大断面反井施工硐室的施工方法技术

本发明专利技术公开大断面反井施工硐室的施工方法，步骤A：确定辅助巷道施工点；步骤B：掘进施工完成辅助巷道；步骤C：在大断面硐室施工点，按照待开挖大断面硐室顶部预设的拱形弧度向下掘进，施工完成后进行支护，得到常规断面硐室；步骤D：按照待开挖大断面硐室预设的拱形形状和尺寸继续掘进；施工完成后进行支护；步骤E：按照待开挖大断面硐室的设计尺寸，将待开挖大断面硐室的边墙部分划分成多个施工层分层向下掘进，每层开挖完成后即进行支护，待支护完成后再进行下一层的掘进，待最后一层支护完成后，大断面硐室的施工完成。本发明专利技术解决了反井施工用大断面硐室围岩变形严重，顶板岩层稳定性差，服役过程中顶板围岩垂直位移大等问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
大断面反井施工硐室的施工方法


[0001]本专利技术涉及大断面硐室施工
具体地说是大断面反井施工硐室的施工方法。

技术介绍

[0002]目前，随着反井工程直径的不断扩大，反井钻机设备也趋于大型化。所以无论是井筒施工空间还是设备安装空间，对大断面施工硐室的需求都越来越大。但部分大断面硐室顶板岩层为软弱岩层，整体强度较低，在地应力作用下，易受到开挖扰动影响，岩体内部裂隙发育，致使顶板围岩破碎；而且大断面硐室开挖空间大，围岩受扰动大，并且其顶板岩层处在立井开挖形成的塑性区内，故出现大断面硐室顶板垂直位移远大于常规断面硐室。目前，大断面施工和支护一直是矿井开拓掘进的难点，且在使用炮掘施工方法时不仅效率低下，对巷道支护设计要求较高，尤其是当大断面硐室顶板岩层较不稳定时，施工难度更大，大断面硐室在服役过程中顶板围岩变形和破坏严重。为更好地控制大断面硐室围岩的稳定性，探寻大断面硐室施工的新方法意义重大。

技术实现思路

[0003]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种大断面反井施工硐室的施工方法，采用分次开挖、分次支护的施工工艺解决当前反井施工用大断面硐室围岩变形严重，顶板岩层稳定性差，服役过程中顶板围岩垂直位移大等问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]大断面反井施工硐室的施工方法，包括如下步骤：
[0006]步骤A：根据预设的待开挖大断面硐室的位置，在邻近所述待开挖大断面硐室的其中一条巷道中确定辅助巷道施工点；
[0007]步骤B：在所述辅助巷道施工点，沿预设的所述待开挖大断面硐室底部的底板向上掘进，掘进至与所述待开挖大断面硐室顶点在同一水平线上时，改变掘进方向：沿水平方向向所述待开挖大断面硐室的顶部位置掘进施工；施工完成后进行支护，得到辅助巷道；
[0008]步骤C：将所述待开挖大断面硐室顶点处的所述辅助巷道作为大断面硐室施工点；在所述大断面硐室施工点，按照所述待开挖大断面硐室顶部预设的拱形弧度向下掘进，施工完成后进行支护，得到常规断面硐室；所述常规断面硐室的宽度小于所述待开挖大断面硐室的宽度，所述常规断面硐室的高度小于或等于所述待开挖大断面硐室的拱高；
[0009]步骤D：按照所述待开挖大断面硐室预设的拱形形状和尺寸继续掘进，掘进区域包括自所述常规断面硐室两侧至所述待开挖大断面硐室预设的顶部及两帮边缘之间的区域，且所述掘进区域的下边界与所述常规断面硐室的底部在同一水平面上；施工完成后进行支护；
[0010]步骤E：按照所述待开挖大断面硐室的设计尺寸，将所述待开挖大断面硐室的两帮部分自上而下划分成两个或两个以上的施工层分层向下掘进，每层开挖完成后即进行支
护，待支护完成后再进行下一层的掘进，待最后一层支护完成后，大断面硐室的施工完成。
[0011]上述大断面反井施工硐室的施工方法，在步骤C中，所述常规断面硐室的宽度等于所述待开挖大断面硐室宽度的1/2；所述常规断面硐室的高度等于所述待开挖大断面硐室的拱高。
[0012]上述大断面反井施工硐室的施工方法，在步骤E中，将所述待开挖大断面硐室的两帮部分划分为第一台阶、第二台阶和第三台阶3个施工层向下掘进；所述第一台阶掘进完成后，继续向所述辅助巷道掘进，使所述第一台阶与所述辅助巷道贯通，方便施工过程中产生的渣土从所述辅助巷道运出。
[0013]上述大断面反井施工硐室的施工方法，在步骤C中，对所述常规断面硐室进行支护时，所述常规断面硐室的顶部和两帮均使用φ16mm
×
2000mm圆钢锚杆进行支护，所述圆钢锚杆的间排距为1100mm
×
1000mm。
[0014]上述大断面反井施工硐室的施工方法，在步骤C中，所述常规断面硐室的顶部使用φ21.6mm
×
6500mm锚索进行强化支护，所述锚索的间排距2000mm；所述锚索与所述圆钢锚杆错排布置。
[0015]上述大断面反井施工硐室的施工方法，在对所述大断面硐室进行支护时，采用锚杆对所述大断面硐室顶部和两帮进行支护，所述大断面硐室顶部的所述锚杆的间排距为1000mm
×
1000mm，且相邻两根所述锚杆采用φ14mm圆钢焊制钢筋梯子梁进行连接；所述大断面硐室两帮的所述锚杆的间排距为800mm
×
1000mm，且所述锚杆与所述大断面硐室的两帮垂直。
[0016]上述大断面反井施工硐室的施工方法，所述大断面硐室顶部采用φ21.6mm
×
8000mm的锚索进行强化支护，所述锚索的间距为2000mm。
[0017]上述大断面反井施工硐室的施工方法，所述大断面硐室的顶部和所述大断面硐室的两帮使用的所述锚杆均为φ20mm
×
2500mm左旋螺纹钢锚杆。
[0018]上述大断面反井施工硐室的施工方法，对所述常规断面硐室进行支护时，所述常规断面硐室的顶部和两帮均使用φ16mm
×
2000mm圆钢锚杆进行支护，所述圆钢锚杆的间排距为1100mm
×
1000mm；
[0019]在步骤C中，所述常规断面硐室的顶部使用φ21.6mm
×
6500mm锚索进行强化支护，所述锚索的间排距2000mm；所述锚索与所述圆钢锚杆错排布置；
[0020]在对所述大断面硐室进行支护时，采用锚杆对所述大断面硐室顶部和两帮进行支护，所述大断面硐室顶部的所述锚杆的间排距为1000mm
×
1000mm，且相邻两根所述锚杆采用φ14mm圆钢焊制钢筋梯子梁进行连接；所述大断面硐室两帮的所述锚杆的间排距为800mm
×
1000mm，且所述锚杆与所述大断面硐室的两帮垂直；
[0021]所述大断面硐室顶部采用φ21.6mm
×
8000mm的锚索进行强化支护，所述锚索的间距为2000mm；
[0022]所述大断面硐室的顶部和所述大断面硐室两帮使用的所述锚杆均为φ20mm
×
2500mm左旋螺纹钢锚杆。
[0023]上述大断面反井施工硐室的施工方法，在步骤B中，所述辅助巷道向上掘进的过程中，根据所述待开挖大断面硐室的目标位置调整掘进方向。
[0024]本专利技术的技术方案取得了如下有益的技术效果：
[0025](1)本专利技术提供了一种大断面反井施工硐室的施工方法，采用分次开挖、分次支护的施工工艺，并对大断面硐室的顶部进行加强支护，解决了反井施工用大断面硐室围岩变形严重，顶板岩层稳定性差，服役过程中顶板围岩垂直位移大等问题。
[0026](2)本专利技术在施工大断面硐室时，通过施工的辅助巷道从大断面硐室的顶部向下掘进，边掘进边支护，且大断面硐室的顶部分两次掘进，先从顶部向下施工一个常规断面硐室，并进行支护，大大减少了施工大断面硐室时对顶板强度较低的软弱岩层的扰动；接着按照大断面硐室顶部拱形形状和尺寸施工大断面硐室顶部拱形的剩余部分，并进行支护，有效防止本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大断面反井施工硐室的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A：根据预设的待开挖大断面硐室的位置，在邻近所述待开挖大断面硐室的其中一条巷道中确定辅助巷道施工点；步骤B：在所述辅助巷道施工点，沿预设的所述待开挖大断面硐室底部的底板向上掘进，掘进至与所述待开挖大断面硐室顶点在同一水平线上时，改变掘进方向：沿水平方向向所述待开挖大断面硐室的顶部位置掘进施工；施工完成后进行支护，得到辅助巷道；步骤C：将所述待开挖大断面硐室顶点处的所述辅助巷道作为大断面硐室施工点；在所述大断面硐室施工点，按照所述待开挖大断面硐室顶部预设的拱形弧度向下掘进，施工完成后进行支护，得到常规断面硐室(1)；所述常规断面硐室(1)的宽度小于所述待开挖大断面硐室的宽度，所述常规断面硐室(1)的高度小于或等于所述待开挖大断面硐室的拱高；步骤D：按照所述待开挖大断面硐室预设的拱形形状和尺寸继续掘进，掘进区域(2)包括自所述常规断面硐室两侧至所述待开挖大断面硐室预设的顶部及两帮边缘之间的区域，且所述掘进区域(2)的下边界与所述常规断面硐室的底部在同一水平面上；施工完成后进行支护；步骤E：按照所述待开挖大断面硐室的设计尺寸，将所述待开挖大断面硐室的两帮部分自上而下划分成两个或两个以上的施工层分层向下掘进，每层开挖完成后即进行支护，待支护完成后再进行下一层的掘进，待最后一层支护完成后，大断面硐室的施工完成。2.根据权利要求1所述的大断面反井施工硐室的施工方法，其特征在于，在步骤C中，所述常规断面硐室的宽度等于所述待开挖大断面硐室宽度的1/2；所述常规断面硐室的高度等于所述待开挖大断面硐室的拱高。3.根据权利要求1所述的大断面反井施工硐室的施工方法，其特征在于，在步骤E中，将所述待开挖大断面硐室的两帮部分划分为第一台阶(3)、第二台阶(4)和第三台阶(5)3个施工层向下掘进；所述第一台阶(3)掘进完成后，继续向所述辅助巷道掘进，使所述第一台阶(3)与所述辅助巷道贯通，方便施工过程中产生的渣土从所述辅助巷道运出。4.根据权利要求1所述的大断面反井施工硐室的施工方法，其特征在于，在步骤C中，对所述常规断面硐室(1)进行支护时，所述常规断面硐室(1)的顶部和两帮均使用φ16mm
×
2000mm圆钢锚杆进行支护，所述圆钢锚杆的间排距为1100mm
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1000mm。5.根据权利要求4所述的大断面反井施工硐室的施工方法，其特征在于，在步骤C中，所述常规断面硐室(1)的顶部使用φ21.6mm
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6500m...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建华，周明，宋亚新，程守业，贺艳军，荆国业，
申请(专利权)人：北京中煤矿山工程有限公司，
类型：发明
国别省市：