七采區(qū)煤倉(cāng)倉(cāng)壁分段式支護(hù)技術(shù)研究及應(yīng)用

張長(zhǎng)運(yùn) 趙俊山 周猛猛

（兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦，山東 菏澤 274705）

1 概況

為提高趙樓煤礦七采區(qū)主運(yùn)輸系統(tǒng)可靠性、連續(xù)性，提高開(kāi)機(jī)率，充分發(fā)揮大功率回采設(shè)備的工作能力，結(jié)合七采區(qū)方案設(shè)計(jì)要求，在七采區(qū)膠帶巷上、下連接處設(shè)計(jì)施工七采區(qū)煤倉(cāng)?？紤]到已完成的1#～4#煤倉(cāng)上下口及井壁均為砌碹結(jié)構(gòu)，施工工期長(zhǎng)，等待混凝土凝固期間易造成窩工怠工，砌碹模具加工工作量大，可循環(huán)復(fù)用性差，煤倉(cāng)下口跨度大，下口頂板及幫部變形量大等缺點(diǎn)，對(duì)七采區(qū)煤倉(cāng)施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，并根據(jù)施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)修改施工方案，確保七采區(qū)煤倉(cāng)施工的安全高效、經(jīng)濟(jì)節(jié)約。

七采區(qū)煤倉(cāng)自七采區(qū)膠帶巷下段底板開(kāi)始垂直向下施工，將依次揭露：粉砂巖，黑灰色，厚層狀，質(zhì)硬，厚度1.25 m，f=6～7；細(xì)砂巖，灰色，硅質(zhì)膠結(jié)，堅(jiān)硬，厚度0.5 m，f=7～8；粉砂巖，深灰色，裂隙發(fā)育，方解石脈充填，厚度1.5 m，f=6～7；泥巖，黑灰色，質(zhì)密，性脆，易碎，厚度2.38 m，f=3～4；煤（3上①），塊狀，半光亮型煤，厚度1.09 m，f=2～3；泥巖，深灰色，成塊狀，易碎，厚度1.17 m，f=3～4；粉砂巖，深灰色，質(zhì)密，性脆，厚度1.18 m，f=6～7；粉細(xì)砂巖互層，水平層理，局部含亮煤透鏡體，厚度2 m，f=6～8；泥巖，黑色，致密，性脆，質(zhì)輕，厚度1.33 m，f=3～4。

2 支護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)斷面

（1）上鎖口段。煤倉(cāng)上鎖口段施工深2 m，凈斷面直徑7.0 m，毛斷面直徑8.0 m，S毛=50.3 m2，S凈=38.5 m2，砌碹厚度500 mm。

（2）倉(cāng)體段。煤倉(cāng)倉(cāng)體段施工深8.43 m，凈斷面直徑7.0 m，毛斷面直徑7.4 m，S毛=43 m2，S凈=38.5 m2，噴厚200 mm。

（3）下鎖口段。煤倉(cāng)下鎖口段施工深1.93 m，寬為6.4 m，S毛=36.5 m2，S凈=27.54 m2，兩幫砌碹厚度為500 mm。

七采區(qū)煤倉(cāng)施工剖面圖如圖1。

圖1 七采區(qū)煤倉(cāng)施工剖面圖（mm）

2.2 永久支護(hù)

（1）上鎖口段。上鎖口段采用錨網(wǎng)和澆筑混凝土聯(lián)合支護(hù)，如圖2。采用Φ20 mm×2500 mm的KMG500 無(wú)縱肋螺紋鋼錨桿支護(hù)，錨桿間排距為400 mm×400 mm，錨桿外露長(zhǎng)度為400 mm，鋪設(shè)單層鋼筋網(wǎng)，規(guī)格為2040 mm×1080 mm，鋼筋網(wǎng)搭接長(zhǎng)度1 個(gè)網(wǎng)格（120 mm），搭接后兩側(cè)采用12#鐵絲聯(lián)扣，每格聯(lián)1 扣，每扣扭結(jié)不小于2.5 圈。

圖2 七采區(qū)煤倉(cāng)上鎖口支護(hù)圖（mm）

現(xiàn)澆混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，上鎖口段澆筑混凝土厚度為500 mm。澆筑時(shí)在外露錨桿上豎向捆綁扎鋼筋兩層，兩層間距300 mm，鋼筋距模板不大于100 mm，不小于30 mm。鋼筋采用Φ20 mm×2000 mm 全螺紋廢舊錨桿捆扎組成，捆扎用扎絲為雙股12#鐵絲，間距為150 mm。

（2）倉(cāng)體段。倉(cāng)體正常段為錨網(wǎng)噴支護(hù)方式，如圖3，錨桿間排距均為700 mm×700 mm，鋪設(shè)兩層鋼筋網(wǎng)，兩層鋼筋網(wǎng)間距100 mm，用螺帽和幫牌進(jìn)行固定。錨索間排距1400 mm×1400 mm，錨索外露長(zhǎng)度為100～150 mm，噴射混凝土等級(jí)為C20，噴厚200 mm。

圖3 七采區(qū)煤倉(cāng)倉(cāng)體支護(hù)圖（mm）

（3）下鎖口段。頂部采用錨網(wǎng)噴支護(hù)方式，如圖4，頂部密排工字鋼之外區(qū)域兩側(cè)各施工一排錨索鋼帶，錨索間距1200 mm，倉(cāng)體周?chē)敯邋^桿間排距800 mm×800 mm；幫部采用錨網(wǎng)和澆筑混凝土聯(lián)合支護(hù)，錨桿間排距均為800 mm×800 mm，錨索間排距1200 mm×1600 mm，現(xiàn)澆混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，下鎖口段澆筑混凝土厚度500 mm。

圖4 七采區(qū)煤倉(cāng)下鎖口段支護(hù)圖

（4）特殊支護(hù)。當(dāng)遇到倉(cāng)身圍巖裂隙發(fā)育、穩(wěn)定較差、易造成圍巖片落及錨桿、錨索不易施工時(shí)，可先對(duì)倉(cāng)身進(jìn)行C20 噴射混凝土初噴，初噴厚度50～100 mm，然后再進(jìn)行錨網(wǎng)索支護(hù)，錨索采用Φ22 mm×6200 mm 高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)進(jìn)行支護(hù)，以有效控制倉(cāng)身片幫。

3 工藝流程及技術(shù)要點(diǎn)

3.1 主要施工內(nèi)容及施工順序

① 施工準(zhǔn)備：安裝人員、物料提升裝置；雙速絞車(chē)安裝；風(fēng)機(jī)安裝；安設(shè)柵欄及巷道鋪底。② 煤倉(cāng)上鎖口段掘進(jìn)、澆筑混凝土。③ 煤倉(cāng)倉(cāng)體段掘進(jìn)、噴漿。④ 煤倉(cāng)下鎖口段掘進(jìn)。⑤ 兩幫擴(kuò)刷澆筑及伸縮缸壁龕施工。⑥ 煤倉(cāng)下鎖口鋼梁安裝，澆筑防砸平臺(tái)混凝土。⑦ 煤倉(cāng)上口梁安裝及澆筑混凝土。⑧ 回收物料及設(shè)備回撤。

3.2 技術(shù)要點(diǎn)

（1）對(duì)原七采膠帶巷上段部分巷道進(jìn)行挑頂擴(kuò)幫改造，作為煤倉(cāng)下口給煤機(jī)硐室，節(jié)約了井巷工程量，加快了施工進(jìn)度。

（2）煤倉(cāng)上口2000 mm 范圍內(nèi)砌碹支護(hù)，其余井壁進(jìn)行錨網(wǎng)噴支護(hù)，施工Φ20 mm×2500 mm螺紋錨桿支護(hù)，間排距700 mm×700 mm，鋪兩層鋼筋網(wǎng)，兩層鋼筋網(wǎng)之間間距100 mm，用螺帽和幫牌進(jìn)行固定。錨索規(guī)格Φ22 mm×3500 mm，間排距1400 mm×1400 mm，噴漿厚度200 mm。在滿(mǎn)足使用強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，避免了全斷面砌碹的等待凝固時(shí)間，加快了施工工期。

（3）煤倉(cāng)倉(cāng)底為工字鋼與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底部密排工字鋼，上面澆注776 mm 厚鋼筋混凝土，砌碹混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。下落的煤矸在煤倉(cāng)下口鋼筋混凝土平臺(tái)堆積成緩沖帶，避免了煤矸流對(duì)煤倉(cāng)下口鋼梁的直接沖擊，增加了煤倉(cāng)的使用壽命。

（4）煤倉(cāng)上口為鋼結(jié)構(gòu)倉(cāng)口，主梁為I36b，次梁為12#礦用工字鋼，上鋪δ16 mm 鋼板。工字鋼采取除銹防腐處理。所有鋼結(jié)構(gòu)配件均在地面一次加工成型，井下直接裝配，加快了施工進(jìn)度。

（5）煤倉(cāng)下口給煤機(jī)硐室部分為預(yù)埋工字鋼和密排工字鋼矩形砌碹巷道，墻部砌碹厚度500 mm，墻底腳鋪設(shè)δ20 mm 鋼板，墻內(nèi)按圖示位置預(yù)埋8根32b 工字鋼梁作為支柱，墻上敷設(shè)32b 工字鋼墊梁和給煤機(jī)懸掛梁，然后墊梁上密排40b 和25b 工字鋼，密排工字鋼要求后期加縱筋焊接為一體。

（6） 施工漏頭錨桿，增加了砌體的阻力，防止砌體下滑，并用漏頭錨桿扎筋，保證了砌體的強(qiáng)度。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）煤倉(cāng)上、下鎖口段采用砌碹式支護(hù)，中間倉(cāng)體段采用錨網(wǎng)噴式支護(hù)的設(shè)計(jì)，有效解決了原整體砌碹式支護(hù)煤倉(cāng)施工周期長(zhǎng)、砌碹模具加工工作量大等缺點(diǎn)，縮短了七采區(qū)煤倉(cāng)完工時(shí)間，煤倉(cāng)倉(cāng)壁變形量、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗煤流沖擊等性能均滿(mǎn)足使用要求。

（2）針對(duì)不同地質(zhì)條件及受力狀態(tài)，對(duì)七采區(qū)煤倉(cāng)倉(cāng)壁的支護(hù)設(shè)計(jì)采用分段式支護(hù)，在滿(mǎn)足煤倉(cāng)使用要求的基礎(chǔ)上加快了施工進(jìn)度，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益及推廣價(jià)值。通過(guò)對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用增加了煤倉(cāng)服務(wù)年限，減小了修復(fù)工作量，共計(jì)節(jié)約人工及材料費(fèi)用50 萬(wàn)元。