煤礦井下大斷面煤倉施工技術

唐杰超

摘? 要：煤倉是煤礦井下煤炭輸送系統的重要組成部分，在井下煤炭的儲運中起著重要作用。作為礦山建設的特殊硐室，煤倉由于其大斷面、結構特殊、施工復雜性和高安全要求，使得快速安全施工變得更加困難。詳細闡述了煤倉結構、施工過程、施工組織和安全措施，同時介紹了迅速施工煤倉的設備和工具。

關鍵詞：煤倉施工技術;反井鉆機;松動爆破

錢家營礦十二采區為接續施工的主要采區，由于工程銜接緊張，十二采煤倉的快速施工顯得尤為重要。十二采煤倉位于十二采皮帶山上部平巷段與-780皮帶機尾硐室之間，落差高度為16m，巖石普氏系數f=4～6，局部有淋水和煤線。豎井凈斷面直徑6000mm，凈剖面32m，入口和出口掘進斷面30m，十二采煤倉上部的十二采皮帶機頭硐室及下部給煤機硐室已施工完成。

一、煤倉施工方案

大斷面煤倉施工，主要存在巷道斷面大、人員操作困難、爆破炸藥量大、排矸系統復雜和需打反井導硐等困難和風險。近年來，根據施工反井導硐情況，主要有2種施工方案。第一，普通反井法施工煤倉，分為三步進行，第一步是從下向上掘小反井，第二步是從上向下刷大至施工斷面，第三步是從上向下進行永久支護，澆筑混凝土。普通反井法施工煤倉，雖簡單易行，但該施工方法施工效率較低，對操作人員構成很大的安全風險，爆破效果較差，材料運輸不方便，不易處理頂板危巖等。故現在主要采取的是另一種方法，即反井鉆機施工法，隨著煤炭開采的發展，反井鉆機成為一種安全、可靠、快速、高效的煤倉施工方法。

二、煤倉施工技術

1.溜矸倉筒反井鉆機。煤倉中心導孔測量放線，中心線位置標定，基礎標準為2.0m×2.0m，厚度大于200 mm。在反井鉆機的外溝側砌筑修建1.5m大型循環池，為鉆機提供壓力水。LM-120型反井鉆機按照操作規程進行安裝運轉調試，用反井鉆機沿煤倉中心線從上到下構造直徑210mm的導向鉆孔。當導向鉆孔與給煤機硐室貫通后，拆下直徑210mm鉆頭，更換裝配直徑1200mm擴孔鉆頭，從下往上擴孔，將孔擴大到煤倉頂部開口，擴孔的矸石落到給煤機硐室內，由側卸裝巖機裝入礦車，運至車場。導硐施工時，徹底清洗十二采皮帶機頭硐室底板，不要留下浮矸。否則，浮矸會落孔內，很可能會引起卡鉆。在施工中心鉆孔時，要密切觀察鉆桿的接近速度。當出現松軟巖層時，采用低壓鉆，放慢速度，不要快速進入，否則會出現塌孔卡鉆。到達中孔深度12m后，如果出現塌孔卡鉆，通常只能重新選擇鉆孔位置。

2.煤倉的施工。

⑴.加固和封閉煤倉上口。在施工現場被稱為煤倉上鎖口。煤倉上鎖口1.2m高，完成混凝土澆筑的永久支護，加強了煤倉上口的強度和整體性，使得在上部設置防護柵欄變得更加容易。煤倉上口混凝土澆筑完畢后，在煤倉外口每間隔1m設置一道欄桿，并圍繞井筒一周用網格不大于100mm的網片圍成成柵欄，封閉煤倉上口，禁止人員進入，防止矸石和物品墜入煤倉內。

⑵.在柵欄的入口處預留進入煤倉的柵欄門，設置可直接進入煤倉井筒內的軟梯。由于煤倉上口為先窄后寬的收口設計，人員進入煤倉困難。在井筒內左右對稱預留綁扎軟梯的錨桿，施工人員可以安全進出煤倉。施工人員在煤倉內工作時，將煤倉內的擴孔使用50mm厚木板封堵，爆破或排矸時拆除木板。

⑶.建造煤倉的倉筒。施工主要包括爆破擴刷、臨時錨網噴混凝土支護、模板、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等工序。由于煤倉井筒的的開挖巷道斷面較大達到了40m，增加了爆破難度，很難一次全斷面進行爆破，裝藥時間長，爆破震動大，而且產生的矸石數量很容易堵塞煤倉擴孔。經過反復計算和現場調整爆破參數，在煤倉進行爆破作業時，將井筒內的整個區域劃分為4個區段，分段進行爆破、出矸、錨網支護，每個區段的爆破深度為1m。在完成整個井筒內的4個區段后，對煤倉井壁噴射混凝土進行臨時支護。由于井底煤倉的穩定性，在所有煤倉吊裝、臨時支撐和模板施工完成后，必須從煤倉下口收縮段自下而上進行鋼筋綁扎和混凝土澆筑。

⑷.煤倉底孔施工。煤倉底孔施工具有結構復雜、預埋件多、精度高、高空作業等特點。十二采煤倉倉嘴與以往略有不同，以往施工的倉嘴一般為煤倉的中部位置，煤倉倉嘴的收口為4個斜面。延長十二采煤倉的倉嘴為服務年限，將倉嘴設置在煤倉井筒一側，收口為1個立面，3個斜面，其余為倉嘴平臺。煤流直接落在平臺上再擠壓到倉嘴處，避免了煤流直射倉嘴，造成倉嘴損壞，延長使用年限。煤倉下部總高度為3.1m。煤倉施工完畢后，繼續在煤倉下部進行爆破和臨時錨網支護。為了便于施工組織，煤倉倉嘴的施工在給煤機硐室內進行。煤倉底孔與裝車車間頂部預埋鋼梁同時施工，模板安裝應遵循從外到內、從下到上的原則。該部分所有鋼筋和結構均應安裝到位，然后應同時澆筑整個截面。本段混凝土澆筑過程中，由于機理復雜，需要加強混凝土的振搗，均勻增加混凝土表面鋼砂的設計厚度，以提高混凝土的耐磨性。

3.地腳螺栓安裝工藝。開工前，根據煤倉軸線，嚴格檢查煤倉斷面規格，仔細檢查壁面圍巖。如果發現危巖，必須先進行處理，確認安全后方可進行作業。錨孔定位準確，錨孔位置誤差不大于100mm。地腳螺栓應使用錨定鉆頭或空氣鉆頭垂直放置在井壁上，角度誤差不應大于15°。地腳螺栓孔的深度應與地腳螺栓的長度一致。嚴格按照錨桿長度鉆孔，鉆孔深度2m。鉆孔結束后，清除孔內巖渣和積水，自上而下施工煤倉錨栓。地腳螺栓安裝前，將樹脂錨固劑連續注入眼底，將錨定螺栓插入錨定螺栓孔，使錨定螺栓靠近樹脂錨定劑，外端用鋼絲網覆蓋。從托盤和螺母上取下螺母，用帶專用套筒的氣動錨機夾緊螺母，然后啟動氣動錨機，旋轉錨栓體，將錨栓從氣動錨機中取出，直到錨栓錨固，然后擰緊螺母。3分鐘后，再次擰緊螺母，并對地腳螺栓施加預應力，使地腳螺栓的緊固力滿足設計要求。

4.爆破作業。硐室采用響小炮松動爆破法施工，煤倉采用全斷面一次打眼，分次裝藥分次爆破的施工方法。爆破時，使用煤礦許用乳化炸藥，毫秒延時電雷管并編號，正向裝藥，煤礦專用發爆器爆炸啟動，連接方式為串聯，炮孔使用黏土炮泥和水炮泥封堵。炮眼的長度為1m，不耦合裝藥。爆破前，在爆破現場附近灑水降塵，檢查瓦斯，濃度超過1%時不允許爆破。裝藥前，移除擴孔處的木板，在能夠進入裝藥地點的各個通路口截人，嚴格執行一炮三檢、三人聯鎖放炮制度。爆破后，查看煤倉下口是否被巖石封堵，保證通風，采用側卸裝巖機裝巖排矸。

5.腳手架搭設牢固，所有銷釘、螺栓緊固，腳手板使用50mm及70mm木板，鋪設后用釘子連接。所有在煤倉內工作的人員應佩戴牢固的安全帶，安全帶末端固定在梯子或地腳螺栓上。裝卸材料應綁扎牢固，裝卸材料應在人員明確接觸后再裝卸。煤倉上口設專人監護，防止人員誤入和巖石塊掉落，確保安全。

煤倉的快速施工，保證了錢家營礦十二采區域的生產銜接，創造了高效快捷的運輸通道，滿足了生產根本需要。在施工過程中，采用了提升大斷面煤倉施工技術，提高了施工人員的安全性，降低了勞動強度，大大提高了經濟效益。因此，應在類似礦山建設項目中推廣應用。

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