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摘要：为了加快岩巷大断面的施工进度，解决大断面岩巷施工过程的顶板、高帮和迎脸管理难题，本文通过岩巷台阶法施工技术的研究及应用，很大程度上实现了平行作业，减少了工序循环用时，做到快速掘进。
关键词：正台阶法施工 平行作业 循环用时
0 引言
正台阶法施工是炮掘的一种施工组织方式，其循环作业方式与一般传统全断面炮掘施工相比，它能很好的保证各道工序之间平行作业，且各工序组织相对灵活，既节省循环作业时间，又使作业环境的安全性得到较大提高，是大断面巷道实现快速掘进的出路之一。此施工法从徐州庞庄队引进，在潘三项目部东四-575m~-415m回风上山及车场开展此项目攻关获得成功，并显示出正台阶法施工的优点，现在仍采用此法在东翼-650m新增进风大巷组织施工，初步实现了一次成巷，完成了停头成巷4个小班的目标。
1 工程及地质概况
潘三项目部231队承接的矿东四-575m~-415m回风上山及车场，8°30′斜巷184m，二平台45m，12°1′39″斜巷260m，上部车场131m，巷道尺寸5100mm×4050mm，直墙半圆拱，锚网喷支护，锚杆Φ20×2200mm@700mm，网片规格Φ6.5×900×1700mm，喷厚100mm。巷道所处岩层为中粒石英砂岩和粉砂岩互层中，以中硬岩为主（f＞8）。
2 正台阶法施工工艺
2.1 工艺流程
2.2 工艺总结 由主要工艺流程图可以看出，倒完上台阶矸石后即可进行拱部锚网支护及上部炮眼施工，耙矸机可以转入下台阶倒矸石，进行下台阶炮眼施工，出矸石将贯穿施工全过程，由于施工环境所限，进料系统共使用3部绞车，土产料打运艰难，帮部支护留在成巷期间完成。
3 工艺比较
3.1 优点
3.1.1 传统全断面施工法 劳动组织程序简单、易掌握；一次倒矸，倒矸时间短。
3.1.2 正台阶施工法 劳动组织较灵活，可以根据现场情况调整平行作业的工序顺序，可减少循环作业时间；职工作业方便，省去了搭设和拆除脚手架，有6~8m的实底作为上台阶作业平台，减少了职工的体力消耗，消除了职工在脚手架上施工的心里压力；迎脸的高度由4m減少至2.6m，削弱了迎脸对施工人员的威胁；拓展了平行作业的空间，有两个工作面可同时施工，提高了风锤的开机台数，减少了窝工现象；优化了爆破参数，下台阶有两个自由面，在提高下台阶爆破效果的同时也减少上下台阶的炮眼数量，据8~10月份实际统计来看，全断面炮眼数量由原先的90个减少为75个，降低率达16.6%。
3.2 缺点
3.2.1 传统全断面施工法 一是只有一个工作面，主要工序相互叠加耗时长，仅出矸石可与其它工序平行作业，迎头易出现窝工现象；二是安全隐患大，在大断面条件下，全断面一次爆破后顶板离浮矸面较高，顶、帮及迎脸管理困难，安全威胁大；三是在脚手架上作业，平添了不安全因素，而且增加了职工搭设脚手架过程的体力消耗。
3.2.2 正台阶施工法
一是放炮消耗母线量大；二是上下台阶两次倒矸，倒矸时间长；三是迎头人员用量大。
3.3 效果对比
■
4 正台阶法施工要领
4.1 上台阶高度及长度的确定 根据锚杆钻机施工顶部锚杆眼需要的空间确定台阶到顶板的高度，一般控制在2.4m~2.6m：低于2.4m将不方便锚杆钻机施工锚杆（锚杆钻机高度1.5m，短钎长度1.2m）；如果台阶高度大于2.6m，超过施工人员身高太多，上部炮眼施工特别是顶部及两肩窝的炮眼施工困难，将不能保证此处炮眼施工质量，且风锤钻进速度相对缓慢。
4.2 台阶长度确定 根据风锤、捶腿的长度及耙斗距施工人员的安全距离控制台阶长度，一般控制在6m~8m：如果大于8m，倒矸时间长；如果小于6m，耙斗距上台阶施工人员太近，安全威胁大，其次是风锤外形尺寸，7655风锤钎卡在到锤腿的长度是3.4m，钎杆是2.5m，总的长度5.9m，假如锤腿蹬空，将伤及下台阶施工人员。
4.3 巷道拱部锚网支护使用设备数量 拱部锚网（锚索）支护：可以上3部锚杆钻机同时施工互不影响。如果巷道顶板是砂质泥岩类的软岩，用锚杆钻机施工较合适，打眼速度和风锤相差无几，如果是细砂岩以上硬度的硬岩，建议用风锤施工较合适，凿眼速度是锚杆钻机的二倍及以上（在粉砂岩互层里锚杆钻机施工一个锚杆眼用时5分钟，风锤仅用2分钟即可）。
4.4 施工上下台阶炮眼上风锤数的确定 人员充足的情况下，施工上台阶炮眼可以同时使用5~6部风锤而相互不影响，下台阶也可以同时上3部风锤，主要影响施工的是风压问题。
4.5 爆破要求 采用串并联的方式较适宜，但要考虑到各组串联雷管的阻值尽量达到平衡，方可降低落炮的概率；炮后进尺的多少主要取决于上台阶进尺长度，因下台阶有两个自由面，可以做到炮眼打多深放多深，所以下台阶的炮眼深度要根据台阶的实际长度，做适当的控制；下台阶两帮及最下一排底眼，需要规范打眼保证巷道帮底不超挖不欠挖；由于岩石坚硬，故采用反向装药。
4.6 临时支护 炮后上台阶虚矸到巷顶约1.5~1.8m，将2块网片并排扎好后，从顶部的2根前探梁上方推至迎头，将前探梁的尾端用8#铁丝固定在后方的锚杆或网片上，然后再在前探梁的掩护下将网片向下挂，并用铁丝连接好，同时两边再各上一根前探梁，并用8#铁丝固定好即可。
4.7 耙矸机距台阶的距离 当耙矸机簸箕口距下台阶的距离达到15m及以上时，下台阶倒过矸石以后，在两个台阶同时凿眼的情况下，不耽误出矸。如在15m以内，倒完下台阶矸石后，在下台阶施工炮眼期间，不适合再出矸。
4.8 两锚一喷施工工艺 考虑到减少进料困难，采用集中喷浆较合适，从冲击波对网片的破坏程度来看，迎头向后2m范围内的网片受到损坏不严重，可以采用两锚一喷的方式施工。
4.9 其它注意事项 上台阶的虚矸不能全部倒尽，否则捶腿落在岩石的实茬上打滑支不住；考虑到验炮问题安全，从迎脸开始向后3m的范围内矸石必须倒到实茬，下台阶同样；下台阶后的矸石没有任何作用，应及时将矸石排尽，减少后期停头成巷时间。
5 存在问题
①正台阶法施工对人员的出勤要求多（一般在14人以上），人员出勤少的情况下，上下台阶难以达到同时施工炮眼。②上台阶高度视岩性软硬情况而定，岩性属粉细砂岩及以下时，一般控制在2.6m左右爆破效果不受影响，若是硬岩如中粒石英砂岩，爆破效率就会大大降低，需适当调整上台阶的高度，施工中可将上台阶高度调整到2.9m，通过扩大上台阶的爆破自由面，提高爆破效果。③在上台阶高度调整到2.9m时，每次炮后必须将上台阶矸石倒掉才能打锚杆，但是矸石倒掉后，正顶及其两侧周边眼的施工难度加大了，不仅打眼时间长且炮眼质量达不到要求。建议使用短气腿的锚杆钻机或风锤，炮后上台阶矸石不用倒掉，可完顶部锚网支护，然后将矸石上部的炮眼打出，既保证了炮眼的质量，又减少施工顶部炮眼的难度。④正台阶法施工对出矸和进料系统要求较高。本巷道进料需经3部绞车，进料困难，喷浆料的供给很难满足上下台阶一次性锚网喷支护的要求，帮部支护只能滞后，增加了后期成巷时间。
6 总结
岩巷正台阶法施工适合断面高度在3.5m以上、坡度0°~15°的大断面巷道，解决了大断面上山打眼困难的问题，缩短了循环作业时间，加快了掘进速度，保证了迎脸、高帮的安全管理。
参考文献：
[1]董方庭.井巷设计与施工[M].徐州:中国矿业大学出版社，2003.1.
[2]朱云辉，段贤明.台阶法施工技术在大断面岩巷中的应用[J].矿业工程，2009（06），18－19.
[3]郭春龙.大断面岩巷快速掘进技术实践与探讨[J].中国高新技术企业，2007（3）：162、164.
作者简介：
胡庆兵（1974－），安徽淮南人，淮南矿业集团矿业工程分公司潘三项目部技术负责人；陈少钦（1985－），广东汕头人，助理工程师，2007年毕业于山东科技大学，现任淮南矿业集团矿业工程分公司潘三项目部技术员。
关键词：正台阶法施工 平行作业 循环用时
0 引言
正台阶法施工是炮掘的一种施工组织方式，其循环作业方式与一般传统全断面炮掘施工相比，它能很好的保证各道工序之间平行作业，且各工序组织相对灵活，既节省循环作业时间，又使作业环境的安全性得到较大提高，是大断面巷道实现快速掘进的出路之一。此施工法从徐州庞庄队引进，在潘三项目部东四-575m~-415m回风上山及车场开展此项目攻关获得成功，并显示出正台阶法施工的优点，现在仍采用此法在东翼-650m新增进风大巷组织施工，初步实现了一次成巷，完成了停头成巷4个小班的目标。
1 工程及地质概况
潘三项目部231队承接的矿东四-575m~-415m回风上山及车场，8°30′斜巷184m，二平台45m，12°1′39″斜巷260m，上部车场131m，巷道尺寸5100mm×4050mm，直墙半圆拱，锚网喷支护，锚杆Φ20×2200mm@700mm，网片规格Φ6.5×900×1700mm，喷厚100mm。巷道所处岩层为中粒石英砂岩和粉砂岩互层中，以中硬岩为主（f＞8）。
2 正台阶法施工工艺
2.1 工艺流程
2.2 工艺总结 由主要工艺流程图可以看出，倒完上台阶矸石后即可进行拱部锚网支护及上部炮眼施工，耙矸机可以转入下台阶倒矸石，进行下台阶炮眼施工，出矸石将贯穿施工全过程，由于施工环境所限，进料系统共使用3部绞车，土产料打运艰难，帮部支护留在成巷期间完成。
3 工艺比较
3.1 优点
3.1.1 传统全断面施工法 劳动组织程序简单、易掌握；一次倒矸，倒矸时间短。
3.1.2 正台阶施工法 劳动组织较灵活，可以根据现场情况调整平行作业的工序顺序，可减少循环作业时间；职工作业方便，省去了搭设和拆除脚手架，有6~8m的实底作为上台阶作业平台，减少了职工的体力消耗，消除了职工在脚手架上施工的心里压力；迎脸的高度由4m減少至2.6m，削弱了迎脸对施工人员的威胁；拓展了平行作业的空间，有两个工作面可同时施工，提高了风锤的开机台数，减少了窝工现象；优化了爆破参数，下台阶有两个自由面，在提高下台阶爆破效果的同时也减少上下台阶的炮眼数量，据8~10月份实际统计来看，全断面炮眼数量由原先的90个减少为75个，降低率达16.6%。
3.2 缺点
3.2.1 传统全断面施工法 一是只有一个工作面，主要工序相互叠加耗时长，仅出矸石可与其它工序平行作业，迎头易出现窝工现象；二是安全隐患大，在大断面条件下，全断面一次爆破后顶板离浮矸面较高，顶、帮及迎脸管理困难，安全威胁大；三是在脚手架上作业，平添了不安全因素，而且增加了职工搭设脚手架过程的体力消耗。
3.2.2 正台阶施工法
一是放炮消耗母线量大；二是上下台阶两次倒矸，倒矸时间长；三是迎头人员用量大。
3.3 效果对比
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4 正台阶法施工要领
4.1 上台阶高度及长度的确定 根据锚杆钻机施工顶部锚杆眼需要的空间确定台阶到顶板的高度，一般控制在2.4m~2.6m：低于2.4m将不方便锚杆钻机施工锚杆（锚杆钻机高度1.5m，短钎长度1.2m）；如果台阶高度大于2.6m，超过施工人员身高太多，上部炮眼施工特别是顶部及两肩窝的炮眼施工困难，将不能保证此处炮眼施工质量，且风锤钻进速度相对缓慢。
4.2 台阶长度确定 根据风锤、捶腿的长度及耙斗距施工人员的安全距离控制台阶长度，一般控制在6m~8m：如果大于8m，倒矸时间长；如果小于6m，耙斗距上台阶施工人员太近，安全威胁大，其次是风锤外形尺寸，7655风锤钎卡在到锤腿的长度是3.4m，钎杆是2.5m，总的长度5.9m，假如锤腿蹬空，将伤及下台阶施工人员。
4.3 巷道拱部锚网支护使用设备数量 拱部锚网（锚索）支护：可以上3部锚杆钻机同时施工互不影响。如果巷道顶板是砂质泥岩类的软岩，用锚杆钻机施工较合适，打眼速度和风锤相差无几，如果是细砂岩以上硬度的硬岩，建议用风锤施工较合适，凿眼速度是锚杆钻机的二倍及以上（在粉砂岩互层里锚杆钻机施工一个锚杆眼用时5分钟，风锤仅用2分钟即可）。
4.4 施工上下台阶炮眼上风锤数的确定 人员充足的情况下，施工上台阶炮眼可以同时使用5~6部风锤而相互不影响，下台阶也可以同时上3部风锤，主要影响施工的是风压问题。
4.5 爆破要求 采用串并联的方式较适宜，但要考虑到各组串联雷管的阻值尽量达到平衡，方可降低落炮的概率；炮后进尺的多少主要取决于上台阶进尺长度，因下台阶有两个自由面，可以做到炮眼打多深放多深，所以下台阶的炮眼深度要根据台阶的实际长度，做适当的控制；下台阶两帮及最下一排底眼，需要规范打眼保证巷道帮底不超挖不欠挖；由于岩石坚硬，故采用反向装药。
4.6 临时支护 炮后上台阶虚矸到巷顶约1.5~1.8m，将2块网片并排扎好后，从顶部的2根前探梁上方推至迎头，将前探梁的尾端用8#铁丝固定在后方的锚杆或网片上，然后再在前探梁的掩护下将网片向下挂，并用铁丝连接好，同时两边再各上一根前探梁，并用8#铁丝固定好即可。
4.7 耙矸机距台阶的距离 当耙矸机簸箕口距下台阶的距离达到15m及以上时，下台阶倒过矸石以后，在两个台阶同时凿眼的情况下，不耽误出矸。如在15m以内，倒完下台阶矸石后，在下台阶施工炮眼期间，不适合再出矸。
4.8 两锚一喷施工工艺 考虑到减少进料困难，采用集中喷浆较合适，从冲击波对网片的破坏程度来看，迎头向后2m范围内的网片受到损坏不严重，可以采用两锚一喷的方式施工。
4.9 其它注意事项 上台阶的虚矸不能全部倒尽，否则捶腿落在岩石的实茬上打滑支不住；考虑到验炮问题安全，从迎脸开始向后3m的范围内矸石必须倒到实茬，下台阶同样；下台阶后的矸石没有任何作用，应及时将矸石排尽，减少后期停头成巷时间。
5 存在问题
①正台阶法施工对人员的出勤要求多（一般在14人以上），人员出勤少的情况下，上下台阶难以达到同时施工炮眼。②上台阶高度视岩性软硬情况而定，岩性属粉细砂岩及以下时，一般控制在2.6m左右爆破效果不受影响，若是硬岩如中粒石英砂岩，爆破效率就会大大降低，需适当调整上台阶的高度，施工中可将上台阶高度调整到2.9m，通过扩大上台阶的爆破自由面，提高爆破效果。③在上台阶高度调整到2.9m时，每次炮后必须将上台阶矸石倒掉才能打锚杆，但是矸石倒掉后，正顶及其两侧周边眼的施工难度加大了，不仅打眼时间长且炮眼质量达不到要求。建议使用短气腿的锚杆钻机或风锤，炮后上台阶矸石不用倒掉，可完顶部锚网支护，然后将矸石上部的炮眼打出，既保证了炮眼的质量，又减少施工顶部炮眼的难度。④正台阶法施工对出矸和进料系统要求较高。本巷道进料需经3部绞车，进料困难，喷浆料的供给很难满足上下台阶一次性锚网喷支护的要求，帮部支护只能滞后，增加了后期成巷时间。
6 总结
岩巷正台阶法施工适合断面高度在3.5m以上、坡度0°~15°的大断面巷道，解决了大断面上山打眼困难的问题，缩短了循环作业时间，加快了掘进速度，保证了迎脸、高帮的安全管理。
参考文献：
[1]董方庭.井巷设计与施工[M].徐州:中国矿业大学出版社，2003.1.
[2]朱云辉，段贤明.台阶法施工技术在大断面岩巷中的应用[J].矿业工程，2009（06），18－19.
[3]郭春龙.大断面岩巷快速掘进技术实践与探讨[J].中国高新技术企业，2007（3）：162、164.
作者简介：
胡庆兵（1974－），安徽淮南人，淮南矿业集团矿业工程分公司潘三项目部技术负责人；陈少钦（1985－），广东汕头人，助理工程师，2007年毕业于山东科技大学，现任淮南矿业集团矿业工程分公司潘三项目部技术员。