CN116556980B - 矿区富水大断面巷道快速掘进施工工法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了矿区富水大断面巷道快速掘进施工工法，涉及巷道掘进施工技术领域，包括以下步骤：巷道施工前，需勘测地质状况，确定该掘进工作面采、装、运、支生产工序，且提前对巷道的涌水量进行预测，并根据预测结果及时做好地表截排水和巷道内防排水措施；确定并准备巷道掘进施工所用到的设备，如掘进机、刮板输送机、锚杆台车以及通风设备等，与现有技术相比较，本申请具有机械化水平高，掘进速度快，可快速成巷的特点，解决了巷道下超大断面巷道施工困难、掘进速度慢的问题，在长距离超大断面巷道掘进施工中具有明显优势，对涌水情况进行实时监控量测，指导进行信息化施工，可根据监控量测数据趋势，判断施工方式的合理性。
Description
技术领域
本发明涉及巷道掘进施工技术领域，特别涉及矿区富水大断面巷道快速掘进施工工法。
背景技术
巷道是煤矿井下生产的基础，我国每年新掘巷道数万公里，它担负着运输、通风等重要功能，通畅、稳定的巷道系统才能为矿井提供良好的运行空间。
富水大断面巷道的施工，具有较大风险，若不针对性的采取合理的防排水措施，采用合理的施工工序与方法，将会对施工进度带来较大影响，同时也会增加施工成本。因此，从经济技术可行性及工期要求着手，去采用合理的施工方法对巷道施工安全、进度、质量及经济效益起到关键性的作用。
发明内容
本发明的主要目的在于提供矿区富水大断面巷道快速掘进施工工法，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
矿区富水大断面巷道快速掘进施工工法，包括以下步骤：
S1、巷道施工前，需勘测地质状况，确定该掘进工作面采、装、运、支生产工序，且提前对巷道的涌水量进行预测，并根据预测结果及时做好地表截排水和巷道内防排水措施；
S2、确定并准备巷道掘进施工所用到的设备，如掘进机、刮板输送机、锚杆台车以及通风设备等；
S3、在进行巷道掘进施工时，需对待掘进位置进行标记以及定位，而后将掘进机移动到待掘进位置，在巷道掘进施工过程中，掘进机、刮板输送机、锚杆台车在巷道内由前至后依次分布；
S4、在巷道掘进施工时采用压入式通风，同时根据地质勘探结果，对不同级别的围岩采用不同的开挖方法，并保持巷道的监控量测不间断；
S5、用混凝土对掘进工作面内的掘进迎头围岩表面进行第一次喷射支护，其中对掘进迎头顶板和掘进工作面两侧的侧壁分别喷射混凝土进行第一次密闭支护；
S6、待喷涂完毕后，分别对掘进迎头顶板和掘进工作面两边的侧壁使用锚杆进行支护作业，支护方式如下：a、在巷道直内壁进行定位与标记，形成定位孔，根据定位孔利用钻孔设备进行钻孔，钻孔间隔为2-3m；b、准备支护钢筋，然后在钢筋上安装对中定位支架，支架沿支护钢筋的间距为3-5m，检查孔中是否存在异物，保持孔中的干净；c、采用低压或高压注浆，在压力注浆时，应在注浆口的位置设置止浆塞，缓慢往注浆口中注入泥浆，注满后保持压力5-10min，在使用重力注浆时，以注满孔为止，在泥浆初凝前进行补浆，补浆次数为1-3次；d、完成支护钢筋的安装，然后进行第二次喷射面层处理，待喷射的混凝土终凝3-5h之后，对面层进行喷水养护；
S7、在掘进巷道距工作面50m和回风口150m各安装一道净化水幕，净化水幕覆盖巷道全断面，后巷200m范围设置补尘网，在掘进机后布置除尘风机及支护作业；
S8、当巷道出现涌水问题时，应对掌子面涌水处及时进行喷射混凝土进行封堵、对开挖段涌水处进行径向注浆处理，当涌水问题得到有效控制后，则继续进行掘进开挖，直至送风巷道掘进施工完成。
优选的，所述步骤S1中，所述的地表截排水的具体做法是先测放出边、仰坡开挖轮廓线及截水天沟位置，然后施作截水天沟，引排地表水于开挖线外侧，防止地表水冲刷坡面，仰坡坡底做临时排水沟，防止洞口积水；所述的洞内防排水措施包括有防水系统和排水系统。
优选的，所述防水系统包括有二次衬砌采用的混凝土抗渗等级为P8；拱墙初期支护与模筑衬砌之间设防水层，防水层采用无纺布和防水板；所述排水系统包括有路面两侧设矩形排水暗沟排地下水，纵向每隔五十米设置一处暗沟检查井；防水层外设置环向排水盲管；巷道两侧边墙脚防水层和喷混凝土间各设纵向排水盲管排水，纵向排水盲管全隧道拉通埋设，其纵坡与铺底纵坡一致；纵向每隔十米设一道横向排水盲管将纵向排水盲管内地下水汇集至路侧边沟排除，横向排水盲管坡度不小于2％；纵向排水盲管与横向排水盲管、环向排水盲管间采用配套三通成品连接。
优选的，所述步骤S4中，巷道的监控量测包括三个项目：地表沉降、拱顶沉降、净空收敛；其中，净空收敛、拱顶沉降量测：Ⅲ级围岩是50m一个断面，Ⅳ级围岩是20m一个断面，Ⅴ级深埋围岩是10米一个断面，Ⅴ级浅埋围岩是5米一个断面，每个断面埋设六个量测点，六个量测点分别是拱顶下沉测点、四个边墙收敛测点和仰拱隆起测点，四个边墙收敛测点分别两两设置于洞内的两侧壁上，其中两个边墙收敛测点邻近于洞内的拱底，在每次开挖后12h内取得初读数，施工过程中将根据监控量测信息及时修正支护参数和施工方法。
优选的，所述步骤S4中，所述对不同级别的围岩采用不同的开挖方法，即Ⅲ级围岩、Ⅱ级围岩采用全断面法开挖，Ⅳ级围岩、Ⅴ级围岩深埋段采用两台阶法开挖。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
与现有技术相比较，本申请具有机械化水平高，掘进速度快，可快速成巷的特点，解决了巷道下超大断面巷道施工困难、掘进速度慢的问题，在长距离超大断面巷道掘进施工中具有明显优势，对涌水情况进行实时监控量测，指导进行信息化施工，可根据监控量测数据趋势，判断施工方式的合理性，并保障施工的安全，综上所述，本发明最大限度的利用好劳务、机械设备、施工材料等资源，统筹规划，降低了施工成本，取得了很好的经济效益与社会效益。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
矿区富水大断面巷道快速掘进施工工法，包括以下步骤：
S1、巷道施工前，需勘测地质状况，确定该掘进工作面采、装、运、支生产工序，且提前对巷道的涌水量进行预测，并根据预测结果及时做好地表截排水和巷道内防排水措施；
S2、确定并准备巷道掘进施工所用到的设备，如掘进机、刮板输送机、锚杆台车以及通风设备等；
S3、在进行巷道掘进施工时，需对待掘进位置进行标记以及定位，而后将掘进机移动到待掘进位置，在巷道掘进施工过程中，掘进机、刮板输送机、锚杆台车在巷道内由前至后依次分布；
S4、在巷道掘进施工时采用压入式通风，同时根据地质勘探结果，对不同级别的围岩采用不同的开挖方法，并保持巷道的监控量测不间断；
S5、用混凝土对掘进工作面内的掘进迎头围岩表面进行第一次喷射支护，其中对掘进迎头顶板和掘进工作面两侧的侧壁分别喷射混凝土进行第一次密闭支护；
S6、待喷涂完毕后，分别对掘进迎头顶板和掘进工作面两边的侧壁使用锚杆进行支护作业，支护方式如下：a、在巷道直内壁进行定位与标记，形成定位孔，根据定位孔利用钻孔设备进行钻孔，钻孔间隔为2-3m；b、准备支护钢筋，然后在钢筋上安装对中定位支架，支架沿支护钢筋的间距为3-5m，检查孔中是否存在异物，保持孔中的干净；c、采用低压或高压注浆，在压力注浆时，应在注浆口的位置设置止浆塞，缓慢往注浆口中注入泥浆，注满后保持压力5-10min，在使用重力注浆时，以注满孔为止，在泥浆初凝前进行补浆，补浆次数为1-3次；d、完成支护钢筋的安装，然后进行第二次喷射面层处理，待喷射的混凝土终凝3-5h之后，对面层进行喷水养护；
S7、在掘进巷道距工作面50m和回风口150m各安装一道净化水幕，净化水幕覆盖巷道全断面，后巷200m范围设置补尘网，在掘进机后布置除尘风机及支护作业；
S8、当巷道出现涌水问题时，应对掌子面涌水处及时进行喷射混凝土进行封堵、对开挖段涌水处进行径向注浆处理，当涌水问题得到有效控制后，则继续进行掘进开挖，直至送风巷道掘进施工完成。
步骤S1中，地表截排水的具体做法是先测放出边、仰坡开挖轮廓线及截水天沟位置，然后施作截水天沟，引排地表水于开挖线外侧，防止地表水冲刷坡面，仰坡坡底做临时排水沟，防止洞口积水；洞内防排水措施包括有防水系统和排水系统；防水系统包括有二次衬砌采用的混凝土抗渗等级为P8；拱墙初期支护与模筑衬砌之间设防水层，防水层采用无纺布和防水板；排水系统包括有路面两侧设矩形排水暗沟排地下水，纵向每隔五十米设置一处暗沟检查井；防水层外设置环向排水盲管；巷道两侧边墙脚防水层和喷混凝土间各设纵向排水盲管排水，纵向排水盲管全隧道拉通埋设，其纵坡与铺底纵坡一致；纵向每隔十米设一道横向排水盲管将纵向排水盲管内地下水汇集至路侧边沟排除，横向排水盲管坡度不小于2％；纵向排水盲管与横向排水盲管、环向排水盲管间采用配套三通成品连接；步骤S4中，巷道的监控量测包括三个项目：地表沉降、拱顶沉降、净空收敛；其中，净空收敛、拱顶沉降量测：Ⅲ级围岩是50m一个断面，Ⅳ级围岩是20m一个断面，Ⅴ级深埋围岩是10米一个断面，Ⅴ级浅埋围岩是5米一个断面，每个断面埋设六个量测点，六个量测点分别是拱顶下沉测点、四个边墙收敛测点和仰拱隆起测点，四个边墙收敛测点分别两两设置于洞内的两侧壁上，其中两个边墙收敛测点邻近于洞内的拱底，在每次开挖后12h内取得初读数，施工过程中将根据监控量测信息及时修正支护参数和施工方法；步骤S4中，对不同级别的围岩采用不同的开挖方法，即Ⅲ级围岩、Ⅱ级围岩采用全断面法开挖，Ⅳ级围岩、Ⅴ级围岩深埋段采用两台阶法开挖，本申请具有机械化水平高，掘进速度快，可快速成巷的特点，解决了巷道下超大断面巷道施工困难、掘进速度慢的问题，在长距离超大断面巷道掘进施工中具有明显优势，对涌水情况进行实时监控量测，指导进行信息化施工，可根据监控量测数据趋势，判断施工方式的合理性，并保障施工的安全，综上所述，本发明最大限度的利用好劳务、机械设备、施工材料等资源，统筹规划，降低了施工成本，取得了很好的经济效益与社会效益。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (1)
1.矿区富水大断面巷道快速掘进施工工法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、巷道施工前，需勘测地质状况，确定该掘进工作面采、装、运、支生产工序，且提前对巷道的涌水量进行预测，并根据预测结果及时做好地表截排水和巷道内防排水措施；
S2、确定并准备巷道掘进施工所用到的设备；
S3、在进行巷道掘进施工时，需对待掘进位置进行标记以及定位，而后将掘进机移动到待掘进位置，在巷道掘进施工过程中，掘进机、刮板输送机、锚杆台车在巷道内由前至后依次分布；
S4、在巷道掘进施工时采用压入式通风，同时根据地质勘探结果，对不同级别的围岩采用不同的开挖方法，并保持巷道的监控量测不间断；
S5、用混凝土对掘进工作面内的掘进迎头围岩表面进行第一次喷射支护，其中对掘进迎头顶板和掘进工作面两侧的侧壁分别喷射混凝土进行第一次密闭支护；
S6、待喷涂完毕后，分别对掘进迎头顶板和掘进工作面两边的侧壁使用锚杆进行支护作业，支护方式如下：a、在巷道直内壁进行定位与标记，形成定位孔，根据定位孔利用钻孔设备进行钻孔，钻孔间隔为2-3m；b、准备支护钢筋，然后在钢筋上安装对中定位支架，支架沿支护钢筋的间距为3-5m，检查孔中是否存在异物，保持孔中的干净；c、采用低压或高压注浆，在压力注浆时，应在注浆口的位置设置止浆塞，缓慢往注浆口中注入泥浆，注满后保持压力5-10min，在使用重力注浆时，以注满孔为止，在泥浆初凝前进行补浆，补浆次数为1-3次；d、完成支护钢筋的安装，然后进行第二次喷射面层处理，待喷射的混凝土终凝3-5h之后，对面层进行喷水养护；
S7、在掘进巷道距工作面50m和回风口150m各安装一道净化水幕，净化水幕覆盖巷道全断面，后巷200m范围设置补尘网，在掘进机后布置除尘风机及支护作业；
S8、当巷道出现涌水问题时，应对掌子面涌水处及时进行喷射混凝土进行封堵、对开挖段涌水处进行径向注浆处理，当涌水问题得到有效控制后，则继续进行掘进开挖，直至送风巷道掘进施工完成；
所述步骤S1中，所述的地表截排水的具体做法是先测放出边、仰坡开挖轮廓线及截水天沟位置，然后施作截水天沟，引排地表水于开挖线外侧，防止地表水冲刷坡面，仰坡坡底做临时排水沟，防止洞口积水；所述的巷道防排水措施包括有防水系统和排水系统；
所述防水系统包括有二次衬砌采用的混凝土抗渗等级为P8；拱墙初期支护与模筑衬砌之间设防水层，防水层采用无纺布和防水板；所述排水系统包括有路面两侧设矩形排水暗沟排地下水，纵向每隔五十米设置一处暗沟检查井；防水层外设置环向排水盲管；巷道两侧边墙脚防水层和喷混凝土间各设纵向排水盲管排水，纵向排水盲管全隧道拉通埋设，其纵坡与铺底纵坡一致；纵向每隔十米设一道横向排水盲管将纵向排水盲管内地下水汇集至路侧边沟排除，横向排水盲管坡度不小于2％；纵向排水盲管与横向排水盲管、环向排水盲管间采用配套三通成品连接；
所述步骤S4中，巷道的监控量测包括三个项目：地表沉降、拱顶沉降、净空收敛；其中，净空收敛、拱顶沉降量测：Ⅲ级围岩是50m一个断面，Ⅳ级围岩是20m一个断面，Ⅴ级深埋围岩是10米一个断面，Ⅴ级浅埋围岩是5米一个断面，每个断面埋设六个量测点，六个量测点分别是拱顶下沉测点、四个边墙收敛测点和仰拱隆起测点，四个边墙收敛测点分别两两设置于洞内的两侧壁上，其中两个边墙收敛测点邻近于洞内的拱底，在每次开挖后12h内取得初读数，施工过程中将根据监控量测信息及时修正支护参数和施工方法；
所述步骤S4中，所述对不同级别的围岩采用不同的开挖方法，即Ⅲ级围岩、Ⅱ级围岩采用全断面法开挖，Ⅳ级围岩、Ⅴ级围岩深埋段采用两台阶法开挖。
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