取控制爆破技術(shù)，再噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護及混凝土澆筑工藝，保證頂板的安全后再進行兩幫及底板施工，提高了安全系數(shù)，同時避免了劈幫壓頂存渣較多影響施工，進而提高了作業(yè)效率。

導硐臺階； 作業(yè)效率； 安全

1 工程概況

大硐室指的是斷面大于20m2的特殊硐室，其較一般的硐室斷面大很多，施工較困難，后期頂板及兩幫維護較困難，施工投入大，工期長。

望兒山礦區(qū)深部開拓工程受涌水的影響進展緩慢，20中段排水系統(tǒng)工程的建設(shè)對深部掘進工程以及礦區(qū)后續(xù)發(fā)展有著至關(guān)重要的作用，而排水系統(tǒng)中施工工藝最復雜的泵房工程的施工快慢決定著排水系統(tǒng)的建設(shè)進度，必須安全、高效地施工此工程。泵房的斷面規(guī)格為6.5m×8.56m。

望兒山礦區(qū)深部轉(zhuǎn)運系統(tǒng)受14t電機車及6m3礦車維修影響，20中段電機車維修硐室工程必須安全、高效地施工。維修硐室的斷面規(guī)格為7.5m×8.0m。

望兒山礦區(qū)深部卡車轉(zhuǎn)運受卡車維修影響，20中段卡車維修硐室工程必須安全、高效地施工。此維修硐室的斷面規(guī)格為5.0m×8.0m。

如何安全高效地施工大斷面硐室成為礦山發(fā)展的關(guān)鍵。常規(guī)方法采用小斷面施工后進行大規(guī)模劈幫壓頂，對于頂板維護等安全方面存在缺陷。采用新式導硐臺階聯(lián)合施工工藝，改善了頂板安全狀況。優(yōu)先臺階施工到頂板標高，采取控制爆破技術(shù)，加上噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護及混凝土澆筑工藝，保證頂板安全后再進行兩幫及底板施工，工人在安全的頂板下作業(yè)，提高了安全系數(shù)，同時避免了劈幫壓頂存渣較多影響施工，進而提高了作業(yè)效率。

2 施工工藝

望兒山礦區(qū)20中段水泵房硐室施工過程可分為兩部分，上部工程斷面6.8m×3.36m，下部工程斷面6.1m×5.2m，泵房總高度8.56m，掘進尺寸比較大，且掘進完成后需進行混凝土支護，在硐室施工之前用地質(zhì)鉆施工了探孔以探明現(xiàn)場地質(zhì)條件。根據(jù)地質(zhì)鉆探發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場有較大破碎帶，單純使用導硐法或臺階法掘進施工將會給前期掘進工程以及后期的支護作業(yè)帶來很大的困難，同時因硐室高度較高，施工過程中的臨時支護也相當困難，增加了施工過程中的不安全因素，為避免以上問題在施工中采用了導硐臺階聯(lián)合施工法。

(1)首先小斷面導硐(3.0m×3.0m)施工9°斜坡至泵房的設(shè)計頂板高度，見圖1中所標Ⅰ部分，通過鏟運機出碴，然后平坡施工至設(shè)計位置，通過擴幫、壓頂將泵房上部工程擴刷至設(shè)計斷面規(guī)格(6.8m×3.36m)，見圖1中所示Ⅱ部分。

(2)施工完成后立即對上部已完成的掘進工程進行混凝土支護或者噴錨網(wǎng)支護，先焊接鋼筋網(wǎng)，焊接鋼筋網(wǎng)之前在硐室頂板打錨桿，網(wǎng)度1 000mm×1 000mm；錨桿施工好后再用φ12mm的鋼筋進行鋼筋網(wǎng)焊接，鋼筋網(wǎng)網(wǎng)度為200mm×200mm，鋼筋與鋼筋之間、鋼筋與錨桿之間必須進行焊接，焊接完成后即可進行混凝土噴射工作。噴射混凝土之前必須將硐室頂幫沖刷干凈，噴射混凝土必須保證厚度不得小于100mm，以保證后期下部工程施工安全，并且避免后期因硐室高度過高導致支護困難的問題。

(3)支護完成后再對剩余的下部工程進行起底，起底完成后再對硐室兩幫進行一次混凝土支護工作，見圖1中所示Ⅲ部分。具體施工順序如圖2所示。

圖1 施工順序剖面圖

圖2 施工順序縱投影圖

3 施工工藝優(yōu)點及效果

3.1 工藝優(yōu)點

以上施工方法與正臺階施工法相比較，極大地降低了大斷面硐室掘進完成后支護作業(yè)的施工難度，降低了硐室支護過程中的安全風險，也減少了作業(yè)平臺的搭設(shè)量、節(jié)省了支護材料，同時省去了正臺階施工出渣過程中需要人工扒渣的弊端，達到了降低工人勞動強度、加快施工進度的目的;與倒臺階施工法相比，由于此方法在Ⅰ、Ⅱ兩部分施工完成后即對已掘進完成的硐室頂板及兩幫進行永久性支護，避免了施工過程中因硐室頂板過高帶來的支護困難以及浮石冒落帶來的安全隱患。

3.2 施工效果

導硐臺階聯(lián)合施工法在望兒山礦區(qū)20中段水泵房建設(shè)過程中效果良好，此施工方法不僅降低了泵房拱頂支護作業(yè)的施工難度，而且由于是先對硐室頂部進行永久支護然后再施工下部工程，能夠很好地保證作業(yè)人員的安全，極大地降低了工程施工的安全風險。

按全斷面法施工工程單價為270.98元/m3，泵房工程量2 353m3，工程總價63.76萬元；導硐臺階聯(lián)合施工法導硐單價94.17元/m3，擴幫壓頂單價145元/m3，工程總價32.12萬元；僅掘進一項即可節(jié)省工程費用31.64萬元。

4 結(jié)語

導硐臺階聯(lián)合施工法在望兒山金礦大硐室中的成功應用，能夠大大地改善大硐室頂板安全問題，加快大硐室的施工效率。優(yōu)先臺階施工到頂板標高，采取控制爆破技術(shù)，再噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護及混凝土澆筑工藝，保證了頂板的安全后再進行兩幫及底板施工，工人在安全的頂板下作業(yè)，提高了安全系數(shù)，同時避免了劈幫壓頂存渣較多影響施工的因素，進而提高了作業(yè)效率，加快了深部開拓，對周邊類似開拓項目具有良好的借鑒作用。

[1] 于金吾.現(xiàn)代礦山采礦新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備與強制性標準規(guī)范全書[M].北京:當代中國音像出版社,2005.

[2] 解世俊.金屬礦床地下開采[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1979.

Application of combined pilot tunneling and bench method inlarge chamber construction of Wangershan branch

With the application of large-scale equipment in gold mine, the chamber which services the production in underground is becoming more and more large. Conventional method is using small section construction then large-scale side expansion and coping. It has some defects in security aspects such as roof maintenance. Combined construction of pilot tunneling and bench technology is priority construction by bench method to the roof level using control blasting, then combined support using shotcrete and bolting wire mesh and concrete spouting ensured two sides and bottom construction under safety roof, which improved the safety factor, at the same time avoided the influence of too much waste produced in side expansion and coping on construction, and then improved the working efficiency.

combined pilot tunneling and bench method; operation efficiency; safety factor

TD264+.3

B

2017-- 03-- 26

2017-- 05-- 19

王大為(1979-)，男，山東萊州人，采礦工程師，從事金礦開采工作。

1672-- 609X(2017)04-- 0024-- 02