一种高大硐室的双溜井-斜巷组合式分层施工方法
阅读说明：本技术 一种高大硐室的双溜井-斜巷组合式分层施工方法 (Double-chute-inclined roadway combined layered construction method for big and high chamber ) 是由 闫小兵 谢守冬 李萍丰 彭华斌 马正腾 谭三元 杨瑞 赵延林 于 2021-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高大硐室的双溜井-斜巷组合式分层施工方法,包括以下步骤：确定硐室的长度、宽度、高度以及硐室拱高；确定硐室的分层高度；施工下部直巷；施工出渣平巷；施工下部曲巷；施工上山斜巷；施工凿岩平台；施工上部直巷；施工出渣溜井；在凿岩平台和上部直巷上扩刷拱顶至硐室拱顶掘支完成,利用出渣溜井和出渣平巷出渣；分层施工,直至硐室施工完成。本发明具有出渣成本低、出渣工艺简单、安全环保、通风效果好的特点,并且能够降低施工成本、降低安全风险且质量容易控制。(The invention discloses a double-chute-inclined roadway combined type layered construction method of a big-rise chamber, which comprises the following steps: determining the length, width, height and chamber arch height of the chamber; determining the layered height of the chamber; constructing a lower straight roadway; constructing a slag tapping gallery; constructing a lower curved roadway; constructing a mountain ascending inclined roadway; constructing a rock drilling platform; constructing an upper straight roadway; constructing a slag tapping chute; c, expanding and brushing the vault on the rock drilling platform and the upper straight roadway until the vault of the chamber is excavated, and discharging slag by using a slag discharge chute and a slag discharge roadway; and (5) performing layered construction until the chamber construction is completed. The invention has the characteristics of low slag discharging cost, simple slag discharging process, safety, environmental protection and good ventilation effect, can reduce the construction cost and the safety risk, and has easy quality control.)
技术领域
本发明涉及矿建施工领域，特别涉及一种高大硐室的双溜井-斜巷组合式分层施工方法。
背景技术
矿山开采规模的增大和机械化水平的提高，为地下矿山大硐室的使用提供了空间，高大硐室的普及率越来越高。对于高大硐室的掘进和支护一直是矿山基建施工的重点和难点，根据硐室围岩的稳定程度和开挖尺寸大小，传统的硐室掘进方法通常分为四种，即全断面施工法、台阶施工法、导硐施工法和溜矿法，然而这四种方法都存在一定的局限性，或受断面尺寸的影响，施工难度大且施工效率低，或受硐室尺寸和围岩条件的影响，跨度较大，断面大且多变，进出口通道狭窄，相互干扰大，适用性差，施工过程中存在的安全隐患相应增大；若采用诸如全断面施工法，会存在前期支护程序复杂、顶板围岩暴露面积大、人员安全难以保障的问题，并且出渣困难且通风难以保证、投入资金大，施工成本高。 因此，研究并提出一种适用于高大硐室的施工方法，既确保了矿山硐室施工的质量和安全，同时又降低硐室施工成本，对矿山施工具有重要的现实意义。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种操作简单、施工效率高的高大硐室的双溜井-斜巷组合式分层施工方法。
本发明解决上述问题的技术方案是：一种高大硐室的双溜井-斜巷组合式分层施工方法，包括以下步骤：
a、根据硐室施工要求确定硐室的长度、宽度、高度以及硐室拱高；
b、按照硐室的高度确定硐室的分层高度；
c、沿硐室开口一侧中间位置施工直达硐室中轴线的下部直巷，确定下部直巷的断面尺寸；
d、沿硐室长度方向在硐室底部中间位置施工出渣平巷，出渣平巷直达硐室前端和后端，确定出渣平巷的断面尺寸；
e、沿着下部直巷施工直达硐室左帮的下部曲巷，下部曲巷的中心线位置与硐室末端相距10m，且下部曲巷与下部直巷相联通，确定下部曲巷的断面尺寸；
f、在下部曲巷的一侧沿硐室左帮施工直达硐室拱部的上山斜巷，上山斜巷的中心线与下部曲巷的中心线成12°角；
g、在硐室前端第一分层位置施工与上山斜巷相贯通的凿岩平台，确定凿岩平台的高度及断面尺寸；
h、在凿岩平台的一侧施工上部直巷，确定上部直巷的高度及断面尺寸；
i、在硐室底部出渣平巷的前端和后端各施工直达硐室第一分层位置的垂直出渣溜井，其中，前端出渣溜井与出渣平巷、上部直巷相联通，后端的出渣溜井施工至第一分层交界面且与出渣平巷相连通，确定出渣溜井的高度及断面尺寸；
j、在凿岩平台和上部直巷上扩刷拱顶至硐室拱顶掘支完成，利用出渣溜井和出渣平巷出渣；
k、后续分层的施工方法与j的施工步骤相同，直至硐室施工完成。
上述高大硐室的双溜井-斜巷组合式分层施工方法，所述硐室前端和后端处于封闭状态，仅用下部直巷作为人员进出口。
上述高大硐室的双溜井-斜巷组合式分层施工方法，所述步骤a中，硐室起拱高度按硐室宽度的1/3~1/4进行设计。
上述高大硐室的双溜井-斜巷组合式分层施工方法，所述步骤j中，为方便拱部分层打眼爆破，每炮掘进的时候用架管搭设作业平台进行打眼，掘进的矸石采用装载机铲至出渣溜井，掉落至出渣平巷，再经铲运机运至矸石仓，通过箕斗提升至地面，待硐室拱部掘进全部完成后，在硐室顶部预先打设锚杆吊点，在施工过程中，若开挖后拱部围岩不稳定，根据中腰线对硐室拱部断面进行检查，断面合格以后进行锚索、锚网喷永久支护，锚索、锚网喷射混凝土，强度等级C25、200mm厚永久支护。
上述高大硐室的双溜井-斜巷组合式分层施工方法，所述前端出渣溜井与出渣平巷、上部直巷相联通，后端的出渣溜井施工至第一分层交界面且与出渣平巷相连通，且采用双溜井模式进行施工。
上述高大硐室的双溜井-斜巷组合式分层施工方法，所述步骤k中，掘进过程中边找帮边挂网打锚杆喷锚浆支护，在硐室前端和后端施工完成后，从上向下依次进行硐室前端和后端的永久支护，直至硐室施工完成。
本发明的有益效果在于：本发明具有出渣工艺简单、安全环保、通风效果好的特点，并且能够降低施工成本、降低安全风险且质量容易控制。
附图说明
图1为本发明的施工示意图。
图2为本发明的施工断面示意图。
图3为水平斜巷-凿岩平台示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
如图1-图3所示，一种高大硐室的双溜井-斜巷组合式分层施工方法，包括以下步骤：
a、根据硐室1施工要求确定硐室1的长度、宽度、高度以及硐室1拱高。硐室1长度超过100m，高度超过30m，宽度超过15m，拱高超过6m，硐室1起拱高度按硐室1宽度的1/3~1/4进行设计，经计算硐室1的起拱高度为6.66m~5.0m，则确定硐室1起拱高度为6.5m。
b、按照硐室1的高度确定硐室1的分层高度。
由于硐室1跨度和长度都较大，硐室1的分层高度的划分应满足施工的要求，同时应该满足凿岩的要求，第一分层9为6.5m，第二分层10、第三分层11、第四分层12、第五分层13为5.0m，第六分层14为5.5m。
c、沿硐室1开口一侧中间位置施工直达硐室1中轴线的下部直巷2，确定下部直巷2的断面尺寸。
所述硐室1前端和后端处于封闭状态，仅用下部直巷2作为人员进出口。下部直巷2断面尺寸满足机械设备、人员的通行要求。
d、沿硐室1长度方向在硐室1底部中间位置施工出渣平巷3，出渣平巷3直达硐室1前端和后端，确定出渣平巷3的断面尺寸。为方便快速出渣，出渣平巷3位置选择在硐室1长度方向的中间位置，其断面尺寸为宽3m、高3m。
e、沿着下部直巷2施工直达硐室1左帮的下部曲巷4，下部曲巷4的中心线位置与硐室1末端相距10m，采用下部曲巷4防止坡度过大，以保证施工机械的爬行和人员通行，且下部曲巷4与下部直巷2相联通，下部曲巷4的断面尺寸与下部直巷2尺寸相同。
f、在下部曲巷4的一侧沿硐室1左帮施工直达硐室1拱部的上山斜巷5，上山斜巷5的中心线与下部曲巷4的中心线成12°角，上山斜巷5的作用主要是临时存储矸石、渣矿，方便渣石的运出。
g、在硐室1前端第一分层9位置施工与上山斜巷5相贯通的凿岩平台6，凿岩平台6长度超过5m，确定凿岩平台6的高度及断面尺寸应满足施工凿岩要求，方便高效率施工。
h、在凿岩平台6的一侧施工上部直巷8，上部直巷8长度超过6m，上部直巷8的高度及断面尺寸应满足施工凿岩要求，方便高效率施工。
i、在硐室1底部出渣平巷3的前端和后端各施工直达硐室1第一分层9位置的垂直出渣溜井7，出渣溜井7的个数为2个，出渣溜井7的尺寸为直径为3m，高为25.5m，其中，前端出渣溜井7与出渣平巷3、上部直巷8相联通，后端的出渣溜井7施工至第一分层9交界面且与出渣平巷3相连通，且相距114m；采用双溜井模式进行施工。
j、在凿岩平台6和上部直巷8上扩刷拱顶至硐室1拱顶掘支完成，利用出渣溜井7和出渣平巷3出渣。
为方便拱部分层打眼爆破，每炮掘进的时候用架管搭设作业平台进行打眼，掘进的矸石采用装载机铲至出渣溜井7，掉落至出渣平巷3，再经铲运机运至矸石仓，通过箕斗提升至地面，同时也可以通过上山斜巷5进行矸石的运转，待硐室1拱部掘进全部完成后，在硐室1顶部预先打设锚杆吊点，为后期设备安装提供便利；在施工过程中，若开挖后拱部围岩不稳定，根据中腰线对硐室1拱部断面进行检查，断面合格以后进行锚索、锚网喷永久支护，锚索、锚网喷射混凝土，强度等级C25、200mm厚永久支护。
k、后续分层的施工方法与j的施工步骤相同，直至硐室1施工完成。
掘进过程中边找帮边挂网打锚杆喷锚浆支护，在硐室1前端和后端施工完成后，从上向下依次进行硐室1前端和后端的永久支护，直至硐室1施工完成。