井底煤倉反井鉆機施工技術

康海東

(山西汾西正旺煤業有限責任公司，山西孝義032300)

1 工程概況

正旺煤業有限責任公司是經山西省煤礦企業兼并重組整合工作領導組辦公室批準以地方骨干企業山西汾西礦業集團有限責任公司為兼并重組整合主體。由原孝義市鴻源煤礦有限公司、原山西汾西礦業集團水峪煤礦有限責任公司北部的部分資源進行兼并重組整合，兼并重組后更名為山西汾西正旺煤業有限責任公司。礦井批準開采2 -11 號煤層，井田面積5.205 km2，生產規模 120 萬 t/a。

正旺煤業主斜井井底煤倉上口位于北翼膠帶運輸大巷機頭硐室，坐標為 X=3621.775，Y=6025.538，Z = +824.8 m，下口位于主斜井井底，水平標高+794.975 m。主斜井井底煤倉深度為27.875 m，凈直徑為6 m，煤倉上口1 m 及煤倉下口采用鋼筋混凝土砌碹支護，剩余部位為錨網噴射混凝土支護，巖巷掘進。

井底煤倉利用LM -120 型反井鉆機施工，該鉆機為全液壓系統，用2 臺電機帶動油泵，主泵電機功率55 kW，副泵電機功率14 kW。導向孔Φ244 mm，擴孔Φ1 400 mm，鉆孔傾角90°。

2 煤倉施工方案

2.1 施工方案

井底煤倉巷道支護采用錨網索噴支護，該煤倉施工采用先自上而下打一個直徑200 mm 的導硐，再自下而上擴直徑為1.4 m 的孔，然后從上而下施工掘進一次成巷。

2.2 施工順序

煤倉導硐→煤倉擴孔→煤倉上口擴掘及扎筋、支模澆筑砼壁→煤倉倉帽擴掘及錨網噴+錨索支護→倉體部分短段擴掘及錨網噴+錨索支護→煤倉下口漏斗部分擴掘及扎筋、支模澆筑砼壁→下口硐室擴掘、扎筋支模澆筑砼壁→倉底預埋工字鋼→煤倉下口漏斗部分扎筋、支模澆筑砼壁。

3 支護設計

3.1 巷道斷面設計

井底煤倉深度為27.875 m，上口0 ～1 m 為圓柱形，凈直徑為6 000 mm，凈高1 000 mm，凈斷面積28.27 m2;掘進直徑7 200 mm，掘高1 000 mm，掘進斷面積40.69 m2。1 -3 m 為圓柱形，凈直徑為6 000 mm，凈高2 000 mm，凈斷面積為28.27 m2;掘進直徑6 400 mm，掘高2 000 mm，掘斷面積為32.17 m2。

井底煤倉倉帽為圓錐形擴大段，垂高2 000 mm。上口連接處凈直徑6 000 mm，掘進直徑6 400 mm;倉體連接處凈直徑10 000 mm，掘進直徑10 400 mm。

井底煤倉倉體為圓柱形，垂高14.71 m，凈直徑10 000 mm，掘進直徑10 400 mm，凈斷面積78.54 m2，掘斷面積為84.95 m2。

井底煤倉漏斗為圓錐形，凈高4.673 m。井底煤倉下口為圓錐形，凈高3.604 m。

3.2 永久支護設計

井底煤倉上口0 ～1 m 斷面為圓形斷面，凈直徑6 000 mm，掘進直徑7 200 mm;凈斷面積為28.27 m2，掘斷面積為40.72 m2。采用鋼筋混凝土砌碹支護，橫筋和縱筋使用Φ20 鋼筋加工而成，綁扎間距為300 mm;箍筋使用Φ8 鋼筋加工而成，綁扎間距為300 mm?；炷翉姸鹊燃墳镃30。上口1 -3 m 斷面為圓形斷面，凈直徑6000 mm，掘進直徑6 400 mm;凈斷面積為28.27 m2，掘斷面積為32.17 m2。采用錨網噴射混凝土支護，錨桿規格為Φ20 mm×2 400 mm 型螺紋鋼錨桿，錨桿間排距為1 000 mm×1 000 mm;網片規格為Φ6.5 mm×2 000 mm×1000 mm 鋼筋網，網格為100 mm×100 mm，網片采用搭接，搭接長度為100 mm，采用14#鉛絲綁扎，綁扎間距為200 mm;噴射混凝土厚度200 mm，混凝土強度為C25。

井底煤倉倉帽為圓錐形擴大段，垂高2 000 mm。上口連接處凈直徑6 000 mm，掘進直徑6 400 mm;倉體連接處凈直徑10 000 mm，掘進直徑10 400 mm。采用錨網噴射混凝土支護，錨桿規格為Φ20 mm×2 400 mm 型螺紋鋼錨桿，錨桿間排距為1 000 mm×1000 mm;網片規格為Φ6.5 mm×2 000 mm×1 000 mm 鋼筋網，網格為100 mm×100 mm，網片采用搭接，搭接長度為100 mm，采用14#鉛絲綁扎，綁扎間距為200 mm;噴射混凝土厚度200 mm，混凝土強度為C25。

井底煤倉倉體斷面為圓形斷面，垂高14.598 m。凈直徑10 000 mm，掘進直徑10 400 mm;凈斷面積為78.54 m2，掘斷面積為84.95 m2。采用錨網噴射混凝土支護，錨桿規格為Φ20 mm×2400 mm 型螺紋鋼錨桿，錨桿間排距為1 000 mm ×1 000 mm;網片規格為Φ6.5 mm×2 000 mm×1 000 mm 鋼筋網，網格為100 mm×100 mm，網片采用搭接，搭接長度為100 mm，采用14#鉛絲綁扎，綁扎間距為200 mm;噴射混凝土厚度200 mm，混凝土強度為C25。

井底煤倉漏斗為圓錐形，凈高4.673 m，采用鋼筋鐵鋼砂混凝土砌碹支護，橫筋和縱筋使用Φ25 mm 鋼筋加工而成，綁扎間距為200 mm;箍筋使用Φ9 mm 鋼筋加工而成，綁扎間距為300 mm。混凝土強度等級為C30。

井底煤倉下口為圓錐形，凈高3.604 m。采用鋼筋鐵鋼砂混凝土砌碹支護，橫筋和縱筋使用Φ25 mm 鋼筋加工而成，綁扎間距為200 mm;箍筋使用Φ9 mm 鋼筋加工而成，綁扎間距為400 mm?；炷翉姸鹊燃墳镃30。

4 施工方法

4.1 導硐及擴孔

在施工導硐前，先在煤倉上口安裝反井鉆機打一直徑200 mm 的導向孔。在打導向孔前必須保證是沿煤倉中心線方向或平行煤倉中心線方向打的垂直孔(偏差不超過100 mm)，便于以后穿鋼絲繩上下提升吊桶。導硐打通后再自下而上擴直徑1.4 m 的孔，然后從上而下施工掘進一次成巷。

4.2 擴掘工作

煤倉上鎖口段采用多打眼少裝藥放小炮的方法擴掘，待鎖口段擴至設計掘進斷面后，即可進行上口部分打注錨桿、初噴工作。施工中煤倉上口用70 mm 厚木架板蓋嚴，工作人員系保險帶工作，保險帶系在錨桿上，必須保證牢固、可靠。完成砼澆筑工作后，用11#礦用工字鋼及70 mm 厚木架板鎖好上口，并預留人員上下及提升運料出口，出口用滑動木井蓋蓋嚴，由人工啟閉，專人看管。

鎖好上口后，自上而下短段掘支。掘進時工作面采用5 臺YT-28 型風鉆打眼，全斷面一次光面爆破。放炮后將封閉的木板拆除，便于矸石由導硐溜入主斜井井筒。沒有溜完的矸石由人工翻入導硐內，將矸石全部翻完后及時將木板再次鋪設好，封閉導硐口，再次進行掘進。每掘進兩炮必須進行一次臨時支護，臨時支護采用噴射混凝土，支護厚度不小于50 mm。如此循環待斜溜煤眼全部掘完后，由下向上進行永久支護。將斜溜煤眼永久支護完后及時對煤倉上口段進行永久支護。每班開班前會時隊長必須指派專人及時鋪設封口木板。

待斜溜煤眼及上口段支護完后即可進行煤倉倉體部分的擴掘與支護。煤倉倉體擴掘時工作面布置5 臺YT -28 型風鉆，人工抱鉆打眼全斷面一次光面爆破，矸石直接有導硐滑落到主斜井井筒。為防止矸石塊度過大堵塞導硐，應增大炮眼密度。每循環進尺1.2 m，每擴完一炮，隨即打注錨桿、初噴裸巷，初噴厚度不小于50 mm。炸藥選用煤礦許用2#巖石乳化炸藥，雷管選用8#覆銅毫秒延期電雷管，MFB -200 型發爆器起爆。施工中由技術部門及時、準確標定出巷道中腰線，每次打眼前由班組長和驗收員通過中線對煤倉輪廓進行準確測量，當班驗收員要用紅漆標出輪廓，定出眼位。

4.3 裝矸

放炮后，大部分矸石由導硐溜下，剩余部分由人工攉入反井，由主斜井井筒安設的耙巖機配合刮板輸送機、皮帶輸送機從軌道巷車場運至主井煤倉。

5 施工安全技術措施

1)導向孔在穿孔前10 m 時，必須派人至主斜井井筒透孔位置前后各30 m 處站崗、設警戒，并懸掛“鉆孔施工，禁止行人”標志牌，嚴禁任何人從此處經過或停留。

2)擴孔結束后，應立即安排人員對鉆孔上口進行封堵，并嚴禁有人下口經過，防止發生墜物傷人。

3)鉆孔施工時，必須指派專人具體負責施工人員的安全，并在施工中做好自主保護、相互保安。

4)施工人員必須每班向礦調度室匯報鉆進情況。

5)施工時，嚴禁鉆方人員用手觸摸轉動部件及電氣設備。

6)每班進入施工現場時，必須敲幫問頂，并撬掉活石，待無安全隱患后，方可工作。

6 結語

采用反井鉆機法施工煤倉可以消除普通反井施工法的諸多安全隱患，大幅度降低工人勞動強度，簡化施工工序，提高施工效率，縮短施工工期。與吊罐法及垛盤反井法施工相比，減少了施工工期，為礦井主運輸系統的形成提供了有效的保障。隨著反井鉆機在煤礦工程施工中的廣泛應用，作業環境得到了有效改善，工程進度得以快速提高，但是對反井技術仍然需要不斷研究和總結，以便更好地服務于礦井建設。

［1］楊成寶，袁全明. 采區煤倉施工方法與支護形式的選擇［J］.水利采煤與管道運輸，2005(4).

［2］王緒成，曹福輝.新型煤倉施工技術淺談［J］.煤炭工程，2007(4).

［3］黃躍東.反井鉆機在主井井底煤倉施工中的應用［J］.中州煤炭，2001(13).