深部大型煤倉的反井鉆機(jī)法施工技術(shù)

濟(jì)寧礦業(yè)集團(tuán)公司安居煤礦副井井筒深度1008 m，井底煤倉凈直徑 9 m、深 25 m，設(shè)計(jì)容量約1200 m3。煤倉整體采用錨網(wǎng)索噴加鋼筋混凝土復(fù)合支護(hù)。 煤倉所處地層為二疊系上統(tǒng)上石盒子組，巖層傾角 3°～8°，平均 5°。 巖石硬度系數(shù)f=5～7，局部發(fā)育FX48 斷層次生斷層，巖石破碎，局部頂板有淋水現(xiàn)象。 這個(gè)深部大型井底煤倉地質(zhì)條件復(fù)雜、斷面大、水平深，周圍硐室立體交叉，施工難度大。 他們在山東科技大學(xué)的協(xié)助下， 采用ZFYD1200 型反井鉆機(jī)鉆孔進(jìn)行排矸、錨網(wǎng)索噴+鋼筋混凝土和素混凝土聯(lián)合支護(hù)、自上而下掘進(jìn)支護(hù)、澆筑的工藝，使得井底煤倉得以安全高效快速施工。

⑴施工方案

煤倉施工采取反井鉆機(jī)法施工， 將反井鉆機(jī)安裝在煤倉上水平， 由上而下先鉆進(jìn)1 個(gè)Φ200 mm 導(dǎo)孔至給煤機(jī)硐室， 再由給煤機(jī)硐室自下而上鉆出Φ1.5 m 鉆孔至煤倉上口， 然后按設(shè)計(jì)規(guī)格由上而下刷大，倉壁隨掘隨砌。爆破后，矸石通過鉆孔自溜至給煤機(jī)硐室， 使用P-60B型耙矸機(jī)裝入1 t 礦車， 經(jīng)聯(lián)絡(luò)斜巷運(yùn)輸至井底車場升井。

煤倉主體施工時(shí)，煤倉上鎖口3 m 掘進(jìn)完畢后，留設(shè)1 m 厚矸石，對倉體上鎖口2 m 段進(jìn)行扎筋、立模、澆注，底部預(yù)留接茬筋及斜茬，采用細(xì)沙填埋。 上鎖口預(yù)留溜煤口及預(yù)留孔。 倉體掘進(jìn)自上而下施工，“兩掘一砌”循環(huán)作業(yè)方式。 掘進(jìn)4 m 并留設(shè)1 m 厚浮矸后， 對倉壁進(jìn)行澆筑2模(3 m)直至施工到給煤機(jī)硐室底板。 給煤機(jī)硐室兩側(cè)直墻整體扎筋、立模、澆注，然后進(jìn)行煤倉下口兩端拱部及倉底環(huán)梁和倉底梁板結(jié)構(gòu)扎筋、立模、澆注，混凝土終凝后依次從上向下拆除梁板結(jié)構(gòu)模板和撐木，最后澆筑倉底上部2 個(gè)棱錐形分煤器漏斗。

⑴施工工藝

①工序流程。 安全檢查、施工準(zhǔn)備→拉煤倉中線→畫輪廓線、點(diǎn)炮眼眼位→打眼→掃眼→拆除倉內(nèi)設(shè)施→裝藥、連線→放炮、排煙→安全檢查→安裝倉內(nèi)設(shè)施→出矸→錨網(wǎng)噴→鋼筋綁扎→穩(wěn)碹立?！鷿仓謇怼B(yǎng)護(hù)→拆?！こ舔?yàn)收。

②鑿巖方式。 采用YT-27 型氣動鑿巖機(jī)打眼，1.5m、2m 和2.5 m 長六棱方鋼釬子配Φ30 mm和Φ28 mm 柱齒形鉆頭打眼。

③爆破作業(yè)。 掘進(jìn)采用光面反向爆破技術(shù)，使用二級煤礦許用乳化炸藥，藥卷直徑Φ27mm，毫秒延期電雷管，F(xiàn)D-200 型發(fā)爆器，串聯(lián)聯(lián)線方式，反向裝藥結(jié)構(gòu)。 倉體掘進(jìn)采用4～6 臺氣動鑿巖機(jī)同時(shí)鉆眼，循環(huán)進(jìn)尺1.5 m。首先將一、二、三圈眼一次打出，同時(shí)裝藥起爆，再將四圈眼、五圈眼、周邊眼分別打出，分別裝藥，分別起爆。

④支護(hù)方式。 煤倉采用錨網(wǎng)索噴+混凝土/鋼筋混凝土復(fù)合支護(hù)，Φ20×2200 mm 等強(qiáng)錨桿，間排距 800 mm×800 mm， 錨索 Φ17.8×4200 mm，間排距3200 mm×3200 mm，噴射 C20 混凝土，噴厚100 mm，鋼筋型號縱筋Φ20 mm，橫筋Φ22 mm，混凝土厚600 mm，混凝土標(biāo)號C40。

⑤鋼筋制作和綁扎。 施工中按照施工順序、編號下放，統(tǒng)一管理。綁扎時(shí)，綁扎鋼筋間排距控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，搭接綁扎、搭接長度按照規(guī)范規(guī)定。 用16# 鐵絲綁扎，鋼筋混凝土保護(hù)層厚度均要以環(huán)筋的中心線為準(zhǔn)， 當(dāng)綁扎高度較大時(shí)，鋼筋必須與幫部的固定錨桿連接牢固， 固定錨桿采用 Φ20×2200mm 等強(qiáng)錨桿，間排距 4.0m×3.0m，鋼筋固定在固定錨桿上， 防止發(fā)生偏移和傾斜，綁扎完畢，經(jīng)驗(yàn)收符合要求后，方可進(jìn)行澆筑混凝土。

⑥搭腳撐木、穩(wěn)碹股和立模板。采用150mm×120 mm 方木及300 mm×50 mm 木板搭設(shè)工作平臺，平臺高度1.5～2 m 一層，平臺上鋪滿木板并用扒釘釘牢。 煤倉每層6 架碹胎組裝，碹胎下鋪設(shè)不小于200 mm 厚黃沙， 上下碹胎間用方木連接。 每架碹胎在地面氣割2 個(gè)孔，架設(shè)碹胎時(shí)使用Φ20×2200 mm 等強(qiáng)錨桿固定。 煤倉壁豎向支設(shè) 1500 mm×300 mm×50 mm 鋼模板， 模板與鋼筋、墻面間用撐木或墊塊支撐，澆筑至撐木位置時(shí)將撐木撤走。給煤機(jī)硐室及煤倉下鎖口梁板層穩(wěn)碹胎和立模板時(shí)，工作面找平→按照設(shè)計(jì)要求鋼筋綁扎→安裝碹胎→撐木固定牢固→用撐子把碹胎連接成整體→澆筑混凝土至適宜位置→搭50 mm 厚大板固定在碹胎的支撐上，澆筑拱部混凝土→下一循環(huán)→養(yǎng)護(hù)。

⑦澆筑混凝土。煤倉倉體澆筑混凝土?xí)r采用1500 mm×300 mm×50 mm 組裝金屬模板，通過搭設(shè)好的工作平臺進(jìn)行澆筑施工。澆筑下鎖口底梁時(shí)，先穩(wěn)梁底模板，綁扎梁鋼筋，穩(wěn)梁兩側(cè)模板、穩(wěn)樓板層模板、綁扎鋼筋、打支撐、將2 個(gè)溜煤眼處模板與梁板層之間的模板穩(wěn)好，形成整體。 煤倉上鎖口段及倉體2～6 m 段采用JZC350 型攪拌機(jī)攪拌， 通過HBMD-12/4-22S 型礦用混凝土輸送泵進(jìn)行澆筑，其余倉體段、煤倉下鎖口及給煤機(jī)硐室采用JZC350 型攪拌機(jī)攪拌， 通過溜灰管自溜澆筑。

⑵體會

①煤倉施工采用反井鉆機(jī)先鉆出溜矸孔，改善了工人的勞動條件，提高了安全系數(shù)和工作效率，提高了光爆效果。

②通過使用ZFYD1200 型反井鉆機(jī)、JZC350型攪拌機(jī)、HBMD-12/4-22S 型礦用混凝土輸送泵等機(jī)械設(shè)備，施工速度快，勞動強(qiáng)度低，保證了質(zhì)量。

③在圍巖穩(wěn)定性較差的地質(zhì)條件下，深部大型煤倉采用錨網(wǎng)索噴+鋼筋混凝土/素混凝土聯(lián)合支護(hù)，有效控制了圍巖變形，支護(hù)效果良好，技術(shù)可行。