立井煤仓施工法

周乐平

（福建省永安煤业有限责任公司，福建 大田 366102）

1 工程概况

福建仙亭煤矿是福建能源集团所属永安煤业公司的主要骨干矿井之一，核定生产能力为0.3 Mt／a，矿井隶属于三明市大田县上京镇管辖。2＃皮带斜井由福建华厦建筑设计研究院设计，+300 m 煤仓为2＃皮带斜井附属工程，煤仓设计呈圆柱漏斗状、仓体垂高29 m、设计储煤量180t，服务年限35年，主要用于矿井+300m 及以下水平的煤炭运输。+300 m 煤仓设计掘进断面为10.1 m2（煤仓直径3.6m，下部出口直径为2.1m），施工期间采用锚网喷作为临时支护、厚度为50mm，后期采用C20进行永久支护、厚度为0.3m（图1）。

该工程位于二叠系童子岩组Ⅰ段二带地层中，巷道布置在30＃底板到33＃顶板之间，主要岩性以砂岩、泥岩为主，局部为砂质泥岩，煤仓施工中会揭露32＃煤层，岩性系数为f=4～6。工作面水文地质条件简单，无淋水现象。

2 工法特点

采用自下而上全断面掘进的方式进行施工，施工前由测量人员在皮带斜井内标定“十字”中线，每班作业前先延伸中线并布眼，待全部炮眼掘到位后进行全断面爆破，爆破后人员沿行人侧进行安全检查后按照由下往上的顺序重新搭设作业平台，如此周而复始。普通反井法在一般条件下容易实现，但它施工速度较慢、劳动强度大、消耗材料多，目前已被反井钻机法取代，但在受生产条件限制区域仍有使用。

1）施工工序：安全质量检查-→校对中线-→巷道掘进-→搭设脚手架、作业平台-→打锚杆、挂网-→喷浆支护-→清理。

2）工程施工期间指定一侧为行人侧（给煤机硐室侧），爆破后人员穿戴悬挂式高空作业安全带经爬梯沿行人侧上下，爬梯用Φ20mm 和Φ22mm 钢筋焊接而成、每节长度3m，人员到位后于煤仓下部设置建筑防坠网，爆破后按照由下往上的顺序重新搭设作业平台，如此周而复始。

3）采用楔形复式掏槽全断面一次爆破，减少人员维护作业平台的时间，提高了工时利用率。周边眼采用螺旋式布置和不耦合空气柱装药，爆破后巷道成形规整，减少了处理危岩的时间和支护材料的消耗。

4）施工期间每间隔1.2m 搭设作业平台，平台四周按以正方形的形式预埋4 根“U”型圆钢作为平台横梁的基础，并在圆钢上铺设直径不小于16cm 的圆木作为平台横梁，2根槽钢中间预埋防坠设施固定装置。

5）该工法适用于煤矿井下倾斜圆筒形煤仓施工，炮仓倾角为45°～90°，对于煤仓的容量、直径大小无要求。

图1 煤仓立面

3 工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

（1）安全检查：每班作业前除检查设备完好性和正常安全检查外，必须指定专人沿行人侧（靠给煤机硐室侧）由下往上进行安全检查和敲帮问顶；安全检查主要查看“井”字主梁和防坠设施的完好性。

（2）平台施工：安全检查后，检查人员先恢复迎头的施工平台，然后按照由下往上的顺序架设行人平台，作业平台至少搭建三层，其中最上部的为简易平台，主要用于钻眼工的扶钻操作；下部平台主要用于起防护作用；中间平台主要用于人员操作使用。

（3）核对中线、布眼、钻眼：根据测量给定的中线点，在煤仓下口部装设一“十”字中线点，每个循环必须采用铅垂法核对煤仓中线，工作面每循环进行点眼（约40个）。

（4）材料运送：立井作业，人员上下携带材料比较困难，作业期间可在上部平台安装锚杆设置固定滑轮，用于工作面提升工具、材料。

（5）通风：立井通风困难，一通炮后应至少通风30min人员方可进入迎头作业；施工时在迎头防坠钩安装滑轮，炮后风筒经滑轮送至迎头，可有效地提高通风效果和缩短通风时间。

（6）安全、质量检查：班前作业人员按照中线对工程质量进行验收，发现欠挖的及时处理。

3.2 爆破参数选择

为确保巷道断面符合相关质量要求，便于后期煤仓立模浇灌，工作面采用简易光面爆破技术进行施工、不耦合空气柱装药。

掏槽眼：采用复式楔形掏槽，炮眼深度为1.5m，眼距为600m，反向装药，每眼装药1.2kg。

辅助眼：采用双排辅助眼，排距为600mm，眼距为600 mm，眼深1.3m，反向装药，每眼装药量0.8kg；

周边眼：眼深1.3m，眼距500～550mm，爆破抵抗线距离为550mm，空气柱正向装药，每眼装药量不超过0.3 kg。

装药结构：掏槽眼及辅助眼装药结构同普通爆破相同，为了确保周边保持较完整的圆形轮廓，边眼采用不耦合空气柱装药。

联线方式：采用大串联方式联线。

爆破有关参数见表1。

表1 爆破参数和要求

4 材料与设备

根据工作面劳力配备和矿井后勤能力现状，进行配套的打眼、装岩、支护、运输等环节，使设备综合能力最大限度地得到发挥，取得安全、经济施工的效果。

5 质量控制

5.1 质量标准

设计煤仓直径为3.6m，施工过程中巷道超挖最大尺寸均小于150mm，严禁欠挖，严格控制巷道成型便于后期砌碹施工。

5.2 影响施工质量的几点情况

（1）未按给定的中腰线画轮廓线、点眼，周边眼位置不在巷道轮廓线上或周边眼打钻时方向向外偏斜，必然引起井巷超挖。

（2）装药结构不合理引起超欠挖，不能保证足够的不耦合系数，而采用孔底集中装药时，往往会造成装药部位的过度破坏，引起超挖。

（3）周边眼的钻眼数过少，周边眼的间距过大，装药量过多。

5.3 质量保证的主要措施

（1）边眼严格按照简易光面爆破技术标准进行施工，施工期间及时调整爆破参数（周边眼装药量）有采用全长空气柱装药，有效的控制巷道超欠挖现象。

（2）实行工期考核，工程开工前就明确施工工期和考核办法，确保工程按期竣工。

6 煤仓砌筑

煤仓砌筑施工采用由下往上逐拱浇灌的方式施工，具体施工顺序为：给煤机平台浇筑→煤仓下部变断面浇筑→煤仓浇筑→翻车机硐室基础浇筑，施工前应对仓体进行全面的敲帮问顶、岩帮冲洗后方可进行砌筑施工。

6.1 材料供送

施工时在上部翻车机硐室靠近煤仓侧施工临时拌浆场所，从煤仓口部敷设Φ325 mm 级料管路沿煤仓壁至仓底，施工时人员在上部拌浆-→浆体沿管路送达工作面-→下部用软管将浆体引至砌筑地点-→用振动棒进行捣实（见图2、图3）。

图2 上部给料口

图3 将浆体引至砌筑地点

6.2 安全措施

（1）施工期间煤仓上部贯通口间隔0.8m 铺设工字钢或轨道，上部铺设圆木并固定，防止落石伤人。

（2）施工期间每层作业平台除预留人员上下出口外其他全部铺设特制规格板，行人侧除安装固定保险绳外人员进入煤仓时均应配戴高空作业安全带进行作业。

（3）作业点下方至少留设两道平台不得撤除，下部一道用于安装和固定防护网、上部一道用于固定模板和拆模，平台4根主梁分别使用2 条保险绳固定在上部主梁上，确保人员作业安全。

（4）煤仓砌筑期间下部变断面位置应安装矿Ⅰ钢、矿Ⅰ钢上部铺设坑木和锯糠，确保人员作业安全。

6.3 材料回收

煤仓砌筑后，作业点下方除留设防护平台外其它材料均应进行回收，回收时防护措施应同时上移。

煤仓支护情况见图4。

图4 煤仓防护措施示意

7 安全技术措施

1）严格工程质量管理。建立班组安全检查机制，按照安全质量标准化标准及安全生产重大隐患排查制度的要求，每班组织安全检查及质量验收，把安全隐患消灭在萌芽状态，达到安全生产的目的。

2）严格执行交接班制度。上班前，班长必须了解当班的安全生产情况，坚决做到不安全不生产，生产必须保证安全。严格执行工作面现场交接班制度，交班时应向接班人员交待清楚工作面的生产、安全、工程质量、机械设备运转等情况，严禁工作面情况不明盲目作业。

3）加强一通三防管理。工作面每班应做好冲洗岩邦、装岩洒水等降尘工作，并在距迎头30m 位置安装防尘喷雾进行降尘。风筒必须吊挂平、直、顺，在角度小于90°的巷道拐弯处，须使用拐弯风筒；风筒出口处距离工作面不大于6m，并保证有足够的风量。另外，工作面应加强局部通风工作，作业人员应配备防尘口罩等防护用品，并做好自我保护工作。

4）严格顶板管理。加强工作面的敲帮问顶工作，每班及时检查巷道沿途围岩和支护情况，围岩稳定时采用锚杆支护、遇围岩风化或变破碎时加设锚网加固，严禁盲目作业，确保安全。

5）做好设备巡查工作。定期进行机电设备检查，及时排除设备故障，确保正常运转，避免失爆。工作面采用电瓶车运输自行信挂，信挂工、电车工应持证上岗。

6）工作面采用光面爆破，周边眼及顶眼装药时应使用空气柱。装配引药人员应在指定地点装配引药，并严格执行自装、自联、自检等措施。

8 结语

仙亭煤矿2＃皮带斜井+300m 煤仓于2013年1月1日开工，2月11日竣工，总工期42天。该煤仓采用锚网喷+混凝土联合支护方式，施工工艺简单、操作方便、安全系数高，有效减少了作业人员现场处理挂矸的时间、降低了材料消耗、增强了支护强度，在条件限制区域是一种经济、合理的施工方法，为该类巷道施工提供经验借鉴。

〔1〕冯 军，王长臣.果园煤矿利用反井机快速施工煤仓实践〔J〕.采矿技术，2009，（1）.

〔2〕杨成宝，袁全明.采区煤仓施工方法与支护形式的选择〔J〕.能源技术与管理，2009，（3）.