同步阶梯式施工大断面 大倾角上山巷道改造

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【摘　要】基于大断面、大倾角上山改造巷道的一种施工方法，通过合理协调组织，采取分台阶、同步施工的方式进行施工，相比传统的一次成巷及台阶式施工方法，同步阶梯式施工大大提高了施工安全系数和施工效率，通过在许疃煤矿654溜煤道改造工程的实际应用，取得良好效果，使工程得以提前完工。

【关键词】大倾角;大断面;同步阶梯式

1.工程设计概况

654溜煤道位于654集运巷中部，为全岩锚喷巷道，斜巷长度62米，平均坡度为28°，其与上段集运巷夹角13°，其与下段集运巷夹角为9°[1]。现设计将原2.6m宽溜煤道右帮刷宽，下口刷宽至3.4m，上口刷宽至5.0m，整个巷道设计由下向上呈一渐宽的喇叭口型，以便于皮带机顺利搭接。（本文主要介绍斜巷主体工程施工段，其余部分此处不再多做介绍。

2.支护设计

2.1溜煤道下口

3400×2800mm（宽×高），顶部4根Φ16 L=2000mm长螺纹钢锚杆，间排距1000×1000mm；右帮2根Φ16 L=2000端头拍扁的金属锚杆，间排距700×1000mm。

2.2溜煤道上口

5000×3600mm（宽×高），顶部7根Φ16 L=2000mm长螺纹钢锚杆，间排距1000×1000mm；右帮2根Φ16 L=2000端头拍扁的金属锚杆，间排距700×1000mm。锚索使用直径15.24mm,6.5m长钢绞线，间排距2500×3000mm。

2.3巷道支护采用锚喷支护形式，喷厚50mm，顶板较差时配合使用金属网和锚梁加强护顶。

3.施工工艺

采用人工打眼、爆破掘进，耙矸机装货、车皮、绞车出货的施工方法，主要工序有打眼、装药、爆破、出货、打锚杆（锚索）、喷浆。

4.方案选择

4.1传统的一次成巷施工方式，巷道超高，人员需搭设脚手架，施工时需反复拆卸、安装，斜巷度数大，人员安全及施工进度均得不到保障。

4.2如采用二次成巷方式施工，可有效解决这一问题，但是效率不高，尤其是在打眼环节上耗时较多，致使工期得不到保障。依据实际人员及设备配置，按每班出勤15人计算，迎头最多只有4-5人的作业空间，施工时最多能配备两台风锤同时施工，出货系统、后勤保障一共也只需4-5人，会造成窝工，效率低下，无法满足工期需求。

4.3考虑该巷道为改造工程，具备良好的通风条件，且从避灾的角度考虑，任何一个阶梯发生意外时，两段施工人员可分别向两端撤离。综合考虑以上情况，现采取二级阶梯、同步施工的方式，以下统称为同步阶梯式施工。

阶梯1：刷宽、挑顶，以设计断面拱心线为底板线；爆破后打齐顶部锚杆、锚索（顶板破碎部分加锚梁、挂网），并进行初喷，确保顶板安全。

阶梯2：施工拱心线以下部分，爆破施工，打齐帮锚杆，并喷浆；阶梯2待阶梯1施工10m后开始，与阶梯1同步施工，与阶梯1保留不小于10m距离，便于人员施工，并留够足够的安全空间。

5.注意事项

5.1施工时，左侧原巷道保留1.5m宽度左右的货不出完，用耙矸机将矸石耙平整，矸石留设高度与两台阶相称，上部略低于阶梯1底板，形成人员行走的安全通道，且可使阶梯1矸石向左侧滚落，保障阶梯2施工人员安全。

5.2防倒、防滑措施：①爆破后用耙矸机将爆落矸石向后耙，迎头货不耙完，给施工人员留有2～3m左右坡度相对平缓地带，便于人员站立和施工，且迎头矸石不易向下方滚落；②巷道内货不出净，底板留一定的碎矸石，可起到防滑作用，待巷道成型后再统一出完；③两帮设置扶手和绳子，便于人员上下。

5.3在耙矸机上方，连接槽两侧位置各用长工字钢或轨道、铁管等打上站柱，然后用大板或半圆木紧贴工字钢上山一面铺够1米高度，以防施工时矸石滚落伤人。

5.4两阶梯施工人员互相协调配合，跟班负责人要依据现场条件随时调配人员，确保两阶梯每道工序同时、同步进行，避免因互相等待浪费时间。

6.优点

6.1巷道设计高度2.8m～3.6m,倾角为28°

计算巷道垂直水平面方向高度：(2.8～3.6m)÷cos28°=3.17～4.08m

阶梯1垂直水平面方向高度：(1.7～2.5m)÷cos28°=1.93～2.83m

阶梯2垂直水平面方向高度：1.1m÷cos28°=1.25m

阶梯1、2高度基本满足人员施工要求，上部大断面局部拱顶超高时，人员可站在800mm高的马凳上施工即可。由此可见，采用阶梯式施工可有效解决巷道超高不便施工的问题。

6.2采用同步阶梯式施工，阶梯1、2各工序同步作业，按照15人的出勤及设备配置，可确保阶梯1、2各有2部风锤打眼，阶梯1、2各安排4到5人，出货、后勤安排4-5人，可做到两段同时施工且不影响整体进度，充分、合理的利用了人员及设备，节约下阶梯2单独施工所用时间。如按照传统一次成巷方法，每小班最多只能保证1m进度，62m工程量需要62个小班才能完成；如按二次成巷方法施工，每小班可进尺3m，2台阶共需62×2/3≈42个小班；采取阶梯式施工，阶梯1前10m和阶梯2后10m只能单阶梯施工，共需10/3＋52/3＋10/3≈24个小班。由此可见，同步阶梯式施工方法相比前两种方法大大提高了施工效率，为整体工程施工赢得了宝贵时间。

7.结论

通过预留安全带、保留安全通道、各工序的合理调配，及采取诸多的防倒、防滑措施，在许疃煤矿654溜煤道改造工程中成功实践了同步阶梯式施工方法，该方法既解决了大断面、大倾角巷道的超高问题，又解决了二次成巷效率低下问题，既确保了施工安全，又缩短了施工工期，为系统如期改造节约了宝贵的时间，也为同类型巷道施工提供了参考。该方法初步实践，仍有一些不成熟的地方，有待通过进一步实践和总结来逐步改进、完善。

【参考文献】

［１］苗峰，董平，钟杰．大倾角皮带机在许疃煤矿654集运巷溜煤道的应用．科技传播，2010，12下（33）：189．