大断面垂直式煤仓施工工艺研究与应用论文_郭兴

(西山煤电集团屯兰矿 山西古交 030206)

摘要:大断面垂直式煤仓由于断面大、垂高深,造成煤仓在施工过程中难度加大、施工进度慢,存在着很多安全隐患,针对这一施工难题屯兰矿在施工14#层412盘区皮带巷煤仓过程中,根据本矿地质条件及施工条件,决定采用反井法、钻机法、深孔爆破法相结合的施工方法,实践证明这一施工方法取得了可观的效果。

关键词:煤仓施工;大断面;施工方法

Large section vertical coal bunker construction technology research and Application

Guoxing

(Xishan Coal and electricity group TunLan mine,Shanxi Gujiao,030206,china)

1 概述

井下煤仓按其位置和服务范围分,有井底煤仓和采区煤仓。按煤仓结构形式分,有倾斜式煤仓和垂直式煤仓。倾斜煤仓其倾角在55°-70°,仓体较小,适用于围岩稳定性较好、开采单一煤种或开采多煤种但不要求分装分运的中小型矿井。垂直煤仓一般是圆形断面,仓体较大,适用于围岩稳定性较差、可以分装分运的大型矿井。无论垂直式或倾斜式煤仓,其下口均要收缩成适合安装闸门的断面。

屯兰矿412盘区煤仓上口坐落于14#层412盘区皮带巷内,煤仓下口坐落于14#层412盘区一绕道内;煤仓总深度21m;上口直径2.5m,深度2.0m;上口“喇叭嘴”深度6.0m;主体直径7.0m,深度为8.0m;下口 “喇叭嘴”深度为5.0m。下口(安装出煤嘴位置)直径2.0m。煤仓上口临时支护为锚喷支护,永久支护为浇灌混凝土支护;煤仓主体喷射混凝土支护,煤仓下口浇灌石英砂混凝土支护。(如图1所示)。

2施工顺序

2.1施工前期准备

(1)煤仓施工前,先施工煤仓上口硐室(在412盘区皮带巷内),硐室高度不低于3.5m,两帮浇灌砼墙,墙上搭设工字钢(不低于35#)作为起吊梁。

(2)使用120钻机预先从煤仓上部硐室垂直向下施工一直径为1.2m的钻孔。钻孔直通煤仓下口巷道,在煤仓施工中,钻孔作为溜矸、通风用。

2.2煤仓上口及上口“喇叭嘴”施工

(1)由上至下边扩刷边进行锚喷支护,上口“喇叭嘴”扩刷完毕之后,由下至上支模板进行钢筋混凝土浇灌支护。分层浇灌混凝土支护,每层根据需要用钢筋或木板制作合适大小的模板。

(2)上口“喇叭嘴”以上部分施工采用软梯上下人员,使用绳索运送物料工具;上口“喇叭嘴”以下部分施工采用吊桶上下人员和运送物料工具。

2.3煤仓主体施工

(1)煤仓主体由上至下边扩刷边进行喷射混凝土支护。扩刷两茬进行一次喷射混凝土成井支护,喷射混凝土成井至工作面。混凝土喷射机安装在距煤仓上口10m的巷道底板上,压风、混凝土干料、水通过钢管和胶管,送到工作面的喷头。

(2)采用台阶式掘进,掘进时,先施工内圈断面,后施工外圈,预留台阶。

2.4煤仓下“喇叭嘴”施工

(1)煤仓下“喇叭嘴” 爆破施工后先按设计规格找够巷道尺寸、清除巷道浮矸,喷混凝土 100mm,然后进行锚网支护。

(2)仓口采用 “锚网喷 + 钢筋混凝土浇注”联合支护,支护厚度为 50mm,锚杆采用Φ22mm ×2500mm 左旋无纵筋钢锚杆,每根锚杆配 2卷树脂药,一卷MSK2335,一卷MSZ2360,锚杆间排距为 900mm × 900mm,金属网采用8#铅丝编制的菱形网,网孔100×100㎜;搭接端不小于200mm,并有14#铅丝连接,金属网必须采用双道三花扭结。

(3)永久支护施工完后再进行钢筋混凝土浇注,砌体厚 400mm,内配筋距喷体 100mm,外配筋距钢板 10mm,配筋间距 250mm。浇注前按设计要求布置好配筋,竖筋按设计间距均匀布设,横筋布设时控制好间距,横筋两端搭接时搭接量不小于 400mm,横筋与竖筋用14#铅丝绑扎牢固,用 Φ6mm 钢筋做内外筋的肋筋,肋筋两头弯钩与外筋连接,连接处用14#铅丝绑扎加固,肋筋布设间距不得超过600mm。配筋安设好后,在外层加装厚度为 20mm 的锰钢板,在锰钢板内侧用 Φ8mm 钢筋焊接固定钩,将固定钩与配筋固定板接缝处用电焊焊接密实。砌混凝土时将仓口处两根11#工字钢锚索吊棚一并砌入。(如图2所示)。

3 提升系统

(1)上口“喇叭嘴”以下扩刷施工前,需安设提升绞车,提升绞车需满足煤仓提升要求,提升绞车安设在距煤仓中心大于等于15.0m的位置;提升绞车上缠绕不旋转的钢丝绳,钢丝绳的型号必须满足计算要求;钢丝绳通过安装在起吊梁上的天轮提吊吊桶。吊桶中心应与钻孔中心错开,错开距离依现场情况而定。

(2)吊桶安装之前,需安装封口盘,封口盘预留井盖和吊桶出口位置,预留位置应与吊桶中心一致。井盖可采取滑轮双开式。煤仓上口扩刷期间,人员上下通过钢丝绳软梯进出工作面。

(3)煤仓上口施工完毕之后,安装使用提升装置,提升装置为回柱绞车通过天轮提拉挂钩式吊桶。

(4)封口盘为滑轮双开式角钢轮廓木板铺设封口盘。人员在工作面施工期间,封口盘成闭合状态,吊桶坐落在封口盘上。

4 结束语

屯兰矿14#层412盘区皮带巷煤仓采用反井法、钻机法、深孔爆破法相结合的施工方法,适用于适用于中等或中等以上稳定岩层,实用性强,煤仓爆破施工时落下矸石无需装载和提升,爆破效果好,采用反井施工简化了施工工序,比钻爆法机械化水平高、速度快、效率高、质量好,作业安全,劳动强度低,弥补了传统大断面垂直式煤仓施工困难等不足,具有良好的经济效益和安全效益,这一施工技术在集团公司得到了很好的推广和应用。

参考文献:

[1]邓如彬.张文涛. 反井技术在采区煤仓施工中的应用研究〔J〕.煤炭与化工.2004,十一期:89—91

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[4]张文义.孔凡军. 大断面垂直煤仓快速安全施工技术研究及应用.煤炭工程.2013,十期:42—44

[5]刘宏伟.刘刚. 井巷工程〔M〕.煤炭工业出版社.2006

作者简介:郭兴(1983—),男,晋中职业技术学院煤矿开采技术专业,大学学历,现任西山煤电集团屯兰矿防突科副队长,从事煤炭技术管理工作。

论文作者:郭兴

论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期

论文发表时间:2019/10/18

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