反井钻孔排矸系统在井底煤仓施工中的应用

王 辉 马卫波

（1.中煤五公司第一工程处，江苏 徐州 221006；2.潞安化工集团古城煤矿，山西 长治 046100）

1 概况

山西潞安矿业（集团）公司古城煤矿设计生产能力为800 万t，2 号井底煤仓开口位置位于南翼胶带机头硐室内，煤仓下口标高为+437.000 m，煤仓形状为圆形立式。煤仓整体分为四个部分：煤仓上口段、仓身、下部锁口及煤仓下口装载硐室。煤仓上口段长度为5 m，仓身长度为53.08 m，下部锁口长度为6.85 m，二号煤仓垂深为64.93 m。

煤仓仓身扩刷直径为9000 mm，净直径为8000 mm，扩刷断面为63.62 m²，净断面为50.24 m²。仓身采用锚网+混凝土砌碹联合支护，混凝土砌碹厚度为500 mm，混凝土强度等级为C40。

下部锁口自仓身结束处以倾角60°向内缩小，垂深为6.85 m（至下漏斗口）。煤仓两个下漏斗口净尺寸为1550 mm×1300 mm，两个漏斗间用分煤器隔开，分煤器底部宽度为3750 mm，顶部长度为5250 mm，高度为3248 mm。下部锁口采用工字钢梁+锚网+双层钢筋+铁钢砂混凝土砌碹，混凝土砌碹厚度为500 mm，强度等级为C60。

2 施工工艺流程[1-6]

（1）先采用反井钻机沿煤仓中心线方向施工一个直径1200 mm 的钻孔（反井钻孔已施工完毕），在煤仓扩刷时利用该钻孔进行排矸与排水。

（2）采用钻爆法施工，“一扩刷一锚网支护”的施工方式。每扩刷两茬炮（一茬炮扩刷为1.5 m），施工段高达到3 m 后架设金属骨架配合钢模板进行混凝土浇筑。凝固24 h 后进行下一循环作业施工。

（3）煤仓分四段施工，自开口向下5 m（煤仓上口段）为第一段，5～58.08 m 段为第二段，58.08～64.93 m（煤仓下锁口段）为第三段，煤仓下口装载硐室为第四段。扩刷段高超过3 m 后，自下而上立模浇筑。待施工6 m 后开始安装封口盘。开口掘进6 m 进行浇筑，仓体每扩刷3 m 即进行浇筑。煤仓锁口扩刷完毕后，安装工字钢大梁，浇筑煤仓下口装载硐室顶板，施工下漏斗口，施工分煤器，最后对煤仓下部锁口进行一次性浇筑。在对煤仓下口装载硐室进行浇筑时，按照图纸设计要求预埋各预埋件。

具体施工步骤为：煤仓上口段施工（浇筑）→煤仓仓身施工（浇筑）→煤仓锁口扩刷→安装工字钢钢梁→煤仓下口装载硐室顶板浇筑→煤仓锁口下漏斗施工→分煤器施工→煤仓锁口浇筑

（4）在南翼胶带机头硐室内安装一部JH-14 型回柱绞车，利用吊桶上、下人，运输施工用的材料、工具。

（5）吊桶采用10 mm 钢板加工，规格尺寸为1000 mm×1000 mm×1000 mm，吊桶底部与侧面均采用10#槽钢呈X 型焊接，采用Φ18.5 mm 钢丝绳穿过槽钢，与钩头连接，吊桶顶部钢丝绳连接部分使用不少于3 个绳卡紧固。

3 主井带式输送机保护及出矸系统加工、安装[7-10]

（1）2 号井底煤仓施工产生的矸石通过接矸平台上的溜矸孔装至主斜井输送机，运至地面矸石场地。由于主斜井输送机已施工完毕，2 号井底煤仓下口至1 号井底煤仓下口之间输送机中间架、皮带、滚筒需进行保护，防止矸石砸坏输送机及矸石崩落到输送机下皮带上后卷入机尾拉紧滚筒损坏皮带。

（2）在2 号井底煤仓下方加工制作、安装1个14 m×6.7 m 接矸石平台，平台使用32b 工字钢加工制作安装，接矸平台上铺设δ12 mm 钢板。在二号煤仓Φ1200 mm 溜煤眼下接矸平台上方约3 m位置再用I40b 工字钢安装1 个宽1 m、长6.7 m 的缓冲平台，缓冲平台铺设δ30 mm 耐磨钢板，接矸平台上、下侧使用δ12 mm 厚钢板封堵严实。详见煤仓下口溜矸平台平面图图1，A-A 剖视图图2，B-B剖视图图3，C 点放大图（封堵溜槽孔钢板）图4。

图1 煤仓下口溜矸平台平面图（mm）

图2 A-A 剖视图（mm）

图3 B-B 剖视图（mm）

图4 C 点放大图（封堵溜槽孔钢板）（mm）

溜矸平台加工、安装说明：

（1）主斜井输送机在二号煤仓施工范围内的中间架用工字钢及钢板封闭密实，防止矸石掉落在皮带上卷入机尾滚筒，损坏皮带。

（2）二号煤仓的矸石掉落在输送机上方安装好的缓冲平台，矸石落到缓冲平台后再落到接矸平台上，平台上留有5 个1000 mm×1000 mm 的溜矸孔，其余使用δ12 mm 钢板铺满。用手拉葫芦开、关溜矸孔封堵钢板。

（3）二号煤仓下口站柱I28b 工字钢（3 趟，每趟18 根站柱），每趟站柱之间用16#槽钢及D57钢管加固连接；接矸平台横梁均为I32b 工字钢梁。接矸平台上、下端使用工字钢和δ12 mm 钢板封堵严实，防止掉矸石，上端安装1 个1.2 m×1 m 的检修门；在溜矸孔下方安装溜煤板，用δ6 mm 花纹钢板加工，每个使用钢板约5.2 m²；再在溜煤板上安装13 000 mm×530 mm 的挡煤板，使用δ12 mm钢板、100×100 角钢、50×5 的扁钢加工，用U 型卡及螺栓连接固定。安装5 个接矸簸箕，然后使用δ12 mm 钢板加工制作，约6.5 m²；防止溜矸孔封堵钢板梁变形用16#槽钢加固。

（4）钢梁、钢板焊接在二号煤仓下口现场施工。

4 出矸系统

（1）爆破后的矸石由挖掘机耙至反井钻孔内，矸石掉落在输送机上方安装好的缓冲平台上，再落到接矸平台上，通过接矸平台上5 个溜矸孔，用手拉葫芦进行开关，将矸石放入主井皮带上。溜矸平台出矸示意图如图5。

图5 溜矸平台出矸示意图（mm）

（2）煤仓爆破后，在溜矸孔出矸之前暂时停止1 号煤仓放煤，防止矸石与煤混同运至地面。当二号煤仓矸石全部出完后，关闭溜矸孔，1 号煤仓继续放煤。

5 安全技术措施

（1）打眼时，反井钻周围打眼要密，间距不可过大。

（2）出矸时，不可将大块矸石溜进反井钻孔内，大块矸石必须用铁锤砸碎后方可溜进反井钻内。

（3）如反井钻孔堵塞，严禁用明炮或糊炮炸堵塞处；严禁人员进入煤仓、溜矸眼处理堵塞物。

（4）处理溜矸眼的堵塞，应先制订安全技术措施，否则，不得进行处理。

（5）处理溜矸眼堵塞，必须确认在处理时不危及操作人员以及周围人员的安全（如采取排除仓、眼内的积水和积存瓦斯，加固周围巷道支护，设置警戒人员，切断电源等安全措施）后，方可进行处理。

（6）处理溜矸眼堵塞时，必须有监视或警戒人员在场，严禁一人作业。

（7）根据具体情况，采用下列处理溜矸眼堵塞方案：① 溜矸眼堵塞，加强局部通风机通风。②采用回柱绞车提升放置于溜矸眼中的钢丝绳，钢丝绳底部栓有300 mm 轨道，轨道冲孔，采用绳卡与轨道紧固。③ 眼下部轻微堵塞时，用压风管接长扫眼器吹风冲散处理。④ 在眼口处理堵塞时，采用长杆捅眼，操作人员必须系好保险带，立于底板坚硬、支护完好的安全处。⑤ 溜矸眼堵塞严禁使用施工水对其冲扫。

6 结语

古城煤矿2 号井底煤仓施工采用反井钻孔+溜矸平台的出矸系统，优化了传统煤仓施工的出矸方式，大大节省了出矸环节所需用人员和出矸时间，实现了安全、快速、高效施工。施工过程中，通过对井底煤仓排矸系统优化，科学合理的劳动组织，对井底煤仓实现快速施工，提高机械化作业水平，减少作业人员投入，有一定的参考和推广作用。