硐室種類(lèi)很多，大體上可分為機(jī)械硐室和生產(chǎn)服務(wù)性硐室兩種。機(jī)械硐室主要有卸礦、破碎、翻籠、裝載硐室、卷?yè)P(yáng)機(jī)房、中央水泵房及變電所、電機(jī)車(chē)修理間等；生產(chǎn)服務(wù)硐室有等候室、工具庫(kù)、調(diào)度室、醫(yī)療室、炸藥庫(kù)、會(huì)議室等。

1、硐室施工的特點(diǎn)及方法選擇

1.1硐室施工的特點(diǎn)

井下各種硐室由于用途不同，其結(jié)構(gòu)、形狀和規(guī)格相差很大，與巷道相比，硐室有以下特點(diǎn)：

(1)硐室的斷面大、長(zhǎng)度小，進(jìn)出口通道狹窄，服務(wù)年限長(zhǎng)，工程質(zhì)量要求高，一般具有防水、防潮、防火等性能。

(2)硐室周?chē)锕こ梯^多，_A硐室常與其他硐室或井巷相連，因而硐室圍巖的受力情況比較復(fù)雜，難以準(zhǔn)確進(jìn)行分析，硐室支護(hù)比較困難。

(3)多數(shù)硐室安設(shè)有各種不同的機(jī)電設(shè)備，故硐室內(nèi)需要澆筑設(shè)備基礎(chǔ)，預(yù)留管纜溝槽及安設(shè)起重梁等。

硐室施工，除應(yīng)注意其本身特點(diǎn)外，還應(yīng)和井底車(chē)場(chǎng)的施工組織聯(lián)系起來(lái)，考慮到各工程之間的相互關(guān)系和合理安排。

 1.2施工方法選擇

根據(jù)硐室圍巖的穩(wěn)定程度和斷面大小，施工方法主要分為四種，即全斷面施工法、臺(tái)階工面施工法、導(dǎo)硐施工法和留礦法等。

(1)對(duì)圍巖穩(wěn)定及整體性好的巖層，硐室高度在5m以下時(shí)，如水泵房變電所等，可以采用全斷面施法施工。

(2)在穩(wěn)定和比較穩(wěn)定的巖層中，當(dāng)用全斷面一次掘進(jìn)圍巖難以維護(hù)，或硐室高度很大，施工不方便時(shí)，可選擇臺(tái)階工作面法施工。

(3)地質(zhì)條件復(fù)雜，巖層軟弱或斷面過(guò)大的硐室，為了保證施工安全，或解決出矸問(wèn)題往往采用導(dǎo)硐法施工。

(4)圍巖整體性好，無(wú)較大裂隙和斷層的大型硐室，可以選擇留礦法施工。

2、硐室的施工方法

2.1全斷面法

全斷面施工法和普通巷道施工法基本相同。由于硐室的長(zhǎng)度一般不大，進(jìn)出口通道狹窄，不宜采用大型設(shè)備，基本上用巷道掘進(jìn)常用的施工設(shè)備。如果硐室較高，鉆上部炮眼就必須登碴作業(yè)，裝藥連線(xiàn)必須用梯子，因此全斷面一次掘進(jìn)高度一般不超過(guò)4～5m。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是利于一次成硐，工序簡(jiǎn)單，勞動(dòng)效率高，施工速度快；缺點(diǎn)是頂板圍巖暴露面積大，維護(hù)較難，浮石處理及裝藥不方便等。

2.2臺(tái)階工作面法

由于硐室的高度較大不便于操作，可將硐室分成兩層分層施工，形成臺(tái)階工作面。上分層工作面超前施工的，稱(chēng)為正臺(tái)階工作面施工法；下分層工作面超前施工的，稱(chēng)為倒臺(tái)階工作面施工法。

2.2.1正臺(tái)階工作面施工法

一般可將整個(gè)斷面分為兩個(gè)分層，每個(gè)分層都是一個(gè)工作面，分層高度以1. 8～2. 5m為宜，最大不超過(guò)3m，上分層的超前距離一般為2～3m。

先掘上部工作面，使工作面超前而出現(xiàn)正臺(tái)階。爆破后先進(jìn)行上分層工作面的出碴工作，然后上下分層同時(shí)打眼，

下分層開(kāi)挖時(shí)，由于工作面具有兩個(gè)自由面，因此炮眼布置成水平或垂直方向均可。拱部錨桿可隨上分層的開(kāi)挖及時(shí)安設(shè)，噴射混凝土可視具體情況，分段或一次按照先拱后墻的順序完成。砌碹工作可以有兩種方法：一種是在距下分層工作面1.5～2. 5m處用先墻后拱法砌筑；另一種方法是先拱后墻，即隨上分層掘進(jìn)把拱帽先砌好，下分層隨掘隨砌墻，使墻緊跟迎頭。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是斷面呈臺(tái)階形布置，施工方便，有利于頂板維護(hù)，下臺(tái)階爆破效率高。缺點(diǎn)是使用鏟斗裝巖機(jī)時(shí)，上臺(tái)階要人工扒碴，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且上下合階工序配合要好，不然易產(chǎn)生干擾。

2.2.2倒臺(tái)階工作面施工法

采用這種方法時(shí)，下部工作面超前于上部工作面，如圖5-2所示。施工時(shí)先開(kāi)挖下分層．上分層的鑿巖、裝藥、連線(xiàn)工作借助于臨時(shí)臺(tái)架。為了減少搭設(shè)臺(tái)架的麻煩，一般采取先拉底后挑頂?shù)姆椒ㄟM(jìn)行。

采用噴錨支護(hù)時(shí)，支護(hù)工作可以與上分層的開(kāi)挖同時(shí)進(jìn)行，隨后再進(jìn)行墻部的噴錨支護(hù)。采用砌筑混凝土支護(hù)時(shí)，下分層工作面超前4～6m，高度為設(shè)計(jì)的墻高，隨著下分層的掘進(jìn)先砌墻，上分層隨挑頂隨砌筑拱頂。下分層掘后的臨時(shí)支護(hù)，視巖石情況可用錨噴、木材或金屬棚式支架等。

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：不必人工扒巖，爆破條件好，施工效率高，砌碹時(shí)拱和墻接茬質(zhì)量好。缺點(diǎn)是挑頂工作較困難。

這兩種方法應(yīng)用廣泛，其中先拱后墻的正臺(tái)階施工法在較松軟的巖層中也能安全施工。

2.3導(dǎo)坑施工法

借助輔助巷道開(kāi)挖大斷面硐室的方法稱(chēng)為導(dǎo)坑法（導(dǎo)硐法）。這是一種不受巖石條件限制的通用硐室掘進(jìn)法。它的實(shí)質(zhì)是，首先沿硐室軸線(xiàn)方向掘進(jìn)1～2條小斷面巷道，然后再行挑頂、擴(kuò)幫或拉底，將硐室擴(kuò)大到設(shè)計(jì)斷面。其中首先掘進(jìn)的小斷面巷道，叫做導(dǎo)坑（導(dǎo)硐），其斷面為4～8rr12。它除為挑頂、擴(kuò)幫或拉底提供自由面外，還兼作通風(fēng)、行人和運(yùn)輸之用。開(kāi)挖導(dǎo)坑還可進(jìn)一步查明硐室范圍內(nèi)的地質(zhì)情況。

導(dǎo)坑施工法是在地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)保持圍巖穩(wěn)定的有效措施。在大斷面硐室施工時(shí)，為了保持圍巖穩(wěn)定，通?？刹捎脙身?xiàng)措施：一是盡可能縮小圍巖暴露面積；二是硐室暴露出的斷面要及時(shí)進(jìn)行支護(hù)。導(dǎo)坑施工法有利于保持硐室圍巖的穩(wěn)定性，這在硐室穩(wěn)定性較差的情況下尤為重要。

采用導(dǎo)坑施工法，可以根據(jù)地質(zhì)條件、硐室斷面大小和支護(hù)形式變換導(dǎo)坑的布置方式和開(kāi)挖順序．靈活性大，適用性廣，因此應(yīng)用甚廣。

導(dǎo)坑法施工的缺點(diǎn)是由于分部施工，故與全斷面法，臺(tái)階工作面施工法相比，施工效率低。

2.3.1中央下導(dǎo)坑施工法

導(dǎo)坑位于硐室的中部并沿底板掘進(jìn)。通常導(dǎo)坑沿硐室的全長(zhǎng)一次掘出。導(dǎo)坑斷面的規(guī)格按單線(xiàn)巷道考慮并以滿(mǎn)足機(jī)械裝巖為準(zhǔn)。當(dāng)導(dǎo)坑掘至預(yù)定位置后，再行開(kāi)幫、挑頂，并完成永久支護(hù)工作。

當(dāng)硐室采用噴錨支護(hù)時(shí)，可用中央下導(dǎo)坑先挑頂后開(kāi)幫的順序施工，如圖5-3所示。挑頂?shù)捻肥捎萌斯せ蜓b巖機(jī)裝出；挑頂后隨即安裝拱部錨桿和噴射混凝土，然后開(kāi)幫噴墻部混凝土。

為了獲得平整的輪廓面，挑頂、開(kāi)幫擴(kuò)大斷面時(shí)，拱部和墻部均需預(yù)留光面層。根據(jù)圍巖情況，開(kāi)幫工作可以在拱頂支護(hù)全部完成后一次進(jìn)行，亦可錯(cuò)開(kāi)一定距離平行進(jìn)行。

砌筑混凝土支護(hù)的硐室，適用中央下導(dǎo)坑先開(kāi)幫后挑頂?shù)捻樞蚴┕?，如圖5-4所示。在開(kāi)幫的同時(shí)完成砌墻工作，挑頂后砌拱。

中央下導(dǎo)坑施工法一般適用于跨度為4～5m、圍巖穩(wěn)定性較差的硐室，但如果采用先拱后墻施工時(shí)，適用范圍可以適當(dāng)加大。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是頂板易于維護(hù)，工作比較安全，易于保持圍巖的穩(wěn)定性，但施工速度慢、效率低。

2.3.2兩側(cè)導(dǎo)坑施工法

在松軟、不穩(wěn)定巖層中，當(dāng)硐室跨度較大時(shí)，為了保證施工安全，一般都采用這種施工方法。在硐室兩側(cè)緊靠墻的位置沿底板開(kāi)鑿兩條小導(dǎo)坑，一般寬為1. 8～2. Om，高為2m左右。導(dǎo)坑隨掘隨砌墻，然后再掘上一層導(dǎo)坑并接墻，直至拱基線(xiàn)為止。第一次導(dǎo)坑將矸石出凈，第二次導(dǎo)坑的矸石崩落在下層導(dǎo)坑里代替腳手架。當(dāng)墻全部砌完后就開(kāi)始挑頂砌拱。挑頂由兩側(cè)向中央前進(jìn)，拱部爆破時(shí)可將大部分矸石直接崩落到兩側(cè)導(dǎo)坑中，有利于采用機(jī)械出巖，如圖5-5所示。

拱部可用噴錨支護(hù)或砌混凝土，噴錨的順序視頂板情況而定。拱部施工完后，再掘中間巖柱。這種施工方法在軟巖中應(yīng)用較廣。

 2.3.3上下導(dǎo)坑施工法

上下導(dǎo)坑法原是開(kāi)挖大斷面隧道的施工方法，近年來(lái)隨著光爆噴錨技術(shù)的應(yīng)用，擴(kuò)大了它的使用范圍，在金屬礦山高大硐室的施I中得到推廣使用。

某礦地下粗破碎硐室掘進(jìn)斷面尺寸為31. 4m×14. 15m×11. 8m（長(zhǎng)×寬×高），斷面面積為154. 9m2。該硐室在施工中采用了上下導(dǎo)坑施工法

這種施工方法適用于中等穩(wěn)定和穩(wěn)定性較差的巖層，圍巖不允許暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或暴露面積過(guò)大的開(kāi)挖跨度大、墻很高的大硐室，如地下破碎機(jī)硐室、大型提升機(jī)硐室等。

2.4留礦法

留礦法是金屬礦山采礦方法的一種。用留礦法采礦時(shí)，在采場(chǎng)中將礦石放出后剩下的礦房就相當(dāng)于一個(gè)大硐室。因此，在金屬礦山，當(dāng)巖體穩(wěn)定，硬度在中等以上(f>8)，整體性好，無(wú)較大裂隙、斷層的大斷面硐室，可以采用淺眼留礦法施工，其施工方法如圖5―7所示。

采用留礦法施工破碎硐室時(shí)，為解決行人、運(yùn)輸、通風(fēng)等問(wèn)題，應(yīng)先掘出裝載硐室、下部?jī)?chǔ)礦倉(cāng)和井筒與硐室的聯(lián)絡(luò)道。然后從聯(lián)絡(luò)道進(jìn)入硐室，并以拉底方式沿硐室底板按全寬拉開(kāi)上掘用的底槽，其高度為1.8～2．Om。以后用上向鑿巖機(jī)分層向上開(kāi)鑿，眼深1.5～1. 8m，炮眼間距為0. 8mXO．6m或1．Om×0.8m，掏槽以楔形長(zhǎng)條狀布置在每層的中間。爆破后的巖碴，經(jīng)下部貯礦倉(cāng)通過(guò)漏斗放出一部分，但仍保持碴面與頂板間距為1.8～2．Om，以利繼續(xù)鑿巖、爆破作業(yè)，直至掘至硐室頂板為止。為了避免漏斗的堵塞，應(yīng)控制爆破塊度，大塊應(yīng)及時(shí)處理。順路天井用于上下人員、材料并用于通風(fēng)。使用留礦法開(kāi)挖硐室的掘進(jìn)順序是自下而上，但進(jìn)行噴錨支護(hù)的順序則是自上而下先拱后墻，鑿巖和噴射工作均以碴堆為工作臺(tái)。當(dāng)硐室上掘到設(shè)計(jì)高度，符合設(shè)計(jì)規(guī)格后，用碴堆作工作臺(tái)進(jìn)行拱部的噴錨支護(hù)。在拱頂支護(hù)后，利用分層降低碴堆面的形式，自上而下逐層進(jìn)行邊墻的噴錨支護(hù)。這樣隨著邊墻支護(hù)的完成，硐室中的巖碴也就通過(guò)漏斗放完。如果邊墻不需要支護(hù)，硐室中的巖碴便可一次放出，但在放碴過(guò)程中需將四周邊墻的松石處理干凈，以保證安全。

留礦法開(kāi)挖硐室的主要優(yōu)點(diǎn)是：工藝簡(jiǎn)單，輔助工程量小，作業(yè)面寬敞，可布置多臺(tái)鑿巖機(jī)同時(shí)作業(yè)，工效高。我國(guó)金屬礦山利用此法施工大型硐室已取得了成功的經(jīng)驗(yàn)，但該法受到地質(zhì)條件的限制，巖層不穩(wěn)定時(shí)不宜使用。同時(shí)，要求底部最好有漏斗裝車(chē)的條件，比如粗碎硐室的下部貯礦倉(cāng)。因此此法應(yīng)用不如導(dǎo)坑法廣泛。