一种大硐室掘进方法

文档序号:5400416阅读:582来源:国知局
专利名称:一种大硐室掘进方法
技术领域
本发明涉及一种大硐室掘进方法,属于矿山井下施工领域。
背景技术
目前在矿山井下等作业领域中,大硐室得到了越来越为广泛的应用,由于大硐室
大部分都是在地下进行施工的,常常会处于复杂地质条件,会受到天然形成的地质状态如
地应力、地质物理参数、地下水、地质断层等因素和人工开挖操作等因素影响。 此外,矿井的大硐室一般断面较大,有的长度较小,并且其服务年限要求较长,因
此,大硐室掘进施工中,常常会碰到各种各样的困难,而根据不同的硐室的特点,也有不同
的硐室掘进施工方法。 到目前为止,传统上的大硐室的挖掘方式,多数是采用全断面开挖方法来进行施 工的,全断面施工法,其原理是按照硐室的掘进断面一次钻眼、分次爆破,并利用矸石堆作 为打上面的炮眼和拱顶锚杆眼及安装锚杆的工作台,然后接着进行掘进和排渣,最终达到 预定的设计,其主要适用于岩石坚硬、节理裂隙不发育、整体性好的稳定岩体中,此外,全断 面开挖法开挖空间大,有利于提高施工机械化程度,并且作业地点集中,施工管理方便,因 此得到了越来越广泛的应用。 但与此同时,该方法包括下列缺点,首先在安全性不安全,施工人员需要经常爬梯
子进行爆破等作业,并且爆破后排烟也比较困难,同时,其排渣通常会采用人工排渣,因此,
这些因素,都给硐室施工带来了一定的影响,此外,该方法对岩体的条件要求比较高。 因此,需要一种新型的大硐室掘进方法,以便于能够克服上述施工人员经常爬梯
子、施工条件要求高的缺点,通过长期的施工和不断总结经验,探索出一种大硐室掘进的新
方法,新的施工方法比传统的施工方法在安全上首先解决了施工人员上下溜井爬梯子困难
而且不安全等问题,施工进度方面也解决了人工扒渣难、慢等问题。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新型的大硐室掘进方法,解决了排烟难及施 工人员上下溜井爬梯子困难而且不安全,此外该方法也解决了人工扒渣难、慢等问题,其技 术方案具体为 —种大硐室掘进方法,包含下列步骤 101、从一侧地板沿着设定的坡度进行断面掘进,直至到硐室顶板;
102、到顶板后开始两边刷顶,并同时将斜坡道的顶部打通; 103、沿着硐室的平行方向,按照硐室顶部断面的轮廓,将硐室顶部的弧形刷成;
104、在上述断面刷好后,按照硐室反方向沿着顶部按硐室断面逐排刷至硐室的预 定长度; 105、硐室拱顶刷完后,对硐室顶部进行支护; 106、支护完成后,按照台阶的方式自上而下地进行刷帮,并在施工时边刷边支护,并最终达到预定的设计效果。 由于该方法,采取的是先是斜坡小断面掘进、掘进到硐室顶板后,再台阶施工的方 法,由于小断面挖掘时,是采用的斜坡掘进,因此,在爆破时,钻凿炮眼可以不用借助于梯子 等辅助工具,由于小断面开凿规模较小,可以支护部位较少,或者针对岩体的条件选择不支 护,此外,爆破后的渣石可以采用电耙子配合耙斗机进行出渣,进而解决了全断面施工时人 工扒渣慢的缺点,再加上施工人员也不用借助于梯子上下溜井,解决了安全性问题,相对于 传统的施工掘进方法,能够取得较为明显的技术效果。 作为本发明的一种改进,在上述步骤101中,所述的坡度为从硐室地板起点至硐 室顶板的坡度,所述的断面规格为2. 5m*3m。 作为本发明的进一步改进,在上述步骤102中,在扩刷顶部时,要留下300mm 500mm的厚度,以防止断面超挖。 作为本发明的另一种改进,在上述步骤106中,所述的台阶的高度为2m 2. 5m。
此种方法在破碎硐室等大型硐室施工中,取得明显的工期效益,施工速度较快,规 格质量容易控制,保证了施工的安全,又有利于支护技术的实施和施工人员的操作。


图1为该发明的具体实施例的流程具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对该发明的具体施工步骤进行详细描述。
图1为该发明的具体实施例的流程图,在大量的地下工程实践中,人们普遍认识
到,隧道及地下洞室工程,其核心问题,都归结在开挖和支护两个关键工序上,即如何开挖,
才能更有利于洞室的稳定和便于支护若需支护时,又如何支护才能更有效地保证洞室稳
定和便于开挖。 上述的两个因素,决定了在硐室掘进施工中,需要针对硐室的特点采取对应的施 工方法,在实施例中,所述的大硐室,其跨度大、高度较高,并且安全性差,如果采用全断面 一次性开挖,既不利于施工的安全,又不利于硐室的支护,因此,因此,必须寻求一种较为有 效的硐室掘进方法。 本发明中,采用的是首先沿着一定的坡度小段面过去,直至硐室顶部,然后再掘进 至设定的断面位置的施工方法,其具体施工步骤如下 101、从一侧地板沿着设定的坡度进行断面掘进,直至到硐室顶板,即当工程施工 到大硐室的时候,首先,工程技术人员根据施工的图纸,提前计算出该大硐室掘进的时候, 断面前行的坡度,该坡度作为一种倾斜的坡面,可以保证施工人员不用梯子作为辅助工具, 就可以进行爆破施工。 作为一种优选实施例,所述的坡度是按照从硐室地板起点至硐室顶板的坡度来进 行的。 接着,根据中心线的位置,沿着设定的坡度按照一定的断面大小,向前开始掘进, 在该过程中,可以采用边支护边掘进的施工方法,即首先掘进断面,逐步向上扩大并随之采 用支护材料进行支护,支护材料可以选择用钢筋和锚杆等通用的支护材料,由于该种方法采取的是小断面掘进,因此,掘进时,其开挖的岩石较少,此外,并且其掘进是在硐室的一侧 进入,并且有一定的坡度,可以方便施工人员进行施工,同时,爆破后的渣石可以采用电耙 子配合耙斗机进行出渣,能够减少人力的使用。 掘进断面的规格,需要控制在一定的尺寸,在该实施例中,可以将该断面的断面规 格控制在2. 5m*3m左右,这样的设计,能够满足施工人员在其中进行施工作业,而且施工量 排渣料比较少。 此外,为了有利于掘进,该实施例中采取爆破的方式协助掘进,采取的炸药,可以 采用威力较低、价格较廉的硝铵炸药,或者采用硝化甘油炸药,为保证开挖面轮廓准确而平 整,并控制对围岩的震动,在爆破技术上可以采用光面爆破来进行爆破,可以达到预期的结 果,崩落后的石头,用电耙子配合配合耙斗机运到外边,按照上面的操作方法,不断进行上 述掘进,直至到硐室顶板。 另外,可以选择在上述掘进的过程中,在最后一炮的时候不向外出渣,利用该渣石 作为下一炮打眼的操作平台。 102、到顶板后开始两边刷顶,并同时将斜坡道的顶部打通; 103、沿着硐室的平行方向,按照硐室顶部断面的轮廓,将硐室顶部的弧形刷成;
上述步骤,主要是将硐室的轮廓制作完成,并且,在步骤2中,优选实施例中,扩刷 顶部时,要留下300mm 500mm的厚度,以防止断面超挖,并且,在大断面能够掉转凿岩机 后,再进行下面的步骤。 104、在上述断面刷好后,按照硐室反方向沿着顶部按硐室断面逐排刷至硐室的预 定长度。 在该步骤中,刷顶的时候,需要严格按照硐室设计顶面处理,并及时检撬浮石,按
设计施工完毕再进行下一个施工环节。 105、硐室拱顶刷完后,对硐室顶部进行支护; 由于硐室的拱形顶部,支撑着岩层的重量,因此,需要及时进行支护,防止其顶部 拱形无法承担整个重量。 106、支护完成后,按照台阶的方式自上而下地进行刷帮,并在施工时边刷边支护, 并最终达到预定的设计效果。 该步骤中,实施例中,可以采取台阶工作面施工法,即将硐室分成上下的两个或多
个分层,上分层工作面始终超前于下分层一定距离,形成台阶工作面同时施工。 由于该种施工方法是采取按照台阶自上而下进行刷帮的,因此台阶的高度可根据
硐室的墙高选择不同的高度,在该实施例中,采取台阶的高度为2m 2. 5m,这样便于人工
操作,并且在施工过程中仍然采用边刷边支护,同时在刷帮时控制断面规格,以便于为后续
的支护创造条件。 按照以上步骤循环,把整个硐室全部刷支完成,由于采取了上述技术方案,此种方 法在破碎硐室等大型硐室施工中,取得明显的工期效益,施工速度较快,规格质量容易控 制,保证了施工的安全,又有利于支护技术的实施和施工人员的操作。 需要注意的是,虽然借助于实施例来对本发明进行描述,但本发明所述的不限于 此,凡是该实施例及其组件的变形,均落在本发明的保护范围之内。 在本发明的上述教导下,本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形,而这些改进和变形,都落在本发明的保护范围内,本领域技术人员应该明白,上 述的具体描述只是更好的解释本发明的目的,本发明的保护范围由权利要求及其等同物限
定o
权利要求
一种大硐室掘进方法,其特征在于,包含下列步骤101、从一侧地板沿着设定的坡度进行断面掘进,直至到硐室顶板;102、到顶板后开始两边刷顶,并同时将斜坡道的顶部打通;103、沿着硐室的平行方向,按照硐室顶部断面的轮廓,将硐室顶部的弧形刷成;104、在上述断面刷好后,按照硐室反方向沿着顶部按硐室断面逐排刷至硐室的预定长度;105、硐室拱顶刷完后,对硐室顶部进行支护;106、支护完成后,按照台阶的方式自上而下地进行刷帮,并在施工时边刷边支护,并最终达到预定的设计效果。
2. 如权利要求1所述的大硐室掘进方法,其特征在于,在步骤101中,所述的坡度为从硐室地板起点至硐室顶板的坡度。
3. 如权利要求l所述的硐室掘进方法,其特征在于, 在步骤101中,所述的断面规格为2. 5m*3m。
4. 如权利要求l所述的硐室掘进方法,其特征在于, 在步骤102中,刷顶时,要留下300mm 500mm的厚度。
5. 如权利要求1所述的硐室施工方法,其特征在于, 在步骤106中,所述的台阶的高度为2m 2. 5m。
全文摘要
本发明涉及一种大硐室掘进方法,包含下列步骤101、从一侧地板沿着设定的坡度进行断面掘进,直至到硐室顶板;102、到顶板后开始两边刷顶,并同时将斜坡道的顶部打通;103、沿着硐室的平行方向,按照硐室顶部断面的轮廓,将硐室顶部的弧形刷成;104、在上述断面刷好后,按照硐室反方向沿着顶部按硐室断面逐排刷至硐室的预定长度;105、硐室拱顶刷完后,对硐室顶部进行支护;106、支护完成后,按照台阶的方式自上而下地进行刷帮,并在施工时边刷边支护,并最终达到预定的设计效果,由于该方法采取的是先是小断面掘进、到硐室顶板后,再台阶施工的方法,能够明显改善施工条件。
文档编号E21D9/01GK101699030SQ20091023788
公开日2010年4月28日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者刘东申, 刘国栋, 李振峰 申请人:中冶集团华冶资源开发有限责任公司
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