反井鉆孔排矸系統在井底煤倉施工中的應用

王 輝 馬衛波

（1.中煤五公司第一工程處，江蘇 徐州 221006；2.潞安化工集團古城煤礦，山西 長治 046100）

1 概況

山西潞安礦業（集團）公司古城煤礦設計生產能力為800 萬t，2 號井底煤倉開口位置位于南翼膠帶機頭硐室內，煤倉下口標高為+437.000 m，煤倉形狀為圓形立式。煤倉整體分為四個部分：煤倉上口段、倉身、下部鎖口及煤倉下口裝載硐室。煤倉上口段長度為5 m，倉身長度為53.08 m，下部鎖口長度為6.85 m，二號煤倉垂深為64.93 m。

煤倉倉身擴刷直徑為9000 mm，凈直徑為8000 mm，擴刷斷面為63.62 m2，凈斷面為50.24 m2。倉身采用錨網+混凝土砌碹聯合支護，混凝土砌碹厚度為500 mm，混凝土強度等級為C40。

下部鎖口自倉身結束處以傾角60°向內縮小，垂深為6.85 m（至下漏斗口）。煤倉兩個下漏斗口凈尺寸為1550 mm×1300 mm，兩個漏斗間用分煤器隔開，分煤器底部寬度為3750 mm，頂部長度為5250 mm，高度為3248 mm。下部鎖口采用工字鋼梁+錨網+雙層鋼筋+鐵鋼砂混凝土砌碹，混凝土砌碹厚度為500 mm，強度等級為C60。

2 施工工藝流程[1-6]

（1）先采用反井鉆機沿煤倉中心線方向施工一個直徑1200 mm 的鉆孔（反井鉆孔已施工完畢），在煤倉擴刷時利用該鉆孔進行排矸與排水。

（2）采用鉆爆法施工，“一擴刷一錨網支護”的施工方式。每擴刷兩茬炮（一茬炮擴刷為1.5 m），施工段高達到3 m 后架設金屬骨架配合鋼模板進行混凝土澆筑。凝固24 h 后進行下一循環作業施工。

（3）煤倉分四段施工，自開口向下5 m（煤倉上口段）為第一段，5～58.08 m 段為第二段，58.08～64.93 m（煤倉下鎖口段）為第三段，煤倉下口裝載硐室為第四段。擴刷段高超過3 m 后，自下而上立模澆筑。待施工6 m 后開始安裝封口盤。開口掘進6 m 進行澆筑，倉體每擴刷3 m 即進行澆筑。煤倉鎖口擴刷完畢后，安裝工字鋼大梁，澆筑煤倉下口裝載硐室頂板，施工下漏斗口，施工分煤器，最后對煤倉下部鎖口進行一次性澆筑。在對煤倉下口裝載硐室進行澆筑時，按照圖紙設計要求預埋各預埋件。

具體施工步驟為：煤倉上口段施工（澆筑）→煤倉倉身施工（澆筑）→煤倉鎖口擴刷→安裝工字鋼鋼梁→煤倉下口裝載硐室頂板澆筑→煤倉鎖口下漏斗施工→分煤器施工→煤倉鎖口澆筑

（4）在南翼膠帶機頭硐室內安裝一部JH-14 型回柱絞車，利用吊桶上、下人，運輸施工用的材料、工具。

（5）吊桶采用10 mm 鋼板加工，規格尺寸為1000 mm×1000 mm×1000 mm，吊桶底部與側面均采用10#槽鋼呈X 型焊接，采用Φ18.5 mm 鋼絲繩穿過槽鋼，與鉤頭連接，吊桶頂部鋼絲繩連接部分使用不少于3 個繩卡緊固。

3 主井帶式輸送機保護及出矸系統加工、安裝[7-10]

（1）2 號井底煤倉施工產生的矸石通過接矸平臺上的溜矸孔裝至主斜井輸送機，運至地面矸石場地。由于主斜井輸送機已施工完畢，2 號井底煤倉下口至1 號井底煤倉下口之間輸送機中間架、皮帶、滾筒需進行保護，防止矸石砸壞輸送機及矸石崩落到輸送機下皮帶上后卷入機尾拉緊滾筒損壞皮帶。

（2）在2 號井底煤倉下方加工制作、安裝1個14 m×6.7 m 接矸石平臺，平臺使用32b 工字鋼加工制作安裝，接矸平臺上鋪設δ12 mm 鋼板。在二號煤倉Φ1200 mm 溜煤眼下接矸平臺上方約3 m位置再用I40b 工字鋼安裝1 個寬1 m、長6.7 m 的緩沖平臺，緩沖平臺鋪設δ30 mm 耐磨鋼板，接矸平臺上、下側使用δ12 mm 厚鋼板封堵嚴實。詳見煤倉下口溜矸平臺平面圖圖1，A-A 剖視圖圖2，B-B剖視圖圖3，C 點放大圖（封堵溜槽孔鋼板）圖4。

圖1 煤倉下口溜矸平臺平面圖（mm）

圖2 A-A 剖視圖（mm）

圖3 B-B 剖視圖（mm）

圖4 C 點放大圖（封堵溜槽孔鋼板）（mm）

溜矸平臺加工、安裝說明：

（1）主斜井輸送機在二號煤倉施工范圍內的中間架用工字鋼及鋼板封閉密實，防止矸石掉落在皮帶上卷入機尾滾筒，損壞皮帶。

（2）二號煤倉的矸石掉落在輸送機上方安裝好的緩沖平臺，矸石落到緩沖平臺后再落到接矸平臺上，平臺上留有5 個1000 mm×1000 mm 的溜矸孔，其余使用δ12 mm 鋼板鋪滿。用手拉葫蘆開、關溜矸孔封堵鋼板。

（3）二號煤倉下口站柱I28b 工字鋼（3 趟，每趟18 根站柱），每趟站柱之間用16#槽鋼及D57鋼管加固連接；接矸平臺橫梁均為I32b 工字鋼梁。接矸平臺上、下端使用工字鋼和δ12 mm 鋼板封堵嚴實，防止掉矸石，上端安裝1 個1.2 m×1 m 的檢修門；在溜矸孔下方安裝溜煤板，用δ6 mm 花紋鋼板加工，每個使用鋼板約5.2 m2；再在溜煤板上安裝13 000 mm×530 mm 的擋煤板，使用δ12 mm鋼板、100×100 角鋼、50×5 的扁鋼加工，用U 型卡及螺栓連接固定。安裝5 個接矸簸箕，然后使用δ12 mm 鋼板加工制作，約6.5 m2；防止溜矸孔封堵鋼板梁變形用16#槽鋼加固。

（4）鋼梁、鋼板焊接在二號煤倉下口現場施工。

4 出矸系統

（1）爆破后的矸石由挖掘機耙至反井鉆孔內，矸石掉落在輸送機上方安裝好的緩沖平臺上，再落到接矸平臺上，通過接矸平臺上5 個溜矸孔，用手拉葫蘆進行開關，將矸石放入主井皮帶上。溜矸平臺出矸示意圖如圖5。

圖5 溜矸平臺出矸示意圖（mm）

（2）煤倉爆破后，在溜矸孔出矸之前暫時停止1 號煤倉放煤，防止矸石與煤混同運至地面。當二號煤倉矸石全部出完后，關閉溜矸孔，1 號煤倉繼續放煤。

5 安全技術措施

（1）打眼時，反井鉆周圍打眼要密，間距不可過大。

（2）出矸時，不可將大塊矸石溜進反井鉆孔內，大塊矸石必須用鐵錘砸碎后方可溜進反井鉆內。

（3）如反井鉆孔堵塞，嚴禁用明炮或糊炮炸堵塞處；嚴禁人員進入煤倉、溜矸眼處理堵塞物。

（4）處理溜矸眼的堵塞，應先制訂安全技術措施，否則，不得進行處理。

（5）處理溜矸眼堵塞，必須確認在處理時不危及操作人員以及周圍人員的安全（如采取排除倉、眼內的積水和積存瓦斯，加固周圍巷道支護，設置警戒人員，切斷電源等安全措施）后，方可進行處理。

（6）處理溜矸眼堵塞時，必須有監視或警戒人員在場，嚴禁一人作業。

（7）根據具體情況，采用下列處理溜矸眼堵塞方案：① 溜矸眼堵塞，加強局部通風機通風。②采用回柱絞車提升放置于溜矸眼中的鋼絲繩，鋼絲繩底部栓有300 mm 軌道，軌道沖孔，采用繩卡與軌道緊固。③ 眼下部輕微堵塞時，用壓風管接長掃眼器吹風沖散處理。④ 在眼口處理堵塞時，采用長桿捅眼，操作人員必須系好保險帶，立于底板堅硬、支護完好的安全處。⑤ 溜矸眼堵塞嚴禁使用施工水對其沖掃。

6 結語

古城煤礦2 號井底煤倉施工采用反井鉆孔+溜矸平臺的出矸系統，優化了傳統煤倉施工的出矸方式，大大節省了出矸環節所需用人員和出矸時間，實現了安全、快速、高效施工。施工過程中，通過對井底煤倉排矸系統優化，科學合理的勞動組織，對井底煤倉實現快速施工，提高機械化作業水平，減少作業人員投入，有一定的參考和推廣作用。