懸吊法施工煤倉下部硐室工藝創(chuàng)新實踐

祁　琳

（陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司一礦，山西　陽泉　045008）

引言

一礦始建于1956年，位于陽泉市西北部和盂縣東南部，現(xiàn)剩余地質(zhì)儲量6.76億t，可采儲量3.08億t，服務(wù)年限30年。主采15號煤，核定生產(chǎn)能力為750萬t，主要產(chǎn)品有洗中塊、洗小塊、末煤等產(chǎn)品。近年來，先后榮獲全國先進(jìn)基層黨組織、全國文明單位、全國五一勞動獎狀等榮譽(yù)稱號，今年又被評為中國煤炭工業(yè)特級安全高效礦井和雙十佳煤礦。一礦作為特大型生產(chǎn)礦井，在井下設(shè)計了多個緩沖煤倉，在多年的煤倉施工中，通過對煤倉下部硐室進(jìn)行了創(chuàng)新改造，通過錨索懸吊法替代傳統(tǒng)的砌墻法工藝，取得了很好的效果。

1　采區(qū)煤倉施工方式存在的問題

目前，采區(qū)煤倉作為采區(qū)生產(chǎn)中轉(zhuǎn)、緩沖的生產(chǎn)設(shè)施，在煤炭生產(chǎn)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)中仍然發(fā)揮著重要的作用。然而采區(qū)煤倉的施工建設(shè)，因為其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝繁瑣、施工難度大、投資大，又屬于礦井建設(shè)重點工程中的難點。尤以煤倉下部硐室及平臺在煤倉施工中最為復(fù)雜，需要擴(kuò)幫、開挖墻基、砌墻、排布工字鋼和法蘭、澆筑平臺等多道工序，不僅施工時間長、成本高，而且工序復(fù)雜，造成采區(qū)煤倉施工準(zhǔn)備時間長，制約采區(qū)工作面正常提前投產(chǎn)。

2　煤倉下部硐室原施工工藝

煤倉下部硐室由料石砌成，硐室規(guī)格長×寬×高為12.5m×7m×5m，原巷道由寬3.8m、高2.9m，需擴(kuò)幫3.2m，挑頂2.1m。硐室兩邊砌墻寬度0.8m，墻下開挖深1.5m、寬1.1m、長12.5m的基礎(chǔ)坑，坑內(nèi)澆鑄水泥作為硐室墻體基礎(chǔ)。墻體基礎(chǔ)施工完畢后，開始砌墻，待砌墻高度到2.2m時，鋪設(shè)第一排操作平臺工字鋼，工字鋼上表面距底板2.2m；砌墻高度到4.3m時，鋪設(shè)第二排起吊工字鋼，工字鋼上表面至底板4.3m。

煤倉澆注共分為三部分。第一部分為平臺澆注，首先在平臺內(nèi)排布2個32號槽鋼大架，24根32a工字鋼配筋，工字鋼下表面距底板4.44m。第二部分為煤倉下部收口澆注，按照圖紙要求留出溜煤口位置，以61°起坡向四周斗形收口，同時中間設(shè)坡墻將斗一分為二，最終形成兩個小型斗狀出煤口，最后在中間坡墻收口前往里預(yù)埋一正一反舊軌道。第三部分為后期修補(bǔ)。對于灌漿無法達(dá)到的地方，進(jìn)行磚砌充填并做噴漿處理。

3　施工工藝的創(chuàng)新實踐

為了解決上述生產(chǎn)問題，縮短采區(qū)生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)周期，為采區(qū)提前銜接生產(chǎn)創(chuàng)造條件，通過分析、研究，試驗、論證，提出采區(qū)煤倉施工方法創(chuàng)新，即煤倉下部硐室、平臺施工方法、工藝優(yōu)化。在施工采區(qū)煤倉下部硐室時，不再施工硐室擴(kuò)幫、開挖墻基、砌墻工程，將原需要通過建設(shè)施工承重料石墻來支撐上部硐室平臺的原理改進(jìn)為通過將錨索一端錨固在平臺上部基巖中，另一端預(yù)制入硐室上部水泥平臺內(nèi)，并將下端外露部分通過鎖具鎖緊的原理，通過錨索錨固懸吊作用承載采區(qū)煤倉硐室及煤倉儲煤的重量，如下頁圖1、圖2所示。

4　煤倉下部硐室新施工工藝

在煤倉擴(kuò)巷工程完工后，根據(jù)工字鋼的布置設(shè)計，在工字鋼的末端和下部硐室的位置施工錨索，錨索規(guī)格21.6 mm×7 200mm，藥卷均使用MS雙速23-120型樹脂錨固劑，托板使用14號槽鋼托板。錨索角度為45°，鎖具采用球形可調(diào)整角度的鎖具，確保錨索成一條線。錨索預(yù)緊力為錨索承載力的40%。錨索施工完后布設(shè)工字鋼及煤倉法蘭，然后支設(shè)模板進(jìn)行混凝土澆筑。

5　新工藝應(yīng)用情況及效果

圖2　錨索懸吊法煤倉下部硐室、平臺施工示意圖（新工藝）

已推廣應(yīng)用地點：丈八三采區(qū)輔助煤倉、十三采區(qū)大繞道煤倉工程改造。新、舊煤倉下部硐室、平臺施工方法、工藝對比，見表1。

舊的煤倉下部硐室、平臺施工方法。舊的施工采區(qū)煤倉下部硐室工序：搭建施工平臺，下部硐室擴(kuò)幫、開挖墻基、砌墻、排布工字鋼及煤倉法蘭、澆筑平臺、設(shè)備安裝。優(yōu)化后的施工采區(qū)煤倉下部硐室工序：施工懸吊錨索、排布工字鋼及煤倉法蘭、澆筑平臺、設(shè)備安裝。

煤倉下部硐室、平臺施工方法、工藝優(yōu)化后，新的的施工設(shè)計有以下幾個優(yōu)點：簡化了原有硐室施工擴(kuò)幫、開挖墻基、砌墻的工序；簡化了硐室及平臺的施工工藝；減少了材料準(zhǔn)備；簡化了煤倉施工建設(shè)工程量，工程量較原來減少15%，減輕了工人勞動強(qiáng)度；縮短了煤倉建設(shè)施工工程工期，工期較原來縮短9 d；人員組織減少2人，減少了煤倉建設(shè)投資，節(jié)約資金17萬元，較原來節(jié)省80%。

表1　兩種工藝施工情況對比表

6　結(jié)語

采區(qū)煤倉作為采區(qū)生產(chǎn)中轉(zhuǎn)、緩沖的生產(chǎn)設(shè)施，在煤炭生產(chǎn)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)中仍然發(fā)揮著重要的作用。采用懸吊法施工工藝，即通過將錨索一端錨固在平臺上部基巖中，另一端預(yù)制入硐室上部水泥平臺內(nèi)，并將下端外露部分通過鎖具鎖緊，進(jìn)而通過錨索錨固懸吊作用承載采區(qū)煤倉硐室及煤倉儲煤的重量。此法施工工序少，方法簡單，施工安全性高，縮短了采區(qū)煤倉施工工期，為采區(qū)提前投產(chǎn)出煤創(chuàng)造了的條件，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和推廣前景。