折返式超长斜坡道快速施工技术

常海洋

（金诚信矿业管理股份有限公司，北京 100089）

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折返式超长斜坡道快速施工技术

常海洋

（金诚信矿业管理股份有限公司，北京 100089）

介绍了折返式超长斜坡道施工中利用斜坡道折返点，逐段向上反掘通风天井，光面爆破技术，掘进与支护平行作业，无轨施工设备配套使用的施工技术。通过在某硫铁矿斜坡道工程中成功的应用，有效地解决了超长斜坡道施工中通风、排水及供电等难题，极大地提高了施工速度，缩短了施工工期，很好解决了斜坡道施工工期占整个矿山建设周期长的问题。

折返式；超长斜坡道；光面爆破；快速施工

随着采矿业的规模发展和采矿技术的不断提高，地下矿山的采掘深度越来越深，地下大型深部矿山以竖井开拓外辅以斜坡道开拓方式为首选，原有的矿山技术改造也在增加斜坡道工程开拓。斜坡道开拓具有大型矿山采掘无轨设备的上下通道、增加矿山安全出口和救援出入口、增加矿井的通风以及辅助出矿的功能［1］。而斜坡道施工距离长、施工过程中的通风、排水、供电是制约斜坡道快速施工的难题［2］。本文介绍了在折返式超长斜坡道施工中利用斜坡道折返点，逐段向上反掘通风天井，光面爆破技术，掘进与支护平行作业，无轨施工设备配套使用的施工技术，有效解决了超长斜坡道施工中通风、排水及供电等难题，极大的提高了施工速度，缩短了施工工期，解决了斜坡道施工工期占整个矿山建设周期长的问题。

1 折返式斜坡道快速施工

1.1 施工工艺技术

折返式斜坡道施工技术主要包括逐段上掘通风天井、爆破技术、掘进与支护技术和无轨设备施工技术，施工工艺流程如图1所示。

1.1.1 逐段上掘通风天井

利用斜坡道折返点逐段上掘通风天进，以联道与斜坡道连接，通风天井口设置一台辅扇抽风，通风天井与斜坡道联道口10 m左右设局扇进行压入式

图1 折返式超长斜坡道施工工艺流程图

通风的混合通风方式，形成斜坡道进风，通风天井通风，并随斜坡道向下施工延伸，到下个折返点再向上反掘，与上部通风天井连通，然后下移压入通风局扇，密闭上段联道口，如此反复，以减少工作面压入式通风距离，提高通风效果。并同时将施工用的供排水管路，压风管路及供电线路固定安装在通风天井内，以减少施工管路长度和管路消耗和供电压降。

1.1.2 光面爆破

为获得巷道平整光滑的轮廓面，减少超挖量，降低支护成本，减小围岩爆破破坏，保证施工安全，在施工过程中应用了光面爆破技术。

将工作面掘进炮孔分为掏槽眼、崩落眼和周边眼，利用段发雷管分段延期起爆，减少最后起爆的周边眼一次起爆药量，从而减小爆轰波对围岩的破坏，按照设计轮廓爆破开挖。

在轮廓线上布置加密的周边孔，其密集系数取0.8～1.0；使用小直径药卷，增大不耦合系数；降低装药系数，减少装药量，从而减弱爆破对原岩体的破坏作用。

1.1.3 掘进与支护平行作业

在巷道施工中掘进与支护在时间上同时施工，空间上前后交叉作业方式称为平行作业，充分利用空间优势，缩短循环作业时间，提高施工速度，同时及时对围岩进行封闭，减少围岩暴露时间，保证施工安全。

对稳定性围岩施工段前边工作面打眼爆破作业，后边进行锚喷支护，前后空顶距离不超过20 m，对较为松散不稳定围岩首先对工作面光面采用素喷封闭（厚度为30 mm），减少风化冒落，然后安装锚杆和编铺金属网，保证施工作面的施工安全，在临时支护的保护下再进行打眼爆破作业，同时在后段再一次喷射混凝土成巷（厚度为70 mm）。能够快速地提供连续的支撑力，改变围岩的受力状态，阻止变形的发展，避免围岩的松散和脱落。锚喷网能够保持和提高岩体的抗剪强度，从而充分发挥围岩的作用。锚喷网良好的封闭性，大大降低了潮湿空气及地下水对岩体的侵蚀和由此伴生的潮解、膨胀和矿物变质，有利于保持岩体的固有强度。

1.1.4 无轨施工设备配套使用

利用无轨设备施工能力大、效率高、机动性强、施工辅助时间少的特点，提高劳动效率，提高施工速度。施工装岩采用CY－2型铲运机，运输采用多台工程卡车运碴，在斜坡道每间隔一段距离设装载调车硐室，最前一个装载调车硐室用于铲运机向工程卡车装车硐室，后边的装载调车硐室用于多台工程卡车调头错车。并随工程向下延伸，不断增加运输车辆，保证铲运机与运输车辆的高效配套，从而缩短循环作业时间。无轨设备的应用重点是对斜坡道底板进行维护保养，软岩施工段要进行换底，即对底板软岩清除和用硬岩或碎石进行重新铺设，以保证运输车辆的运输顺利。

1.2 施工操作要点

1.2.1 测量放线

折返式超长斜坡道距离长，转弯多，要准确施工到井下设计位置、保证与井下巷道精确贯通及分段上掘天井与上段已施工好的天井进行贯通对接，测量放线是整个斜坡道施工过程中最为精确的一道工序，贯穿斜坡道施工的整个过程，对斜坡道工程的精确成功落底和整个措施天井自上而下成功对接起着决定性的作用。

1.首先给出斜坡道施工的中心线和腰线，指导斜坡道掘进开挖与支护作业，并根据折返式斜坡道转弯折返及时按设计调整施工方向和坡度标高。

2.在斜坡道转弯折返点及时标定通风天井联巷的位置，标定通风天井的位置和轮廓，给出天井开口中心线。

3.成巷巷道及时进行导线测量并不断地检查修正，每次的测量成果要进行认真的分析和评价，严格按照测量施工规范及时地消除施工和测量误差。

4.测量仪器采用精度高的全站仪，采用测回法观测，一个测回，一次对中，长度测量互差不得大于边长的1／3 000，导线最大相对闭合差不超过1／3 000。巷道开口和中心线用经纬仪标定，腰线用水准仪标定。

1.2.2 斜坡道掘进与支护平行作业

斜坡道采用自上而下的正掘法施工，全断面一次光面爆破，凿岩采用高效YT28气腿凿岩机，多台凿岩机同时作业，打眼过程中在工作面搭设工作平台，上下部分同时打眼，一次装药一次起爆，掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于50 mm，辅助眼眼口排距和行距误差不得大于50 mm。周边光爆眼和底眼外倾角为1°～2°，其外斜率不得大于50 mm／m，眼底不超出开挖轮廓线100 mm，最大不超过150 mm。周边光爆孔要平行于设计斜坡道轴线，以保持下一轮爆破之间剖面的连续性。炮孔间距为500～600mm，光爆层厚度为600～800mm。根据围岩不同性质调整装药参数进行不偶合装药，周边炮孔同段起爆，使裂隙沿炮孔联线发展，形成光面。

爆破采用乳化卷状炸药，Φ35 mm×200 mm药卷用于掏槽孔和辅助Φ25 mm×200 mm药卷用于周边孔光爆。爆破网路连接采用毫秒非电雷管起爆法，采用孔内微差爆破，以雷管的不同段别实现微差爆破。雷管装在孔底，反向起爆

严格按照设计的巷道断面设计尺寸和要求施工，掘好的巷道尺寸要等于或超过设计要求，掘好的底板标高偏离规定的位置不得超过设计规定的的正负150 mm，掘进中心线精度控制在设计所示平面位置的正负150 mm以内，巷道坡度变化不得大于设计的1%，对于达不到设计要求的区域，尤其岩面突出部位，及时进行处理，直到合格为止。

支护与掘进采取平行作业，正常围岩稳定段控顶距离为20 m左右，进行锚杆架设和喷混凝土支护，与钻爆作业前后空间上平行施工，喷射砼混合料在搅拌机中搅拌均匀，随拌随用，喷射机摆放在距支护工作面较近的错车道内，在斜坡道口搅拌好的喷射料通过汽车运送至喷射机受料口，强度等级为C25的喷射混凝土配合比为水泥∶砂∶石子＝1∶2∶1.5。水灰比宜为0.45～0.50，砂的粒径不宜小于3 mm。在软岩、断层等不稳定段工作面先进行锚喷网临时支护，保证施工作业安全，喷砼前清除危岩、浮石，并用水冲洗岩面。首先喷射一层30 mm厚的混凝土，之后施工锚杆并挂网，然后在后边再喷一层70 mm厚的混凝土，再与掘进平施工，锚杆使用2 m长的管缝摩擦锚杆，锚杆网度为1 m×1 m。钢筋选用A3钢，网度200 mm×200 mm，钢筋直径为Φ6 mm。

1.2.3 上掘通风天井并与上段对接

通风天井长×宽＝1.7 m×1.4 m，在设计位置上标好位置和方位后，向上打眼装药爆破，天井的一侧设有爬梯固定有岩帮上，距顶层工作有人作业平台，作业平台下安装安全网，并随向上反掘向上移接梯子和搭设工作平台，其施工用通风压风和供水管路固定在梯子上，天井落下来的碴石用2 m3铲运机装运走，与上部贯通前要做好警介设置和上部固定在天井内的风水管路和电缆的保护工作。

1.2.4 铲运机和多台卡车配套运输出碴

采用2 m3铲运机自工作面出渣、运到装载硐室装到自卸卡车上，卡车沿斜坡道上到地面，直接运到排渣地点（如图2所示）。斜坡道每间隔距离240 m设置一个装载调车硐室，装载调车硐室设在斜坡道的同一侧，长8 m。距工作面的一个作为铲车向卡车里装碴的装载点，其后边的作为卡车的调头错车硐室，装碴时卡车车头在前先进入装载横巷，满载的铲运机后退到装载点以上位置，卡车向后倒车，铲运机从卡车的侧面装车，然后卡车返回原停车位置，铲运机下行装渣。如此反复，两铲斗装满一卡车。铲运机在等待卡车期间，要随时清理洒落在装载点和斜坡道上的渣石。必要时铲运机可将部分渣石先倒运到暂不使用的装载点内，以尽快腾出工作面。清底要彻底，不留残渣。

图2 铲装流程图

2 应用实例

安微庐江大包庄硫铁矿辅助斜坡道工程，总长3 238 m，开口于＋62 m标高，结束于－303 m标高，斜坡道标准断面宽4 m、高3.333 m（1／3三心拱断面），净断面12.21 m2，掘进断面14.02 m2，锚喷混凝土100 mm、锚喷网100 mm、钢筋混凝土250 mm支护，还包括隐含的硐门工程、弯道加宽、调头硐室等工程。

本技术在该斜坡道工程施工中得到了成功应用，平均成巷月进度159 m，最高月进度达236 m，2009年5月开工，2011年2月完工，比合同工期提前六个月，极大地缩短了建设周期，取得了非常好的经济效益和社会效益。该工程施工质量高、工期短、安全无事故以及成本节约均得到了建设单位的一致好评。

3 结 语

1.其折返式斜坡道解决了超长距离斜坡道压矿的问题。利用通风措施天井作为施工过程中通风和施工管路固定通道解决了超长斜坡道施工过程中通风、排水及供电等施工技术难题，极大地改善了施工环境，方便施工管理，加快了施工速度，为井下大型矿山斜坡道开拓方式和超长斜坡道施工工艺的发展提供了依据。

2.光面爆破技术的应用大大减少了超挖量，节约了炸药、运输、提升、支护成本，同时降低爆破对于围岩的破坏，确保了施工安全，杜绝了事故的发生。

3.实行掘支平行作业，提高了作业循环率，工序衔接紧密，工效高。大型无轨设备配套机械化施工，大大提高了劳动效率，极大地加快了施工进度，缩短了超长斜坡道施工工期和整个矿山建设工期。

4.本技术可在井下大型矿山的斜坡道施工或类似工程的施工中推广与借鉴。

［1］ 陈东义，符希宏.胡家峪矿南和沟340中段翻车机基础施工实践［J］.有色金属（矿山部分），2003，55（2）：9.

［2］ 何晓文.提高折反式井底车场运输能力的技术措施［J］.金属矿山，2006，362（8）：85－86.

The Process of Reverse Extra-long Ram p Rapid Construction

CHANG Hai-yang
（JCHX Mining Management Co.，Ltd.，Beijing 100089，China）

This paper introduces the process of reverse extra-long ramp rapid construction，the main technique includes using the reverse points to up and reverse direction drive ventilation shaft segment by segment，smooth blasting technique，parallel work of driving and supporting，trackless equipment supporting.The process was successfully employed in ramp project of certain pyritesmine，and the ventilation and drainage problemswere solved effectively.The speed of construction was increased and the project cycle was shorten.The issue that ramp construction duration covers the majority project cycle has a simple solution in this process.

reverse；extra-long ramp；smooth blasting；rapid construction

TD263

A

1003－5540（2016）05－0001－03

2016－09－02

常海洋（1975－），男，助理工程师，主要从事矿山采矿工程技术工作。