分段下落式煤倉技術(shù)的研究及應(yīng)用

岳遠(yuǎn)雷 張有利 石洪勝

（兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦，山東 菏澤 274705）

1 概述

趙樓煤礦中部回風(fēng)大巷煤倉受煤層賦存條件及已有巷道布局條件限制，煤倉深度較大，凈深12.5m，主要為中部三條大巷開拓矸石運(yùn)輸服務(wù)。根據(jù)以往生產(chǎn)經(jīng)驗，煤倉高度在6～7m最為適宜，當(dāng)深度超過8m以上時，墜落的矸石對井壁支護(hù)構(gòu)件及煤倉底部給煤機(jī)等放煤結(jié)構(gòu)破壞作用急劇上升，導(dǎo)致煤倉使用壽命大大縮短，巷修工作量大，并造成大量安全隱患，影響生產(chǎn)連續(xù)性。為克服上述弊端，首次提出分段下落式煤倉，矸石經(jīng)過一、二兩級平臺緩沖后落到煤倉底部，保證最大落煤高度不超過4.2m，大大減輕了墜落的矸石對井壁支護(hù)構(gòu)件及給煤機(jī)的破壞，延長煤倉的使用壽命。

2 技術(shù)創(chuàng)新的內(nèi)容及實施過程

如圖1所示，施工前，先由地質(zhì)測量科在預(yù)定位置標(biāo)記煤倉中。施工隊伍根據(jù)標(biāo)定的煤倉中，由下向上，用頂置式風(fēng)動錨桿鉆機(jī)施工一鉆孔，與南部回風(fēng)巷底板貫通。貫通后由防沖中心利用天井鉆機(jī)沿上述鉆孔施工一直徑為1500mm的鉆孔。

圖1 南部回風(fēng)大巷煤倉平面位置圖

由施工隊伍按標(biāo)定的煤倉中線放炮，刷大煤倉毛斷面，保證煤倉毛斷面達(dá)到3300mm，然后開始一、二兩級緩沖平臺的施工及煤倉井壁的支護(hù)澆筑工作。

（1）煤倉毛斷面擴(kuò)刷完成后，在距離煤倉頂部，即南部回風(fēng)大巷底板8.0m位置，分別掏槽安設(shè)兩根4300mm、3900mm鋼梁，作為二級緩沖平臺的主梁。施工完成后，用混凝土將安裝工字鋼梁用的梁窩用C30混凝土澆筑搗實，保證施工強(qiáng)度，如圖2所示。

（2）在二級緩沖平臺上密排長度為990mm的12#礦用工字鋼副梁，副梁與主梁之間焊接固定。要求副梁之間密排，副梁兩端頭與兩根主梁平齊。二級緩沖平臺上共密排18根工字鋼副梁，如圖3所示。

圖2 南部回風(fēng)大巷煤倉正視圖

圖3 南部回風(fēng)大巷煤倉側(cè)視圖

（3）在密排副梁上澆筑混凝土，強(qiáng)度不小于C30，采用Ф6.5mm鋼筋做配筋，鋼筋間距100mm?；炷翝仓叨?00mm，長度1710mm，寬度990mm，震動搗實，保證混凝土強(qiáng)度，如圖4所示。

圖4 南部回風(fēng)大巷煤倉緩沖平臺俯視、正視、側(cè)視圖

（4）施工Ф20×2500mm錨桿支護(hù)，間排距700×700mm，鋪金屬網(wǎng)后用C20砼噴100mm厚。然后掛鋼筋網(wǎng)做配筋用，按圖示要求溜煤眼內(nèi)壁C30砼砌碹300mm厚，如圖5所示。

圖5 巷道斷面圖

3 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）通過增加一、二兩級緩沖平臺，減小了最大直接落煤高度，減輕了墜落的矸石對井壁支護(hù)構(gòu)件及給煤機(jī)的沖擊，有效增加了煤倉的使用壽命，減少了巷修工作量，杜絕了相關(guān)安全隱患。

（2）一、二兩級緩沖平臺在煤倉施工期間可以作為施工平臺，人員在平臺上施工，增加了安全系數(shù)，提高了施工環(huán)境的舒適度，提高了施工勞動效率。

（3）一、二兩級緩沖平臺上澆筑混凝土，強(qiáng)度不小于C30，用Ф6.5mm鋼筋做配筋，厚度400mm。該平臺能緩沖墜落矸石對兩根鋼梁的直接沖擊，起到保護(hù)作用，增加了鋼梁的使用壽命。

（4）井壁支護(hù)采用錨桿做主筋，金屬網(wǎng)做配筋，混凝土整體澆筑，用振動棒搗實的支護(hù)工藝，增強(qiáng)了井壁表面的整體強(qiáng)度和整體性，增加了井壁表面抗矸石沖擊的性能。

（5）兩級平臺將煤倉分割為上中下三部分，每一部分高度均在4.0m左右，減小了有效存煤高度，改善了煤倉底部矸石壓實程度，減少了底部矸石的壓力，減少了堵倉現(xiàn)象的發(fā)生，杜絕了處理堵倉造成的安全隱患。

（6）本施工工藝，既解決了超深煤倉使用壽命短、井壁及給煤機(jī)容易被砸壞的難題，同時也探索出了超深煤倉腳手架搭設(shè)困難、安全性不能保證的解決方案。在此基礎(chǔ)上對分段下落式煤倉與直接下落式煤倉使用情況進(jìn)行了對比，為本礦及其他礦井類似巷道提供了成功的施工案例經(jīng)驗。

4 實施應(yīng)用情況

中部回風(fēng)大巷煤倉按照預(yù)定方案施工。先用頂置式風(fēng)動錨桿鉆機(jī)施工一鉆孔，與南部回風(fēng)巷底板貫通。貫通后利用天井鉆機(jī)沿上述鉆孔施工一直徑為1500mm的鉆孔。按圖3、圖4所示安裝一、二兩級緩沖平臺。最后按圖5所示對井壁進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。中部煤倉使用至今，應(yīng)用效果良好，定期對井壁完整性及井底給煤機(jī)完好情況進(jìn)行檢查，結(jié)果均顯示良好，未出現(xiàn)井壁支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞。

5 效益分析

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

（1）兩級平臺減少了腳手架的支設(shè)，加快了施工進(jìn)度。與直接下落式煤倉相比，施工工期減少7d，按照每天18個人工計算，節(jié)約費(fèi)用=7天×18人工×240元/人工=30240元。

（2）增加了煤倉的使用壽命，減少了巷修工作量。節(jié)約巷道巷修費(fèi)用約70人工×240元/人工=16800元。

5.2 社會效益

（1）將較深的煤倉分作三段施工，每段均有穩(wěn)固的平臺作為施工人員的施工平臺，增加了穩(wěn)定性，減少了腳手架的搭設(shè)難度，充分保證了施工的安全。

（2）提高了施工效率。煤倉井壁支護(hù)時由于施工平臺的存在，施工人員可以在舒適的位置進(jìn)行施工，作業(yè)區(qū)隊可按照正常支護(hù)、噴漿作業(yè)組織施工。相較于傳統(tǒng)施工工藝，工期縮短7d，效率提高約16%。

（3）本施工工藝的成功應(yīng)用，為煤礦超深煤倉設(shè)計方式探索出了一條安全、高效的施工思路。該研究成果可向其他煤礦同類型煤倉施工進(jìn)行推廣應(yīng)用，具有良好的應(yīng)用前景。