大断面斜井机械化快速施工组织设计研究

李艮桥，薛华俊，张 迪，张绍民，王茂源

(1.中煤第一建设有限公司工程技术部，河北 邯郸 056002；2.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京 100083)

施工组织设计是指导项目工程建设的重要技术经济性文件。众所周知，矿井工程建设强度高、难度大，故合理的施工组织设计是保证矿井快速掘进的基础，是实现矿井建设安全高效、优质快速的重要保障[1-2]。禾草沟煤矿副斜井井筒施工采用“四八交叉制”循环作业方式，优化施工组织设计，取得了最高月进227m的好成绩。

1 工程概况

禾草沟煤矿是中煤能源集团和陕西省延安市共同投资建设的年产量3Mt的现代化矿井，矿井采用斜井开拓方式，设有主、副、回风斜井共三条，矿井为低瓦斯矿井。其中副斜井由中煤第一建设有限公司承建。

禾草沟煤矿副斜井井筒倾角6°，斜长2041.7m，垂深186.7m，其中基岩段长1533.7m，井筒净宽5.5m，净高4.35m，净断面积20.7m2，属于大断面超长斜井。

2 施工设备

根据以往的施工经验，考虑禾草沟矿现有的配套施工设备，在副斜井井筒施工时配备的机械设备如表1所示。

表1 主要施工机械设备

3 施工工艺

3.1 掘进工艺

禾草沟煤矿副斜井井筒采用国内大功率的EBZ318H型掘进机进行掘进，施工工艺流程为：交接班(安全确认)—找中边线画轮廓线—截割出矸—敲帮问顶—临时支护—点锚杆眼位—永久支护(固定金属网-打顶帮锚杆-打锚索)—清理及延长皮带。

3.2 出矸

矸石通过综掘机上皮带，经过DSJ80/2×90型胶带输送机运输到井口。

3.3 支护工艺

临时支护。井筒每掘够一个循环长度后，班组长首先进行“敲帮问顶”安全检查，根据现场岩石的稳定性状况使用前探梁进行临时支护，使用液压推溜器配合槽钢梁作为工作面的前探梁，严禁空顶作业。

永久支护。井筒表土暗硐段，段长493m，采用18号工字钢+砼支护，支护厚度400mm，底部浆砌毛石层厚为500mm；基岩段长1533.7m，该段采用锚网(索)喷支护，喷砼强度等级为C20，喷厚120mm，锚杆采用φ20的Ⅱ级左旋无纵肋螺纹钢筋，锚深2400mm，间排距为800mm×800mm，托盘采用Q235钢，规格为150mm×150mm×8mm，菱形布置方式；钢筋网采用φ6mm钢筋焊接，网格100mm×100mm，搭接宽度100mm；锚索规格：φ15.24×7900mm钢绞线，间排距1600mm×2400mm，菱形布置；巷道砌碹砼强度等级为C30，铺底砼强度等级为C20。

4 劳动组织与施工管理

4.1 劳动组织

井筒掘进施工过程中，采用由经验丰富的掘进工人组成的掘进队，采用“四八交叉制”循环作业方式组织施工，其中掘进班3个，每班18人，支护班1个( 26人)，全队共80人。

4.2 正规循环作业

井筒掘进采用掘喷平行作业方式，三掘一喷(当围岩破碎时，一掘一喷)，三个班组掘进，一个班组喷浆。综掘每个掘进班组循环进尺2.4m，圆班循环进尺为7.2m，正规循环率85%，每月平均进尺为153m。副斜井基岩段施工作业循环图表见表2(其中运料安装在早上9点到11点)。

表2 副斜井基岩段施工循环作业图表

4.3 人员和设备管理

井筒施工过程中，严格遵守正规循环作业。保证作业前，各种配套施工设备完好和有备用，以便损坏时，设备能及时修复或更换，每个工序结束时要及时检修设备[3]。

采用多种激励措施，增加工资分配透明度，充分调动作业人员的工作积极性，保证工人进入工作面后能充分利用时间，争分夺秒抢循环、以抓正规循环为中心，全面加强掘进、支护、机电、运输和通风的组织和管理，抓好工序衔接和多工序交叉平行作业，找出施工中的主要矛盾，并及时调整，缩短工序时间，把各种影响正规循环作业的原因最大程度的减少。对没有完成正规循环作业的班组进行严肃追查，找出原因，吸取教训[4-5]。

5 施工进度

禾草沟副斜井井筒自2011年1月份进入基岩段施工以来，实现了安全高效生产。施工进度见表3所示。由表3可得，禾草沟副斜井井筒开挖月平均进尺为153m，最高月进尺为227m，从井筒开挖到投入使用，所有工作都正常开展，未发生过任何安全事故，实现了安全高效快速掘进，创造了巨大的经济和社会效益。

表3 禾草沟副斜井井筒施工进度表

6 结论

合理的施工组织设计，是保证快速掘进的基础。禾草沟煤矿副斜井采用“四八交叉制”循环作业方式，运用大功率EBZ318H型综掘机掘进，实现了斜井的快速施工，取得了最高月进227m的好成绩，工程质量优良，未发生安全事故，实现了安全高效、优质快速施工，经济效益和社会效益明显，为同类大断面超长斜井施工方面积累了丰富的经验。

[1]杨怀敏，龚炳江，李新站.现代矿井施工组织设计的新特点[C]∥矿井建设与岩土工程新发展.北京:中国岩石力学与工程学会,1997:297-299.

[2]何长存.大型工程的机械化施工组织浅谈[J].建筑机械化,2008,29(7):51-53.

[3]周华玉，李志胜.立井快速施工的机械化配套与组织管理[J].煤炭技术,2008,27(5):165-166.

[4]任召臣，姚炜东，邱照辉.大断面岩巷快速掘进施工组织和工艺[J].煤炭技术,2009,28(4):193-194.

[5]秦玉明，黄跃东，潘德军.小恒山下料井快速掘进施工组织与工艺[J].煤炭技术,2005,24(2):81-83.