斜井施工

一概述 (1)

1.1 斜井施工技术的发展 (1)

1.2 斜井施工的特点 (1)

二斜井表土施工 (2)

2.1 斜井井口的施工方法 (2)

1）2.2 深表土掘砌方法 (4)

三斜井基岩施工 (5)

3.1 掘进作业 (6)

3.2 支护作业 (8)

1.1 斜井施工技术的发展

井用开拓方式可分为平硐开拓、斜井开拓、立井开拓和综合开拓四种。斜井开拓具有投资省、投产快、效率高、成本低等一系列优点，因而国内外许多具备条件的大、中、小型矿井都有采用。

我国斜井施工技术及设备水平的发展，具体表现在：

(1)形成了激光指向、光面爆破、耙斗式装载机装岩、箕斗提升、大型矸石仓排矸、潜水泵排水、局部通风机通风，即“两光三斗”机械化作业线，施工设备配套以及管理水平不断提高。

(2)锚喷网支护技术在斜井施工中得到应用和推广，简化了支护工艺，提高了机械化程度，减少了工程量，实现了远距离管路输料，为掘进与支护平行作业创造了条件，有效地加快了成井速度。

(3)总结形成了“一坡三挡”的成功经验，为有效预防斜井跑车事故，保证斜井施工安全提供了有力的保障措施。

1.2 斜井施工的特点

1)斜井施工的困难多

斜井施工中的困难主要是由于坡度存在而产生的，其中以装岩、排矸和排水困难最为突出。在10°-25°，甚至更大坡度的斜面上进行装岩、排矸和排水作业，显然比在平巷中要困难得多，因而生产效率不高。

2)容易发生跑车事故

与平巷相比，在斜井提升运输过程中，如果稍有不慎，提升容器就可能掉道、脱钩或提升钢丝绳断绳，提升容器就会失去控制，沿斜井坡道下滑，并不断加速，产生巨大的冲击力，从而造成破坏性极大的跑车事故。

3)混凝土管道输送

当永久支护采用锚喷支护时，要考虑采用管道长距离输送混凝土，以减小提升设备的负担，同时提高支护作业的速度。

二斜井表土施工

2.1 斜井井口的施工方法

当斜井井口位于山岳地带时，由于表土层很薄或只有风化岩层带，则井口施工比较简单，只需将斜井井口位置的浮土和风化碎石清除干净，而后按斜井设计的方向、倾角，用普通钻眼爆破法向下掘进。

当斜井井口位于平原地区时，由于表土层较厚、稳定性较差，顶板不易维护。为了安全施工和保证掘、砌质量，井口施工时，一般将井口段一定深度(视表土赋存情况决定)的表土挖出，使井口呈坑状，待永久支护砌筑完成后，再将表上回填夯实，人们通常称这种方式为明槽开挖方式。若表土中含有薄层流砂，且距地表深度小于l Om时，为了确保施工安全，需将井口坑范围扩大，通常称这种方式为大揭盖开挖方式。

1）明槽几何尺寸与边坡角的确定

明槽的几何尺寸一般需根据表土的稳定性、斜井的倾角、表土的涌水量、地下水位以及施工速度等因素确定。应以使其既能保证安全施工，又力求土方挖掘量最小为原则来确定明槽的几何尺寸和边坡角。当表土薄或者表土虽较厚，但直立性较好时(如黄土)，明槽壁可做成垂直的。但为防止表土塌陷，其侧壁上部以做成斜面为宜(图2)。当表土厚而不稳定时，明槽壁应有一定坡度(图3 )。

2）明槽开挖方法

（1）天然冻结法

对于距地表4m以内的浅部明槽，如果表土是亚砂土和亚黏土地层，且稳定性比较差，含水率为9%-15%，此时可利用天然冻结法。

（2）直挖法

当表土稳定且无地下水时，可采用直接开挖明槽的做法。

（3）支撑加固法

当表土稳定时，若将明槽两侧做成直立槽壁，则可减少土方挖掘量50%。但当直立墙壁由于施工活动原因，难以长时间维持稳定时，可采用横向支撑进行加固。

（4）台阶木桩法

当表土层不够稳定或夹有流砂层时，明槽开挖可采用45°的台阶放坡。

（5）降低水位法

当表土有含水层且涌水量较大时，可采用降低水位法开挖。

2.2 深表土掘砌方法

1）全断面一次掘进法

当土质致密坚硬、涌水量不大、且井筒掘进宽度小于5m时，可采用全断面一次掘进施工方法。永久支护采用砌碹时，可使用金属拱形临时支架，掘砌交替进行，段距为2-4m。

2）中间导硐法

当表土较稳定，掘进宽度大于5m。全断面掘进有困难时，可在井筒中间先掘深2m左右的导硐，然后向两侧逐步扩大，临时支架沿

井筒轴向架设。刷大要两侧同时进行，每次刷大宽度0.6m左右。待刷够掘进断面后，及时进行水久支护。

3）先拱后墙法

当井筒工作面进入岩石风化带之后或工作面上部土层松软、下部土层密实，则适于先掘砌上部，后掘砌下部的施工方法。掘砌段距以3-5m为宜。如图4所示。

2.3 不稳定表土的施工方法

不稳定表土，是指由含水的砾石、砂、粉砂组成的松散性表土和流砂或淤泥层。当表土为不稳定土层时，必须采用特殊施工法。

不稳定表土中我国多采用板桩法。当涌水量较大时，需配合工作面超前小井降低水位或井点降低水位的综合施工法；当流砂埋藏深度不大于20m时，可采用简易沉井法施工；当涌水量大，流砂层厚，地质条件复杂(有卵石、粉砂、淤泥)，一般流砂埋深在30-50m时，可采用混凝土帷幕法。也可以采用注浆法。

三斜井基岩施工

3.1 掘进作业

目前，我国斜井快速施工作业线的主要内容包括：配备风动凿岩机、岩石电钻等打眼工具，实现中深孔全断面光面抛碴爆破；大耙斗、大箕斗、大提升机、大矸石仓(简称“三大一仓”)配套，实现快速装岩、提升和自动卸矸；长距离管道输料，锚喷支护；风动潜水泵排除工作面积水；28Kw局部通风机长距离独头通风；激光指向仪控制掘进方向和坡度；采用工业电视监视和计算机管理等先进和现代化管理技术。

1）破岩工作

为提高破岩效率、便于钻眼与装岩平行作业，在凿岩机具的选择上，以使用多台风动气腿式凿岩机同时作业为主。

斜井掘进工作面往往会有积水，必须选用抗水炸药、毫秒延期雷管全断面一次爆破。爆破方式多采用中深孔光面爆破，炮孔深度可根据断面大小进行调整。

2）装岩

（1)耙斗式装载机

为了配合箕斗提升，加长了耙斗式装载机的卸料槽；为防止机体下滑，在耙斗式装载机两侧增设了两根可调整高度的支撑，并在后部增设了大型卡轨器。

（2)侧卸式装载机

与耙斗式装载机相比，其装载比较灵活。还可以实现铲掘动作，可以用来铲平底板，克服了耙斗式装载机清底速度慢的缺点；铲斗抬

高可停在某一高度，能兼作架设支架的脚手架。

3）提升

（1)矿车提升

井筒断面小于12m2，长度小于200m，倾角不大于15°时，可采用矿车提升。矿车提升设备简单，井口临时设施少，但提升能力低。

（2)箕斗提升

当倾角大于15°时，采用箕斗提升，可以缩短摘挂钩、甩车等辅助时间。

后卸式箕斗

后卸式箕斗卸载方便，卸载架结构简单，箕斗容积小时，还可串车提升。其主要缺点是不能兼作提升排水。

前卸式箕斗

前卸式箕斗结构简单，能兼提升排水。其缺点箕斗卸载时需较大的翻转力矩，使卸载时牵引力为提升时的1.5倍以上。

4）矸石仓排秆

由于提升矸石的不均匀性和排矸运箱的不连续性，需要有一定容积的矸石仓，以缓解矸石的转运，确保井下掘进工作面不间断施工。

5）治水与排水

针对井筒涌水来源以及水量的大小，可采取不同措施：

（1)在选择确定斜井井筒位置时,要尽可能地避开含水地层。

（2)要防止地表水流人或渗人井筒内，为此，要在井口周围掘砌环形排水沟，并使井口标高高于当地最大洪水水位的标高。

3.2 支护作业

1）描喷支护

锚喷支护机械化作业线主要由砂石筛洗机、输送机、储料罐(砂、石、水泥)、搅拌机和机械手等组成，筛洗机、输送机、储料罐和计量器设在地面，搅拌机设在井口附近或邻近硐室内，喷射机在井下随支护工作面移动。因此只适用于双轨提升的斜井，并且它对掘进工作有一定干扰。

2）砌碹支护

采用料石砌碹或现浇混凝土支护。