巷道超挖欠挖的控制办法

巷道超挖欠挖的控制办法

一：工程概况

1.1工程项目概况

本工程位于眼前山铁矿露天采场西端帮，分别有三个施工作业点，分别是：西端帮标高+21m台阶施工作业点（含一个平巷和一个斜坡道施工作业面）；西端帮标高+3m台阶施工作业点（含一个平巷、一个进风斜井和一个采取斜坡道）；西端帮标高-51m台阶施工作业点（含一个平巷施工作业面）。 1.2厂区自然条件 1.2.1温度

年极端最高气温：36.9℃ 年极端最低气温：-30.4℃ 年平均最高气温：8.6℃

1.2.2降水雨

日最大降雨量：236.8mm 小时最大降雨量：93.5mm 年降雨量：730mm左右

1.2.3冻土层、风雪载、地震设防烈度

最大冻土深度：1.0——1.20m 风荷载：0.45KN/m

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雪荷载：0.4KN/m 地震设防烈度：7度

1.3工程项目地质条件

本工程矿石为混合矿，以磁铁矿为主，其次为赤铁矿、假象赤铁矿、碳酸矿和硅酸矿。矿石为自行或半自行粒状变晶结构。岩石主要为千枚岩、混合岩。矿岩性质如下： 矿石：比重3.25t/ m³ 硬度系数f=7—8 松散系数1.5 岩石：比重2.7t/ m³ 硬度系数f=2—16 松散系数1.5

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二：超挖欠挖的概念及允许值

2.1超挖欠挖的概念

巷道超挖欠挖是以设计的巷道开挖轮廓线为基准线，实际开挖获得的断面在基准线以外的部分为超挖，在基准线以内的部分则称为欠挖，如下图所示：

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2.2超挖欠挖允许值

在《矿山巷道施工技术规范》中对超挖欠挖有如下规定：当岩层完整，岩石抗压强度大于30MPa，并确认不影衬砌结构稳定和强度时，允许岩石个别突出部分（每1㎡内不大于0.1㎡）欠挖，但其隆起量不大于5㎝，拱墙脚以上1m内断面严禁欠挖。不同围岩地质条件下的允许超挖值规定见下表：

允许超挖值（单位：㎝）

围岩条件类型 硬岩（一般相中硬岩、软岩相破碎松散岩石及土质，相 开挖部位 当于Ⅵ类围岩） 平均10 拱部 最大20 边墙、仰拱、隧底 平均10 最大25 平均10 最大15 平均10 当于Ⅴ-Ⅲ类围岩 平均15 当于Ⅱ-Ⅰ类围岩（一般不需爆破开挖） 平均10 注：①硬岩是指岩石抗压极限强度Rb>60 MPa,中硬岩Rb=30～60 MPa，软岩Rb〈30 MPa。

②平均线性超挖值=超挖面积/爆破设计开挖断面周长（不包括隧底）。 ③最大超挖值系指最大超挖处至设计开挖轮廓切线的垂直距离。

④表列数据不包括测量贯通误差、施工误差。如采用预留支撑沉落量时，不应再计超挖值。

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三、影响巷道超挖欠挖的主要因素

3.1超挖欠挖的影响

开挖是巷道施工中的关键工序。超挖过多，不仅因出渣量和支护量增多而提高工程造价，而且由于局部超挖会产生应力集中，进而影响围岩稳定性。欠挖则直接影响支护厚度和巷道净断面尺寸，处理起来费时、费力，所以巷道开挖必须控制好超挖欠挖，以利于下道工序的正常进行。 3.2断面开挖程序 确定巷道中心线 确定巷道腰线

确定巷

道开挖轮廓线 钻孔 装药、起爆。 3.3影响巷道超挖欠挖的主要因素

根据巷道断面开挖的程序可以确定巷道超挖欠挖主要是由于巷道开挖轮廓线和爆破技术这两方面因素造成的。因此在施工过程中必须对这两个步骤严格要求才能避免巷道断面的超挖欠挖。

四、巷道超挖欠挖的控制办法

4.1巷道开挖轮廓线的确定

巷道开挖断面尺寸应以巷道净空为基准，加上初期支护厚度和二次衬厚度。

4.1.1巷道开挖轮廓中心线放样

确定巷道中心线是放样轮廓线的第一步，中心线分为两种，第一种为直线巷道开切口的中心线，这种中心线采用采用尼康DTM-452C

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型全站仪，仪器设站于导线点A处，严格按仪器操作规范、使用方法，正确输入测站点、后视点X、Y、H坐标数值，后视导线点B点，采用极坐标放样法精确标定出1点，转站设站于1点，同样方法输入1点X、Y、H坐标数值，后视导线点A或B点，采用极坐标放样法精确标定出2点方向，即1—2为巷道掘进方向。当巷道按给定方向掘进8-10m后，应重新标定中线，以指导继续掘进并在1、2点延长线上标定出3、4、5点，首先应检查或重新标定1点，然后在1点设置仪器，给定1-2方向线，并在方向线上钉3、4、5中线点挂线，作为今后延线的基准。

由此基准中心线线即可确定巷道开挖断面的中心线，每组基准中心线至少由3根基准中心线组成，每组基准中心线控制距离应控制在35m。

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第二种中心线为曲线巷道中心线，这种中心线采用了定弦的方法来确定：

选定弦长L,求L所对圆心角 a=2arc sinL/2R 计算剩余角a/所对弦长L/ a/=θ-na L/=2Rsina/2 计算转向角（如图） βA=180±a/2， β1=β2=180±a， β3= 180±a/2±a、/2， β2=180±a、/2（图中符号为正）

通过计算得到每根弦到巷道中心线的偏移量确定巷道开挖轮廓线的中心线。

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4.1.2底板及拱顶的确定

巷道开口后均由腰线控制其底板和拱顶，每间隔5米给出一个腰线，在测量控制点时复核巷道底板和拱顶高程。开挖轮廓线腰线用水准仪测量确定。即把水准仪架设在巷道掌子面和距离掌子面最近一个腰线中间，通过水准仪测得水平视线和腰线之间的垂直距离h，再由钢尺测出腰线到掌子面的水平距离b，根据巷道设计坡度i%即可得到水准仪水平视线和掌子面腰线垂直距离H（H=h±i%×b），即可得到巷道掌子面的腰线，由掌子面腰线即可确定巷道开挖断

面

的

底

板

和

拱

顶

。

4.1.3开挖轮廓线的确定

从拱顶沿巷道中心每500mm定一个点。沿点向左右两边量其距离确定出其轮廓点。量取时一定要注意钢尺要水平。把所有的轮廓点连接起来就定出了掌子面的开挖轮廓线。 4.1.4注意事项

由于巷道内施工车辆很多，为防止对导线点和中线点的破坏，不但要将控制点和中线点按规定要求埋设，还应设有明显标志及保

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护措施。并且定期对控制点进行复核测量。对所有放样过程都要施行“双检”制。量距时钢尺一定要垂直或水平，做到准确无误。 4.2爆破技术

爆破是巷道掘进最重要的步骤，爆破效果的好坏直接决定巷道成形效果的好坏，也直接决定的巷道是否超挖欠挖。 4.2.1炮眼布置 4.2.1.1掏槽眼的布置

掏槽眼位置布置在开挖断面的中部或中下部；炮眼方向，在岩层层理明显时，尽量垂直于岩层的层理面；本巷道掏槽眼数为4个。掏槽方式根据情况采取倾斜眼掏槽或垂直眼掏槽。 4.2.1.2周边眼和辅助眼的布置

周边眼布置在距开挖断面边缘0.2m左右处,周边眼的眼底要朝巷道轮廓线方向倾斜,当巷道穿过的岩体坚硬时,眼底可达到或稍稍超出轮廓线位置;岩体中等坚固时,眼底距轮廓线约0.1m;在松软岩体中,炮眼不必倾斜,眼底距轮廓线的距离与眼口处相同。周边眼间距为0.5—0.6m，最小抵抗线为0.8—0.9m，拱部转角处，炮眼要密一些，眼间距取小值。

辅助眼要根据设计的炮眼数目，均匀地布置在掏槽眼与周边眼之间范围内，钻眼方向则垂直于巷道开挖面。 4.2.1.3底板眼的布置

为避免欠挖、消除底坎，要适当减小底眼的间距（以0.5m—0.6m为宜），并使钻眼方向朝底板下方有一定的倾斜角度。在软岩

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中倾角可小些，在硬岩中倾角要大些，使炮眼根部低于低板标高10～15cm为宜。此外，底眼较其它周边眼要增加装药量，减少堵塞长度（有20cm堵塞长度即可）。 4.2.1.4炮眼的深度和其直径

炮孔直径：炮眼直径大小影响钻孔速度和爆破效果以及凿岩的成本。根据本工程掘进所采用的凿岩机具（双臂凿岩台车Bomer135），其炮孔孔径为φ45mm。

炮眼深度：炮眼深度直接影响掘进速度和凿岩效果。根据本工程掘进采用所采用凿岩机具（双臂凿岩台车Bomer135），确定炮眼深度为3.5-3.7m。 4.3装药与起爆

待准备工作完毕并确认炮眼合格后，即可进行装药工作；装药时一定要按照预先计算好的每个炮眼装药量装填。装药结构可以是连续装药，也可以是间隔装药，总的装药长度不宜超过眼深的2/3。起爆药包的安放位置：一是起爆药包靠近眼底，常放在眼底的第二药包位置，并将雷管聚能穴朝向眼口进行反向起爆。 4.4根据地质的变化情况，采区动态施工的方法

地质条件是客观条件，它是确定爆破参数的依据。地质条件是随掘进不断产生变化的，这就要求在施工过程中，紧跟开挖面进行观测描述，并对围岩的节理裂隙状态进行预测，据此调整爆破参数和施工方法，通过动态施工来控制超挖欠挖。

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