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第九章硐室与交岔点施工1本章提要与有一般巷道工程相比，硐室及交岔点施工具有显著特点。本章首先介绍了井底车场的主要硐室及其结构，在此基础上讲述了硐室施工的特点、方法，以及一些井下主要硐室的施工技术；然后简要介绍了交岔点、道岔的基本概念及交岔点的施工方法。本章重点应是硐室的施工技术。2本章主要参考书1.吴扬国.软弱破碎岩体中的水泵房硐室施工.建井技术.2004年01期2.成云海,马其华,梁运培.深井软岩大断面硐室的设计与应用.矿山压力与顶板管理.2004年03期3.夏雷.导硐台阶联合法在大断面硐室施工中应用探讨.能源技术与管理.2004年02期4.李新刚.大跨度交岔点快速施工技术.矿山压力与顶板管理.2004年01期5.刘中华.常村矿一次成巷施工S_3-1~#交岔点.煤.2001年04期第一节井底车场的结构形式井底车场是指连接矿井主要提升井筒和井下主要运输、通风巷道的若干巷道和硐室的总称。它是矿井提升运输煤炭、矸石、下放材料和设备、供电、供医风、通风、排水以及人员升降等全矿生产各系统的枢纽站。一、井底车场的结构井底车场由主要运输线路、辅助线路、硐室等部分组成。340.6～1.2Mt/a矿井环行刀式立井井底车场立体示意图5（一）主要运输线路（巷道）包括存车线巷道和行车线巷道两种。存车线巷道是指存放空、重车辆的巷道。如主、副井的空、重车线，材料车线等。行车线巷道是指调动空、重车辆运行的巷道。如连接主、副井空、重车线的绕道，调车线，马头门线路等。6（二）辅助线路（巷道）主要是指通往各种硐室的巷道。如通往中央水泵房、水仓的通道，主井撒煤清理斜巷（或平巷）及通道，管子道，通往电机车修理库的支巷等。（三）硐室按它们在井底车场中所处的位置和用途不同可分为主井系统硐室、副井系统硐室以及其它硐室。71．副井系统硐室⑴马头门硐室——副井井筒与井底车场连接处⑵中央水泵房和中央变电所——副井井底一侧，通过管子道与付井相连。⑶水仓——入口在车场巷道标高最低点，末端与水泵房的吸水井相连⑷管子道⑸等候室和工具室二、井底车场主要硐室892．主井系统的硐室⑴翻笼（卸载）硐室——主井空、重车线连接处⑵井底煤仓——上接翻笼硐室，下连箕斗装载硐室⑶箕斗装载硐室——下接主井井筒⑷主井清理撒煤硐室——箕斗装载硐室以下，通过斜巷与井底车场相连⑸主井井底水窝泵房——主井清理撒煤硐室以下确定井筒位置时，要注意将箕斗装载硐室布置在坚硬稳定的岩层中，翻车机硐室布置在主井重车线末端，其它硐室的位置则由线路布置所决定。清理井底洒煤斜巷的出口要布置在主井的重车线侧。103．其他硐室有调度室、医疗室、架线电机车库及修理间、蓄电池电机车库及充电硐室、防火门硐室、防水门硐室、井下火药库、消防材料库、人车站等。各硐室位置应根据线路布置和各自要求确定。例如：充电硐室要有单独的回风道与总回风道相通；防火门硐室必须设置在进风井筒和各水平的井底车场连接处，并且在打开时不妨碍提升、运输和人员的通行。由于井下火药库位置和通风系统有关，井下火药库应选择在干燥、通风良好、运输方便和容易布置回风道的地点，距井筒、井底车场的重要巷道及硐室应有必要的安全距离。11一．硐室施工特点⑴工程质量要求高（隔水、防潮、防火）；⑵施工和支护难度大（断面大、长度小、进出口狭窄）、受力复杂；⑶需砌筑设备基础、预留管线沟槽及安设起重梁等；⑷与井底车场的施工组织密切相关；第二节硐室施工12在组织井底车场硐室施工时，应考虑下列各因素：（1）与井筒相毗连的各种硐室（如马头门、装载硐室、井底水泵房等）在一般情况下应与井筒施工同时进行，箕斗装载硐室的安装应在井筒永久装备施工之前进行。（2）各机械设备硐室的开凿顺序应根据使用先后和安装工程的需要来安排。一般为了早日利用永久排水设备而应尽先施工井下变电所、水泵房和水仓，煤仓和翻笼硐室工程比较复杂，设备安装需要的时间较长，所以也应尽早施工。其它如电机车库、消防列车库、炸药库等应根据对它们的需要程度不同分别安排。（3）服务性的硐室，如等候室、调度室和医疗室等，其施工先后对建井工作影响不大，一般可作为平衡工程用。但为了改善通风、排水和运输系统，有时也应提早施工。13二.硐室施工方法⑴全断面施工法（高度小于4~5m）——整体性好、稳定⑵分层施工法正台阶法：每层高度小于3m，超前2~3m（错距大，出矸困难；错距小，钻眼困难）14⑶导硐施工法这是在松软破碎岩层，特大断面硐室中采用的一种安全有效的施工方法。15两侧导硐施工法是从硐室的底板开始，在两侧墙部开掘两条小导硐超前掘进，逐步向上扩大。小导硐断面不宜过大，一般宽1.5～1.8米，以利控制顶板，高2.0米左右。掘一层导硐、随即砌墙，再掘上一分层小导硐，矸石则存在下层导硐里代替脚手架，再将墙接砌上去，最后将拱部整个掘砌好后，便可除去中间岩柱。当硐室穿过的岩层很不稳定，特别是穿过断层破碎带时适于采用。16硐室施工方法的选择，主要取决于硐室的断面大小和围岩的稳定性，另外还与施工方法、支护型式等人为因素有关。近十多年来，硐室施工技术的发展主要表现在以下几个方面：（1）在硐室工程中成功地应用了光爆锚喷技术。光爆锚喷技术可以综合有效地提高围岩的稳定性和施工作业的安全性，大大地减少硐室施工的难度。（2）由于锚喷技术在硐室工程中的应用，促进了硐室施工方法的简化。用自上向下分层逐步取代了自下向上分层，全断面施工逐步取代了导硐法施工。下行分层和全断面施工硐室步骤简单、效率高、进度快、安全和质量容易保证，使硐室工程的施工工期大为缩短。17（3）硐室支护多采用锚、喷、网、砌复合支护形式和“二次支护”技术，即先进行一次支护，再进行二次支护。一次支护选用具有一定可缩性的锚喷或锚喷网支护型式，其本身是永久支护的组成部分；二次支护现多选用刚性较大的混凝土或钢筋混凝土整体浇筑，也可用锚喷支护。（4）采用了先进的设备和工艺，提高了硐室施工的机械化水平。如使用反井钻机钻扩井下圆筒式煤仓、立井砌壁中用液压滑升模板过马头门和箕斗装载硐室等，加快了工程进度，提高了工程质量。施工技术的进步，改善了硐室工程施工的面貌，我国煤矿井下的不少硐室施工都取得了速度快、效率高、质量好、成本低的技术经济效果，为我国硐室工程积累了宝贵的经验。18三．马头门硐室施工马头门的施工，必须与井筒施工统筹考虑，合理安排。根据马头门与井筒之间的施工顺序的先后，我国现有的马头门施工方法可分为两大类，即与井筒同时施工法和与井筒顺序施工法。1.马头门与井筒同时施工当井筒掘进到马头门上方4～6m处时，暂停掘进，并将上段井壁砌好，随后再向下掘进，当掘到马头门硐口处时，随井筒的下掘将马头门同时掘进出来，然后再将马头门和这段井壁一次砌好。待马头门与井筒的连接处施工完成后，再掘砌井筒余下的井底部分。19特点：可以充分利用凿井设备和设施进行打眼放炮、通风排烟、装岩提升、压气供应、排水、拌料下料等工作，使准备辅助工作大大简化。马头门与井筒同时施工，支护的整体性好，工程质量易于保证。该方法的主要不足之处是马头门施工占用了井筒的施工期，致使井筒到底的工期向后推迟了一段时间。202.马头门与井筒顺序施工先掘砌完整个井筒，再返上来施工马头门。即当井筒掘砌到马头门位置处时，预留下马头门的硐口不砌（硐口预留得稍大一点，以免将来马头门掘进放炮时崩坏井壁），暂时将硐口用喷射混凝土作为临时支护封闭起来，待井筒掘砌到设计深度后，再返上来施工马头门。为了施工方便，可以在马头门底板下方位的井筒中，搭设一个临时固定盘作为掘砌的工作台；也可以直接利用凿井吊盘作为活动的掘砌工作台，或在吊盘上再悬吊组装一个简易工作台。21四．箕斗装载硐室施工箕斗装载硐室是煤矿井下主要生产系统与主井井筒直接相连的一个主要硐室，是矿井原煤提升系统中的关键工程，断面较大，结构也较复杂，施工中有大量的预留孔和预埋件，工程质量要求高，施工技术难度大。根据箕斗装载硐室与井筒施工的先后关系，我国煤矿现有的施工方法可概括为3类：即与井筒同时施工、与井筒顺序施工以及与主井井口永久建筑平行施工。一.交岔点类型22砌碹交岔点按支护形式分锚喷交岔点简易交岔点（棚式交岔点、料石墙配型钢梁）按砌碹的结构形式：牛鼻子交岔点、穿尖交岔点第三节交岔点施工2324二.道岔道岔的作用是把巷道交岔处的轨道相互衔接起来，使车辆能由一条线路转驶到另一条线路，其结构如图。道岔基本组成部分有：岔尖、基本轨、护轨、辙岔、转辙曲线、转辙机构和轨枕等。基本轨接头基本轨牵引拉杆转辙机构岔尘曲线起点转辙中心曲线终点插入直线翼轨岔心辙岔岔心角侧轨轴线警冲标一直轨轴线辙岔轴线护轨251.道岔的类型和型号单开道岔（DK）对称道岔（DC）615、618、624、918、924五个系列55个型号渡线道岔（DX）DK615—4—12；DC618—3—122.道岔选择的原则①与基本轨距相适应②与基本轨型相适应（与基本轨同级或高一级的道岔型号，不许采用低一级的道岔）③与行驶车辆的类型相适应（多数标准道岔都允许机车通过，少数曲线半径过小≤9.0m，辙岔角过大≥18°55`30``只允许车辆通过）④与行车速度相适应（多数标准道岔在1.5～3.5m/s，少数≤1.5m/s26三.交岔点施工交岔点施工，应推广使用光面爆破、锚喷支护；在条件允许时，要尽量做到全断面掘进一次成巷；使用砌碹支护时，要尽量缩短掘砌的间隔时间，以防止围岩松动。1.交岔点的施工方法（1）在稳定和稳定性较好的岩层中，交岔点可采用全断面一次掘进法，随掘随锚喷或先措后喷，一次完成。（2）在中等稳定岩层中，或巷道断面较大时，为了使顶板一次暴露面积不致过大，可先将一条巷道掘出，并将其边墙先行锚喷，余下周边喷上一层厚30~50毫米的混凝土（岩石条件差时，可加打锚杆）作临时支护，然后回过头来再刷帮挑顶，随即进行锚喷。27（3）稳定性较差的岩层可采用先掘砌好柱墩再刷砌扩大断面部分的方法。正向掘进时，先将主巷掘通过去，同时将交岔点的一侧边墙砌好，接着以小断面横向掘出岔口，并将支巷掘出2米，将柱墩及两巷口2米处的拱、墙砌好，然后再回过头来刷砌扩大断面处，做好收尾工作。28本章要求1．井底车场由哪几部分组成？有哪些线路？2．副井系统有哪些硐室？主井系统有哪些硐室？3．有几种硐室施工方法？适于何等条件？硐室施工的特点是什么？4．何为台阶法施工？如何实现台阶法施工？