大斷面垂直式煤倉施工工藝

宮東東

(大同煤礦集團(tuán)雁崖煤業(yè)公司)

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大斷面垂直式煤倉施工工藝

宮東東

(大同煤礦集團(tuán)雁崖煤業(yè)公司)

摘要大斷面垂直式煤倉由于斷面大、垂高深，使得煤倉在施工過程中難度加大，施工進(jìn)度慢，存在很多安全隱患，對此，在雁崖煤業(yè)公司14#層412盤區(qū)皮帶巷煤倉施工過程中，根據(jù)礦井地質(zhì)條件及施工條件，采用反井法、鉆機(jī)法、深孔爆破法相結(jié)合的施工工藝，取得了較好的實(shí)踐效果。

關(guān)鍵詞大斷面煤倉施工反井法鉆機(jī)法深孔爆破法施工工藝

井下煤倉按其位置和服務(wù)范圍可劃分為井底煤倉和采區(qū)煤倉。按煤倉結(jié)構(gòu)形式可劃分為傾斜式煤倉和垂直式煤倉，傾斜煤倉傾角55°～70°，倉體較小，適用于圍巖穩(wěn)定性較好、開采單一煤種或開采多煤種但不要求分裝分運(yùn)的中小型礦井；垂直煤倉一般為圓形斷面，倉體較大，適用于圍巖穩(wěn)定性較差、可分裝分運(yùn)的大型礦井。無論垂直式還是傾斜式煤倉，其下口均應(yīng)收縮成適合安裝閘門的斷面。本研究以雁崖煤業(yè)公司14#層412盤區(qū)為例，對煤倉施工工藝進(jìn)行研究。

1概述

雁崖煤業(yè)公司412盤區(qū)煤倉上口坐落于14#層412盤區(qū)皮帶巷內(nèi)，煤倉下口坐落于14#層412盤區(qū)一繞道內(nèi)。煤倉總深度21 m，上口直徑2.5 m，深2.0 m，上口“喇叭嘴”深度6.0 m，主體直徑7.0 m，深 8.0 m，下口 “喇叭嘴”深5.0 m，下口(安裝出煤嘴位置)直徑2.0 m。煤倉上口臨時支護(hù)為錨噴支護(hù)，永久支護(hù)為澆灌混凝土支護(hù)，煤倉主體噴射混凝土支護(hù)，煤倉下口澆灌石英砂混凝土支護(hù)。14#層412盤區(qū)煤倉施工情況如圖1所示。

2施工順序

2.1施工前期準(zhǔn)備

(1)煤倉施工前，先施工煤倉上口硐室(在412盤區(qū)皮帶巷內(nèi))，硐室高度不低于3.5 m，兩幫澆灌混凝土墻，墻上搭設(shè)工字鋼(不低于35#)作為起吊梁。

(2)使用120鉆機(jī)預(yù)先從煤倉上部硐室垂直向下施工一直徑為1.2 m的鉆孔，鉆孔直通煤倉下口巷道，在煤倉施工過程中，鉆孔作為溜矸、通風(fēng)之用。

圖1　14#層412盤區(qū)煤倉施工剖面(單位：mm)

2.2煤倉上口及上口“喇叭嘴”施工

(1)由上至下邊擴(kuò)刷邊進(jìn)行錨噴支護(hù)，上口“喇叭嘴”擴(kuò)刷完畢之后，由下至上支模板進(jìn)行鋼筋混凝土澆灌支護(hù)。分層澆灌混凝土支護(hù)時，每層根據(jù)需要用鋼筋或木板制作適當(dāng)尺寸的模板[1-3]。

(2)上口“喇叭嘴”以上部分施工采用軟梯上下人員，使用繩索運(yùn)送物料工具；上口“喇叭嘴”以下部分施工采用吊桶上下人員和運(yùn)送物料工具。

2.3煤倉主體施工

(1)煤倉主體由上至下邊擴(kuò)刷邊進(jìn)行噴射混凝土支護(hù)。擴(kuò)刷2茬進(jìn)行1次噴射混凝土成井支護(hù)，噴射混凝土成井至工作面?；炷羾娚錂C(jī)安裝于距煤倉上口10 m的巷道底板上，壓風(fēng)、混凝土干料、水通過鋼管和膠管運(yùn)送至工作面的噴頭。

(2)采用臺階式掘進(jìn)，掘進(jìn)時，先施工內(nèi)圈斷面，后施工外圈斷面，預(yù)留臺階。

2.4煤倉下“喇叭嘴”施工

(1)煤倉下“喇叭嘴”爆破施工后首先按設(shè)計(jì)規(guī)格清除巷道浮矸，噴混凝土厚100 mm，然后進(jìn)行錨網(wǎng)支護(hù)。

(2)倉口采用錨網(wǎng)噴+鋼筋混凝土澆注聯(lián)合支護(hù)，支護(hù)厚度50 mm，錨桿采用φ22 mm、長2 500 mm 左旋無縱筋鋼錨桿，每根錨桿配 2卷樹脂藥，1卷MSK2335，1卷MSZ2360，錨桿間排距900 mm×900 mm。金屬網(wǎng)采用8#鉛絲編制的菱形網(wǎng)，網(wǎng)孔規(guī)格100 mm×100 mm，搭接端不小于200 mm，并有14#鉛絲連接，金屬網(wǎng)須采用雙道三花扭結(jié)[4-5]。

(3)永久支護(hù)施工完畢之后澆筑鋼筋混凝土，砌體厚400 mm，內(nèi)配筋距噴體100 mm，外配筋距鋼板10 mm，配筋間距250 mm。澆注前按設(shè)計(jì)要求布置配筋，豎筋按設(shè)計(jì)間距均勻布設(shè)，橫筋布設(shè)時嚴(yán)格控制間距，橫筋兩端搭接時的搭接量不小于400 mm，橫筋與豎筋用14#鉛絲綁扎牢固，用φ6 mm 鋼筋作為內(nèi)外筋的肋筋，肋筋兩頭彎鉤與外筋連接，連接處用14#鉛絲綁扎加固，肋筋布設(shè)間距不得超過600 mm。配筋安設(shè)完畢后在外層加裝厚20 mm的錳鋼板，在錳鋼板內(nèi)側(cè)用φ8 mm 鋼筋焊接固定鉤，將固定鉤與配筋固定板接縫處用電焊焊接密實(shí)。砌混凝土?xí)r將倉口處2根11#工字鋼錨索吊棚一并砌入(圖2)。

圖2　煤倉收口處支護(hù)示意(單位：mm)

3提升系統(tǒng)

(1)上口“喇叭嘴”以下擴(kuò)刷施工前，需安設(shè)提升絞車，提升絞車需滿足煤倉提升要求，提升絞車安

設(shè)于距煤倉中心不小于15.0 m的位置。提升絞車上纏繞不旋轉(zhuǎn)的鋼絲繩，鋼絲繩型號須滿足計(jì)算要求。鋼絲繩通過安裝于起吊梁上的天輪提吊吊桶，吊桶中心應(yīng)與鉆孔中心錯開，錯開距離視現(xiàn)場情況而定。

(2)吊桶安裝前，需安裝封口盤，封口盤預(yù)留井蓋和吊桶出口位置，預(yù)留位置應(yīng)與吊桶中心一致，井蓋可采取滑輪雙開式。煤倉上口擴(kuò)刷期間，人員上下通過鋼絲繩軟梯進(jìn)出工作面。

(3)煤倉上口施工完畢之后，安裝使用提升裝置，提升裝置為回柱絞車通過天輪提拉掛鉤式吊桶。

(4)封口盤為滑輪雙開式角鋼輪，用木板鋪設(shè)封口盤，在工作面施工期間，封口盤成閉合狀態(tài)，吊桶坐落于封口盤上。

4結(jié)語

雁崖煤業(yè)公司14#層412盤區(qū)皮帶巷煤倉采用反井法、鉆機(jī)法、深孔爆破法相結(jié)合的施工工藝，適用于中等或中等以上穩(wěn)定巖層，實(shí)用性強(qiáng)，煤倉爆破施工時落下的矸石無需裝載和提升，爆破效果好，采用反井法簡化了施工工序，相對于鉆爆法而言，具有機(jī)械化水平高、速度快、效率高、質(zhì)量好、作業(yè)安全、勞動強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)大斷面垂直式煤倉施工工藝的不足，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和安全效益，實(shí)用性較強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧如彬，張文濤.反井技術(shù)在采區(qū)煤倉施工中的應(yīng)用研究[J].煤炭與化工，2004(11)：89-91.

[2]劉瀟，徐西春.煤倉施工工藝創(chuàng)新及應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2013(1)：244-245.

[3]李菱山.大斷面煤倉施工技術(shù)的應(yīng)用研究[J].煤，2007(3)：28-30.

[4]張文義，孔凡軍.大斷面垂直煤倉快速安全施工技術(shù)研究及應(yīng)用[J].煤炭工程，2013(10)：42-44.

[5]劉宏偉，劉剛.井巷工程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2006.

(收稿日期2016-01-04)

宮東東(1983—)，男，助理工程師， 037003 山西省大同市。