專利名稱：一種大硐室掘進方法
技術領域：
本發明涉及一種大硐室掘進方法，屬于礦山井下施工領域。
背景技術：
目前在礦山井下等作業領域中，大硐室得到了越來越為廣泛的應用，由于大硐室
大部分都是在地下進行施工的，常常會處于復雜地質條件，會受到天然形成的地質狀態如
地應力、地質物理參數、地下水、地質斷層等因素和人工開挖操作等因素影響。 此外，礦井的大硐室一般斷面較大，有的長度較小，并且其服務年限要求較長，因
此，大硐室掘進施工中，常常會碰到各種各樣的困難，而根據不同的硐室的特點，也有不同
的硐室掘進施工方法。 到目前為止，傳統上的大硐室的挖掘方式，多數是采用全斷面開挖方法來進行施 工的，全斷面施工法，其原理是按照硐室的掘進斷面一次鉆眼、分次爆破，并利用矸石堆作 為打上面的炮眼和拱頂錨桿眼及安裝錨桿的工作臺，然后接著進行掘進和排渣，最終達到 預定的設計，其主要適用于巖石堅硬、節理裂隙不發育、整體性好的穩定巖體中，此外，全斷 面開挖法開挖空間大，有利于提高施工機械化程度，并且作業地點集中，施工管理方便，因 此得到了越來越廣泛的應用。 但與此同時，該方法包括下列缺點，首先在安全性不安全，施工人員需要經常爬梯
子進行爆破等作業，并且爆破后排煙也比較困難，同時，其排渣通常會采用人工排渣，因此，
這些因素，都給硐室施工帶來了一定的影響，此外，該方法對巖體的條件要求比較高。 因此，需要一種新型的大硐室掘進方法，以便于能夠克服上述施工人員經常爬梯
子、施工條件要求高的缺點，通過長期的施工和不斷總結經驗，探索出一種大硐室掘進的新
方法，新的施工方法比傳統的施工方法在安全上首先解決了施工人員上下溜井爬梯子困難
而且不安全等問題，施工進度方面也解決了人工扒渣難、慢等問題。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種新型的大硐室掘進方法，解決了排煙難及施 工人員上下溜井爬梯子困難而且不安全，此外該方法也解決了人工扒渣難、慢等問題，其技 術方案具體為 —種大硐室掘進方法，包含下列步驟 101、從一側地板沿著設定的坡度進行斷面掘進，直至到硐室頂板；
102、到頂板后開始兩邊刷頂，并同時將斜坡道的頂部打通； 103、沿著硐室的平行方向，按照硐室頂部斷面的輪廓，將硐室頂部的弧形刷成；
104、在上述斷面刷好后，按照硐室反方向沿著頂部按硐室斷面逐排刷至硐室的預 定長度； 105、硐室拱頂刷完后，對硐室頂部進行支護； 106、支護完成后，按照臺階的方式自上而下地進行刷幫，并在施工時邊刷邊支護，并最終達到預定的設計效果。 由于該方法，采取的是先是斜坡小斷面掘進、掘進到硐室頂板后，再臺階施工的方 法，由于小斷面挖掘時，是采用的斜坡掘進，因此，在爆破時，鉆鑿炮眼可以不用借助于梯子 等輔助工具，由于小斷面開鑿規模較小，可以支護部位較少，或者針對巖體的條件選擇不支 護，此外，爆破后的渣石可以采用電耙子配合耙斗機進行出渣，進而解決了全斷面施工時人 工扒渣慢的缺點，再加上施工人員也不用借助于梯子上下溜井，解決了安全性問題，相對于 傳統的施工掘進方法，能夠取得較為明顯的技術效果。 作為本發明的一種改進，在上述步驟101中，所述的坡度為從硐室地板起點至硐 室頂板的坡度，所述的斷面規格為2. 5m*3m。 作為本發明的進一步改進，在上述步驟102中，在擴刷頂部時，要留下300mm 500mm的厚度，以防止斷面超挖。 作為本發明的另一種改進，在上述步驟106中，所述的臺階的高度為2m 2. 5m。
此種方法在破碎硐室等大型硐室施工中，取得明顯的工期效益，施工速度較快，規 格質量容易控制，保證了施工的安全，又有利于支護技術的實施和施工人員的操作。
圖1為該發明的具體實施例的流程具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對該發明的具體施工步驟進行詳細描述。
圖1為該發明的具體實施例的流程圖，在大量的地下工程實踐中，人們普遍認識
到，隧道及地下洞室工程，其核心問題，都歸結在開挖和支護兩個關鍵工序上，即如何開挖，
才能更有利于洞室的穩定和便于支護若需支護時，又如何支護才能更有效地保證洞室穩
定和便于開挖。 上述的兩個因素，決定了在硐室掘進施工中，需要針對硐室的特點采取對應的施 工方法，在實施例中，所述的大硐室，其跨度大、高度較高，并且安全性差，如果采用全斷面 一次性開挖，既不利于施工的安全，又不利于硐室的支護，因此，因此，必須尋求一種較為有 效的硐室掘進方法。 本發明中，采用的是首先沿著一定的坡度小段面過去，直至硐室頂部，然后再掘進 至設定的斷面位置的施工方法，其具體施工步驟如下 101、從一側地板沿著設定的坡度進行斷面掘進，直至到硐室頂板，即當工程施工 到大硐室的時候，首先，工程技術人員根據施工的圖紙，提前計算出該大硐室掘進的時候， 斷面前行的坡度，該坡度作為一種傾斜的坡面，可以保證施工人員不用梯子作為輔助工具， 就可以進行爆破施工。 作為一種優選實施例，所述的坡度是按照從硐室地板起點至硐室頂板的坡度來進 行的。 接著，根據中心線的位置，沿著設定的坡度按照一定的斷面大小，向前開始掘進， 在該過程中，可以采用邊支護邊掘進的施工方法，即首先掘進斷面，逐步向上擴大并隨之采 用支護材料進行支護，支護材料可以選擇用鋼筋和錨桿等通用的支護材料，由于該種方法采取的是小斷面掘進，因此，掘進時，其開挖的巖石較少，此外，并且其掘進是在硐室的一側 進入，并且有一定的坡度，可以方便施工人員進行施工，同時，爆破后的渣石可以采用電耙 子配合耙斗機進行出渣，能夠減少人力的使用。 掘進斷面的規格，需要控制在一定的尺寸，在該實施例中，可以將該斷面的斷面規 格控制在2. 5m*3m左右，這樣的設計，能夠滿足施工人員在其中進行施工作業，而且施工量 排渣料比較少。 此外，為了有利于掘進，該實施例中采取爆破的方式協助掘進，采取的炸藥，可以 采用威力較低、價格較廉的硝銨炸藥，或者采用硝化甘油炸藥，為保證開挖面輪廓準確而平 整，并控制對圍巖的震動，在爆破技術上可以采用光面爆破來進行爆破，可以達到預期的結 果，崩落后的石頭，用電耙子配合配合耙斗機運到外邊，按照上面的操作方法，不斷進行上 述掘進，直至到硐室頂板。 另外，可以選擇在上述掘進的過程中，在最后一炮的時候不向外出渣，利用該渣石 作為下一炮打眼的操作平臺。 102、到頂板后開始兩邊刷頂，并同時將斜坡道的頂部打通； 103、沿著硐室的平行方向，按照硐室頂部斷面的輪廓，將硐室頂部的弧形刷成；
上述步驟，主要是將硐室的輪廓制作完成，并且，在步驟2中，優選實施例中，擴刷 頂部時，要留下300mm 500mm的厚度，以防止斷面超挖，并且，在大斷面能夠掉轉鑿巖機 后，再進行下面的步驟。 104、在上述斷面刷好后，按照硐室反方向沿著頂部按硐室斷面逐排刷至硐室的預 定長度。 在該步驟中，刷頂的時候，需要嚴格按照硐室設計頂面處理，并及時檢撬浮石，按
設計施工完畢再進行下一個施工環節。 105、硐室拱頂刷完后，對硐室頂部進行支護； 由于硐室的拱形頂部，支撐著巖層的重量，因此，需要及時進行支護，防止其頂部 拱形無法承擔整個重量。 106、支護完成后，按照臺階的方式自上而下地進行刷幫，并在施工時邊刷邊支護， 并最終達到預定的設計效果。 該步驟中，實施例中，可以采取臺階工作面施工法，即將硐室分成上下的兩個或多
個分層，上分層工作面始終超前于下分層一定距離，形成臺階工作面同時施工。 由于該種施工方法是采取按照臺階自上而下進行刷幫的，因此臺階的高度可根據
硐室的墻高選擇不同的高度，在該實施例中，采取臺階的高度為2m 2. 5m，這樣便于人工
操作，并且在施工過程中仍然采用邊刷邊支護，同時在刷幫時控制斷面規格，以便于為后續
的支護創造條件。 按照以上步驟循環，把整個硐室全部刷支完成，由于采取了上述技術方案，此種方 法在破碎硐室等大型硐室施工中，取得明顯的工期效益，施工速度較快，規格質量容易控 制，保證了施工的安全，又有利于支護技術的實施和施工人員的操作。 需要注意的是，雖然借助于實施例來對本發明進行描述，但本發明所述的不限于 此，凡是該實施例及其組件的變形，均落在本發明的保護范圍之內。 在本發明的上述教導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行各種改進和變形，而這些改進和變形，都落在本發明的保護范圍內，本領域技術人員應該明白，上 述的具體描述只是更好的解釋本發明的目的，本發明的保護范圍由權利要求及其等同物限
定o
權利要求
一種大硐室掘進方法，其特征在于，包含下列步驟101、從一側地板沿著設定的坡度進行斷面掘進，直至到硐室頂板；102、到頂板后開始兩邊刷頂，并同時將斜坡道的頂部打通；103、沿著硐室的平行方向，按照硐室頂部斷面的輪廓，將硐室頂部的弧形刷成；104、在上述斷面刷好后，按照硐室反方向沿著頂部按硐室斷面逐排刷至硐室的預定長度；105、硐室拱頂刷完后，對硐室頂部進行支護；106、支護完成后，按照臺階的方式自上而下地進行刷幫，并在施工時邊刷邊支護，并最終達到預定的設計效果。
2. 如權利要求1所述的大硐室掘進方法，其特征在于，在步驟101中，所述的坡度為從硐室地板起點至硐室頂板的坡度。
3. 如權利要求l所述的硐室掘進方法，其特征在于， 在步驟101中，所述的斷面規格為2. 5m*3m。
4. 如權利要求l所述的硐室掘進方法，其特征在于， 在步驟102中，刷頂時，要留下300mm 500mm的厚度。
5. 如權利要求1所述的硐室施工方法，其特征在于， 在步驟106中，所述的臺階的高度為2m 2. 5m。
全文摘要
本發明涉及一種大硐室掘進方法，包含下列步驟101、從一側地板沿著設定的坡度進行斷面掘進，直至到硐室頂板；102、到頂板后開始兩邊刷頂，并同時將斜坡道的頂部打通；103、沿著硐室的平行方向，按照硐室頂部斷面的輪廓，將硐室頂部的弧形刷成；104、在上述斷面刷好后，按照硐室反方向沿著頂部按硐室斷面逐排刷至硐室的預定長度；105、硐室拱頂刷完后，對硐室頂部進行支護；106、支護完成后，按照臺階的方式自上而下地進行刷幫，并在施工時邊刷邊支護，并最終達到預定的設計效果，由于該方法采取的是先是小斷面掘進、到硐室頂板后，再臺階施工的方法，能夠明顯改善施工條件。
文檔編號E21D9/01GK101699030SQ20091023788
公開日2010年4月28日 申請日期2009年11月20日 優先權日2009年11月20日
發明者劉東申, 劉國棟, 李振峰 申請人:中冶集團華冶資源開發有限責任公司