大断面垂直式煤仓施工工艺

宫东东

(大同煤矿集团雁崖煤业公司)



大断面垂直式煤仓施工工艺

宫东东

(大同煤矿集团雁崖煤业公司)

摘要大断面垂直式煤仓由于断面大、垂高深，使得煤仓在施工过程中难度加大，施工进度慢，存在很多安全隐患，对此，在雁崖煤业公司14#层412盘区皮带巷煤仓施工过程中，根据矿井地质条件及施工条件，采用反井法、钻机法、深孔爆破法相结合的施工工艺，取得了较好的实践效果。

关键词大断面煤仓施工反井法钻机法深孔爆破法施工工艺

井下煤仓按其位置和服务范围可划分为井底煤仓和采区煤仓。按煤仓结构形式可划分为倾斜式煤仓和垂直式煤仓，倾斜煤仓倾角55°～70°，仓体较小，适用于围岩稳定性较好、开采单一煤种或开采多煤种但不要求分装分运的中小型矿井；垂直煤仓一般为圆形断面，仓体较大，适用于围岩稳定性较差、可分装分运的大型矿井。无论垂直式还是倾斜式煤仓，其下口均应收缩成适合安装闸门的断面。本研究以雁崖煤业公司14#层412盘区为例，对煤仓施工工艺进行研究。

1概述

雁崖煤业公司412盘区煤仓上口坐落于14#层412盘区皮带巷内，煤仓下口坐落于14#层412盘区一绕道内。煤仓总深度21 m，上口直径2.5 m，深2.0 m，上口“喇叭嘴”深度6.0 m，主体直径7.0 m，深 8.0 m，下口 “喇叭嘴”深5.0 m，下口(安装出煤嘴位置)直径2.0 m。煤仓上口临时支护为锚喷支护，永久支护为浇灌混凝土支护，煤仓主体喷射混凝土支护，煤仓下口浇灌石英砂混凝土支护。14#层412盘区煤仓施工情况如图1所示。

2施工顺序

2.1施工前期准备

(1)煤仓施工前，先施工煤仓上口硐室(在412盘区皮带巷内)，硐室高度不低于3.5 m，两帮浇灌混凝土墙，墙上搭设工字钢(不低于35#)作为起吊梁。

(2)使用120钻机预先从煤仓上部硐室垂直向下施工一直径为1.2 m的钻孔，钻孔直通煤仓下口巷道，在煤仓施工过程中，钻孔作为溜矸、通风之用。

图1　14#层412盘区煤仓施工剖面(单位：mm)

2.2煤仓上口及上口“喇叭嘴”施工

(1)由上至下边扩刷边进行锚喷支护，上口“喇叭嘴”扩刷完毕之后，由下至上支模板进行钢筋混凝土浇灌支护。分层浇灌混凝土支护时，每层根据需要用钢筋或木板制作适当尺寸的模板[1-3]。

(2)上口“喇叭嘴”以上部分施工采用软梯上下人员，使用绳索运送物料工具；上口“喇叭嘴”以下部分施工采用吊桶上下人员和运送物料工具。

2.3煤仓主体施工

(1)煤仓主体由上至下边扩刷边进行喷射混凝土支护。扩刷2茬进行1次喷射混凝土成井支护，喷射混凝土成井至工作面。混凝土喷射机安装于距煤仓上口10 m的巷道底板上，压风、混凝土干料、水通过钢管和胶管运送至工作面的喷头。

(2)采用台阶式掘进，掘进时，先施工内圈断面，后施工外圈断面，预留台阶。

2.4煤仓下“喇叭嘴”施工

(1)煤仓下“喇叭嘴”爆破施工后首先按设计规格清除巷道浮矸，喷混凝土厚100 mm，然后进行锚网支护。

(2)仓口采用锚网喷+钢筋混凝土浇注联合支护，支护厚度50 mm，锚杆采用φ22 mm、长2 500 mm 左旋无纵筋钢锚杆，每根锚杆配 2卷树脂药，1卷MSK2335，1卷MSZ2360，锚杆间排距900 mm×900 mm。金属网采用8#铅丝编制的菱形网，网孔规格100 mm×100 mm，搭接端不小于200 mm，并有14#铅丝连接，金属网须采用双道三花扭结[4-5]。

(3)永久支护施工完毕之后浇筑钢筋混凝土，砌体厚400 mm，内配筋距喷体100 mm，外配筋距钢板10 mm，配筋间距250 mm。浇注前按设计要求布置配筋，竖筋按设计间距均匀布设，横筋布设时严格控制间距，横筋两端搭接时的搭接量不小于400 mm，横筋与竖筋用14#铅丝绑扎牢固，用φ6 mm 钢筋作为内外筋的肋筋，肋筋两头弯钩与外筋连接，连接处用14#铅丝绑扎加固，肋筋布设间距不得超过600 mm。配筋安设完毕后在外层加装厚20 mm的锰钢板，在锰钢板内侧用φ8 mm 钢筋焊接固定钩，将固定钩与配筋固定板接缝处用电焊焊接密实。砌混凝土时将仓口处2根11#工字钢锚索吊棚一并砌入(图2)。

图2　煤仓收口处支护示意(单位：mm)

3提升系统

(1)上口“喇叭嘴”以下扩刷施工前，需安设提升绞车，提升绞车需满足煤仓提升要求，提升绞车安

设于距煤仓中心不小于15.0 m的位置。提升绞车上缠绕不旋转的钢丝绳，钢丝绳型号须满足计算要求。钢丝绳通过安装于起吊梁上的天轮提吊吊桶，吊桶中心应与钻孔中心错开，错开距离视现场情况而定。

(2)吊桶安装前，需安装封口盘，封口盘预留井盖和吊桶出口位置，预留位置应与吊桶中心一致，井盖可采取滑轮双开式。煤仓上口扩刷期间，人员上下通过钢丝绳软梯进出工作面。

(3)煤仓上口施工完毕之后，安装使用提升装置，提升装置为回柱绞车通过天轮提拉挂钩式吊桶。

(4)封口盘为滑轮双开式角钢轮，用木板铺设封口盘，在工作面施工期间，封口盘成闭合状态，吊桶坐落于封口盘上。

4结语

雁崖煤业公司14#层412盘区皮带巷煤仓采用反井法、钻机法、深孔爆破法相结合的施工工艺，适用于中等或中等以上稳定岩层，实用性强，煤仓爆破施工时落下的矸石无需装载和提升，爆破效果好，采用反井法简化了施工工序，相对于钻爆法而言，具有机械化水平高、速度快、效率高、质量好、作业安全、劳动强度低等优点，弥补了传统大断面垂直式煤仓施工工艺的不足，具有良好的经济效益和安全效益，实用性较强。

参考文献

[1]邓如彬，张文涛.反井技术在采区煤仓施工中的应用研究[J].煤炭与化工，2004(11)：89-91.

[2]刘潇，徐西春.煤仓施工工艺创新及应用[J].山东煤炭科技，2013(1)：244-245.

[3]李菱山.大断面煤仓施工技术的应用研究[J].煤，2007(3)：28-30.

[4]张文义，孔凡军.大断面垂直煤仓快速安全施工技术研究及应用[J].煤炭工程，2013(10)：42-44.

[5]刘宏伟，刘刚.井巷工程[M].北京：煤炭工业出版社，2006.

(收稿日期2016-01-04)

宫东东(1983—)，男，助理工程师， 037003 山西省大同市。