淺析礦井大斷面垂深煤倉(cāng)快速施工技術(shù)

劉玉元

（山東新礦內(nèi)蒙能源福城礦業(yè)公司，山東 新泰 271200）

1 概述

740三號(hào)煤倉(cāng)位于740運(yùn)輸石門延長(zhǎng)段中部，為保證其下口的給煤機(jī)硐室不超過(guò)6米，故將下縮口設(shè)計(jì)為非對(duì)稱縮口，縮口中心偏離倉(cāng)心2m。

740三號(hào)煤倉(cāng)形狀為圓形立式；設(shè)計(jì)垂深45.35m，上口掘進(jìn)斷面為113.04m2，凈斷面為78.5m2；倉(cāng)體掘進(jìn)斷面為88.2m2，凈斷面為78.5m2。

740三號(hào)煤倉(cāng)上口2m、下鎖口11.25m，采用鋼筋砼澆筑而成，砼標(biāo)號(hào)為C30；倉(cāng)身（長(zhǎng)度為32.1m）全部采用噴、錨網(wǎng)噴二次支護(hù)。

煤倉(cāng)掘進(jìn)過(guò)程中自上而下穿過(guò)的巖層依次為：粉砂巖，細(xì)砂巖，泥巖，中砂巖，粉砂巖，1煤，泥質(zhì)細(xì)砂巖，2煤，泥質(zhì)細(xì)砂巖，泥巖，中砂巖。其中1煤頂板和3煤頂板的中砂巖為含水層，含水層厚度為15.18m，預(yù)計(jì)正常涌水量3m3/h，最大涌水量4 m3/h。

2 施工組織

2.1 施工方案

煤倉(cāng)采用反井鉆機(jī)導(dǎo)硐光面爆破刷大進(jìn)行施工。先用反井鉆機(jī)在設(shè)計(jì)位置鉆出Φ1m的兩個(gè)溜矸孔，將煤倉(cāng)的上口、下口硐室貫通，然后自上而下進(jìn)行刷大。煤倉(cāng)刷大的矸石自溜矸孔溜至煤倉(cāng)下口硐室，用扒裝機(jī)扒裝至跟機(jī)皮帶外運(yùn)。先施工煤倉(cāng)下口巷道及給煤機(jī)硐室兩邊的墻體。待兩邊墻體澆注混凝土完畢后，轉(zhuǎn)入煤倉(cāng)主體施工。首先施工出深度為2m的鋼筋砼倉(cāng)口，一次施工完畢；然后以段高4m交替施工出長(zhǎng)度為32.1m的煤倉(cāng)倉(cāng)體噴砼段，然后施工出垂深為11.25m的煤倉(cāng)下鎖口。最后轉(zhuǎn)入給煤機(jī)硐室剩余墻體、樓板及煤倉(cāng)漏斗口的綁扎鋼筋和支模工作及澆注砼工作。

2.2 支護(hù)方式

一次支護(hù)：光爆后進(jìn)行初噴30mm的砼，初凝20分鐘并達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行打安錨桿及出矸，錨桿間排距為1000×1000mm，網(wǎng)與網(wǎng)之間每隔200mm扭接一處，然后復(fù)噴90mm蓋網(wǎng)。

永久支護(hù)：煤倉(cāng)上口2m范圍內(nèi)、下鎖口及給煤機(jī)硐室采用鋼筋砼支護(hù)；上口2m錨網(wǎng)噴支護(hù)加鋼筋混凝土支護(hù)總厚度為1000mm，下鎖口漏斗處及給煤機(jī)硐室砼厚度為500mm。下鎖口斜墻采用錨網(wǎng)噴支護(hù)加鋼筋混凝土（厚度為500mm）支護(hù)，倉(cāng)體采用噴、錨網(wǎng)噴二次支護(hù)，噴射混凝土總噴厚為300mm。碹體接茬處要用噴漿方式找齊、找平。

2.3 施工順序

2.3.1 煤倉(cāng)溜矸孔施工

在煤倉(cāng)上口確定煤倉(cāng)溜矸孔位置，在反井鉆機(jī)基礎(chǔ)上安裝反井鉆機(jī)，自上而下鉆一個(gè)Φ200mm孔。貫通后在下部給煤機(jī)硐室卸掉Φ200mm鉆頭，安裝擴(kuò)孔鉆頭Φ1000mm，自下而上擴(kuò)孔。

2.3.2 倉(cāng)體刷大

煤倉(cāng)溜矸孔施工完成后，進(jìn)行倉(cāng)身刷大施工。安裝14t回柱絞車作為提升絞車，配30t提升導(dǎo)向輪及Φ21.5mm防轉(zhuǎn)鋼絲繩，采用小型吊桶提升人員、材料。 倉(cāng)身刷大采用鉆爆法施工，光面控制爆破。本著最大利用爆破自由面的原則布置炮眼，選用煤礦二級(jí)許用炸藥、毫秒延期電雷管爆破。首先以半徑3m、垂深2m對(duì)溜矸孔進(jìn)行擴(kuò)大，然后采用采用1/2圓環(huán)斷面掘進(jìn)，1/2環(huán)均采用全斷面一次爆破一次成巷，光面控制爆破，1/2圓環(huán)斷面的鉛垂深度不得超過(guò)2m。爆破后的矸石從溜矸孔向下溜放，在下部給煤機(jī)硐室扒裝矸石。煤倉(cāng)倉(cāng)身在每次刷掘一個(gè)循環(huán)后進(jìn)行打錨桿、掛網(wǎng)噴漿二次支護(hù)。噴漿合格后方可進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)為2m，直至煤倉(cāng)縮口段。

2.3.3 蓬倉(cāng)口

倉(cāng)體刷大6m后，對(duì)倉(cāng)口進(jìn)行蓬蓋。采用26根20B工字鋼呈十字形全斷面封閉，工字鋼間距不大于800mm，上鋪80mm厚木板。鋪木板時(shí)留出中心孔、下料口、上下人員安全出口。

2.3.4 澆注混凝土

澆注混凝土前，進(jìn)行綁扎鋼筋，支設(shè)模板，同時(shí)安設(shè)預(yù)留件，與原先已經(jīng)施工的給煤機(jī)兩幫混凝土墻體一起澆注至下縮口上平臺(tái)處形成一個(gè)整體。待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，開始澆筑煤倉(cāng)縮口段。

縮口段澆筑前，首先進(jìn)行綁扎鋼筋，然后鋪設(shè)22kg/m鋼軌。鋼軌應(yīng)鋪設(shè)均勻，并覆蓋整個(gè)斜面，鋼軌與鋼筋結(jié)合處焊接牢固。然后支設(shè)模板即可一次性分段澆注混凝土。

3 煤倉(cāng)施工問(wèn)題處理

3.1 施工方法及工藝改進(jìn)

煤倉(cāng)采用先進(jìn)的反井鉆機(jī)法和鉆爆法施工。反井鉆機(jī)應(yīng)用改變了原來(lái)自下而上反井炮掘的施工工藝。雙溜矸孔的鉆設(shè)，既增大了爆破自由面面積，同時(shí)有效的提高了爆破后的出矸效率。煤倉(cāng)采用光爆及錨網(wǎng)噴一次支護(hù)，把被動(dòng)支護(hù)方式變成主動(dòng)支護(hù)方式。通過(guò)擴(kuò)孔最大限度的利用了已有的爆破自由面，同時(shí)有創(chuàng)造了更大的爆破自由面有效地控制倉(cāng)體成型。

3.2 防轉(zhuǎn)鋼絲繩及吊桶的應(yīng)用

防轉(zhuǎn)鋼絲繩及吊桶的應(yīng)用改變了以往人員上下只能爬軟梯的方式，解決了人員高空墜落的安全問(wèn)題。

3.3 CAD三維制圖與施工現(xiàn)場(chǎng)的結(jié)合運(yùn)用

運(yùn)用CAD三維制圖制作出煤倉(cāng)非對(duì)稱下縮口的模型，準(zhǔn)確地找到縮口與倉(cāng)體連接點(diǎn)，提高施工準(zhǔn)確性。

結(jié)語(yǔ)

740三號(hào)煤倉(cāng)的施工，通過(guò)采用反井鉆機(jī)導(dǎo)孔，光爆刷大施工方法。倉(cāng)體內(nèi)安裝吊桶進(jìn)行施工等措施，保證了安全施工，加快了施工速度，工期比原計(jì)劃提前近30日，取得非常好經(jīng)濟(jì)效果。

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[5]何濤，凌東啟，牛鵬.青東礦井大斷面井底煤倉(cāng)快速施工技術(shù)[J].科技信息，2010.