(四川省叙永煤矿 四川泸州 646000)
摘 要：煤仓是矿井生产的咽喉，可以调节和缓冲各运输环节的能力，使之成为有机的整体，是煤矿生产运输中不可缺少的关键部位。特别是随着综采、综掘等机械化程度的不断提高和采区集中生产的不断实现，煤仓的使用频率越来越高，煤仓对运输系统起到的缓冲作用对煤矿生产的影响越发显著。但是，矿井内的几乎所有煤仓在生产过程中都不同程度的出现过堵塞或者因为水煤积压导致溃泄的现象，情况严重时不仅不能充分发挥煤仓对生产的积极作用，反而制约生产。本文重点介绍了煤仓堵塞、溃泄的原因及采取的处理措施，取得的效果明显。
关键词：双曲线；双液注浆；锚网喷；管理
1造成煤仓堵塞、溃泄的原因
采煤工作面夹矸硬度及块度较大不易破碎、工作面遇断层等构造带造成顶板破碎、采掘面管理不善造成片帮、冒垮造成大块煤矸，加之煤仓或溜煤眼口又未设置有效挡煤箅子或箅子孔口过大，致使大块煤及矸石进入仓内，造成堵塞；生产废料（如喷体回弹物、网状物件、长柄工具等）违规乱排进入煤仓导致堵塞；仓内存煤时间太长，加之湿度的影响，无形中增大了煤炭与仓壁直间的摩擦力，因而造成堵塞；煤块从高处落下来，煤仓深度越深加速度越大，随之其冲击动量也非常大，当下部煤块与仓壁间阻力增大，再经上部煤打击夯实时容易逐渐集结成型起拱而造成堵仓；所以一定块度的煤矸石在重力作用下，逐渐压实密结，再次放煤时就可能发生堵塞。
煤仓溃泄主要是指仓内水煤积压导致放煤时给煤速度和单位时间给煤量无法控制，仓内煤炭与积水瞬间大量涌出放煤设备进入巷道的现象（又称放仓）。仓内水的来源一般有：地下水（含裂隙水、老空水等）侵入、生产用水疏于管理人为排入煤仓、工作面排水工作不到位产生大量水煤未经处理直接进仓。
2煤仓堵塞的预防、处理及分析
1）杉木树矿普遍采用锥形直立煤仓，50%以上的堵塞发生在下部出口以上1～3m范围，造成此段堵塞的原因：随着料仓出口尺寸减小，锥体内物料在竖直方向膨胀、水平方向压缩，水平方向压力越来越大，煤块之间、煤块与仓壁之间摩擦力增大，煤块之间逐渐压实密结，特征尺寸显著增大。所以宜将煤仓下口部分设计成双曲线，由于双曲线漏斗在实际施工时难度较大，可沿竖直方向将漏斗分成若干块段（块段长度越小越好，最后形成的曲线越接近理论值），先将漏斗浇筑成折线型，再采用石英砂或铁屑砼抹成圆滑曲线，再者可直接将煤嘴预埋件加工成双曲线。
2）仓内煤流由于受摩擦阻力不均匀的原因，容易在煤体下部形成两边低中间高拱形状态，再经过上部煤炭冲击，拱部越压越实越不易冒落，这时一般采用长柄工具捅结拱部分，出于安全的原因，捅堵人员不可能进入放煤机构在拱的下部操作，所以该方法捅堵的高度受到极大的限制。当拱的位置距离下口超过3m时（也就是一般长柄工具的长度）采用下口捅堵的方法成功率大大降低：成功率几近为零。这时只能从上部对煤仓进行处理，例如杉木树矿N21采区+328m煤仓在2010年的一次堵塞：该仓高度20m，直径3.0m，在下口观察孔能看见煤炭结拱堵塞呈接近标准的圆弧拱形，位置位于煤仓下口以上约5m的位置（处理成功后发现是下部煤炭含有大量混凝土造成凝结），在下部采用捅触的方法不成功后，转入上口在仓内煤体上部向下刨深坑埋入炸药爆破，试图利用放炮的冲击力和震动将煤体震松而下落，光打眼放炮疏堵就历时4天，共装、放炸药约20kg，最多一次装药达6kg，仍未成功，而且该次疏堵工作造成的生产停滞带来的经济损失和四天的爆破对仓体、下口放煤设备的震动的影响可想而之；最后用风钻在上部煤体正中向下打眼，打穿后将炸药拴在风钻钎子上，再向上提钎子，将炸药提至堵塞煤炭拱部，装药1kg，检查上下空间气体后一次爆破成功。
3）为防止煤仓大块煤矸堵塞，煤仓使用前在上口制作铺设牢固可靠的铁箅子（篦子一般采用工字钢架“井”字形框架），眼孔大小根据实际生产经验取值，一般直径不大于400mm；同时加强对采、掘生产管理，正确处理生产废料也能对煤仓防堵起到积极作用。
4）任何处理煤仓堵塞的方法都具有一定危险性和破坏性，总的说来还是应该改造煤仓下口形状，从根本上消除并减少煤流不均匀引起的起拱堵塞现象，以防为主。
3煤仓溃泄（放仓）的预防、处理及分析
1）煤仓放煤机构前应设计牢固的挡板，挡板一般为钢板，孔口大小应能比较方便的随意调节，当仓内水煤积压已形成，初次放煤前将孔口缩小然后视煤流状态关闭或扩大，此种方法只能减小溃泄的破坏程度、降低对作业人员的安全威胁，是不得已而为之的最后一道安全屏障，要解决溃泄还必须从防止溃泄形成的根本入手。
2）前面已经叙述了煤仓溃泄的大部分原因，普遍都能通过加强管理、挖沟引导等简单方法进行处理，其中最难处理的是地下水侵入。
3）假设煤仓壁有一点与上口一处裂隙水导通，该点与裂隙漏水点高差为10m，则，根据 ，该薄弱点的水压则为98000 Pa，如果作用于仓壁10cm直径圆形范围则相当于承受78.5kg力量，当大于仓壁的抗压强度（例如正处于仓壁的薄弱环节）时，便形成裂隙流入仓内，所以煤仓自浇筑之日起便要狠抓工程质量，为今后正常生产打好基础。
4）现煤矿井下传统的煤仓大都采用由上往下的顺序浇筑混凝土、碹石墙封口，仓壁设计一般都是具有防水能力的，但仓壁施工接头缝隙大加之填缝浇筑要达到设计要求在理论上和实际上都存在一定困难，再加上施工质量差，仓壁的防水性能大大降低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆保持仓体整体性较好的施工方式有光面爆破配合“锚网喷”施工，杉木树矿N26采区东B4上煤层煤仓就是采用这种方式。煤仓扩刷期间采用浅循环多打眼少装药的方式减少对围岩震动产生的裂隙，采用2m锚杆配合双层钢筋网作为仓壁的骨架，混凝土喷层厚度达200mm，喷浆的方式形成的仓壁无接头防水效果好，加上“锚网喷”所形成的钢筋混凝土仓体在强度上大大加强，弥补了仓壁达不到标准圆形可能造成的应力集中问题。此种施工方式操作简便、流程简单灵活，作业人员也易于掌握。
5）“锚网喷”施工方式也应该应用于煤仓修复当中，新扩刷煤仓时因为排矸及安全的考虑只能由上往下浇筑，但当煤仓破坏严重有必要整体重新修复时就有可能从下往上施工，在有条件的情况下应当及时抓住这个机会弥补缺陷（当然该过程不应进入煤仓的设计），此时施工方式不变仅改变施工顺序也能起到同样的效果，当然这样施工具有相当高的难度和安全上存在一定不利因素，但值得更深一步研究，例如采取边浇筑边养护边在下部浇筑完成段储煤形成新的操作台的方式，在工期要求不严的情况下基本能克服。煤仓维修只能在生产的间隙进行，通常都时间紧、任务重，加之所维修煤仓的位置一般处于采煤工作面超前压力或其他应力叠加区，工作环境恶劣，这些不利因素都直接或间接导致了煤仓维修工程质量低劣。
6）煤仓防水的另一种行之有效的方式是注浆封堵。
（1）好处是有针对性、持续时间短、效果显著。注浆参数的选择（例如注浆孔间距、注浆深度等）及注浆设备、材料的选择是否合理决定堵水结果的成败，其中注浆材料的选择尤为关键。日常生产中我们常常选用水泥与水按比例配制进行封堵，个人认为水泥作为混凝土中最重要的胶凝材料、重要的建筑材料，其主要作用是起粘接作用，用于防围岩渗水效果不佳（杉木树矿数道大型钢筋混凝土挡水墙注水泥浆封堵结果不理想，其中部分原因也在此）。
（2）现今有种双液注浆的方式值得我们借鉴。该注浆方式是将水玻璃（硅酸钠的液体状态）与氯化钙溶液交替注入，两种溶液迅速反应生成硅胶和硅酸钙凝胶，起到胶结和填充孔隙的作用。另外还可以在双液中加入水泥、粘土进行施灌形成多液注浆（水泥增加强度，加入粘土的浆液还可以克服浆液质脆的缺点）浆液的配比可以借鉴其他成功的先例，后期宜根据现场施工条件在试验过程中摸索得出适合本单位生产、地质条件的数据。
4煤仓堵塞、溃泄处理和预防常见的误区
1）由于煤仓堵塞现象次数的增加，煤仓疏堵工作也越来越频繁，给人一种家常便饭的错觉，甚至“疏堵”已成为日常工作。一次疏堵就是一次安全隐患，疏堵过程中一次放炮就是对煤仓结构的一次严重破坏
2）为防止煤仓堵塞、溃泄的事故发生，经常会采用一些拆东墙补西墙的做法。例如当煤仓开始储煤时，各运输环节即开始加大马力、加班加点运煤，将煤仓内煤炭尽快排空，随时保持仓内储煤处于运动中或煤量最少，用极度紧张的、高强度的工作来保障生产环节的连续，并且过程中要求各环节积极配合，一旦某环节出现故障造成系统停摆，堵仓、溃泄等事故隐患就容易出现。这种部分靠天吃饭的管理方式虽然有助于提高机电系统维护效率，提高协调管理水平，往往导致煤仓的调节能力大大减弱甚至消失，煤仓的储煤能力降低，煤仓对系统的各方面积极作用转化为系统的累赘，矿井的咽喉成为临时通道，煤仓也失去了它本身的意义。
5煤仓堵塞和溃泄的治理重在于防
预防工作贯穿于煤仓设计、施工及使用的全过程，即使施工质量好，也无济于事。煤仓堵塞和溃泄是煤仓使用过程中主要的两大顽疾，都对安全生产造成极大的恶劣影响，这是把煤仓堵塞和溃泄放在一起来探讨的原因。
6结论与建议
1）设计工作是基础。设计部门在设计过程中顾及到生产使用单位在使用过程中出现的问题，进一步改进煤仓结构，使其更趋合理和实用。在设计中应预见煤仓堵塞、溃泄的可能性，制定出有效防止堵仓的处理方法和措施。
2）施工质量是保证。有了优秀的设计，并不等于有了优秀的工程，百年大计质量第一，可见质量的重要程度，在质量意识不断提高的今天，必须抓好质量管理工作、同时施工质量严格按标准进行验收。
3）生产管理是关键。采区煤仓是煤矿管理中的一个薄弱环节，其重要性未引起足够重视。采区煤仓堵塞有80%是由于管理不善引起的。这就要求我们树立“预防为主，防患于未然”的观念，把事故处理在萌芽状态，有效的避免事故扩大化。
4）处理方法要改进。例如煤仓堵塞的常用办法的是捅触、炮崩。这两种方法安全性均较差，都有一定的危险性，放炮批准手续严格，并且放炮前要做诸多检查、准备工作，不仅费时间，严重影响生产，而且还存在诸多不安全因素，时有发生崩坏漏斗或破坏仓体现象，应作另外一些有益的尝试和研究（比如空气炮）。
参考文献:
[1]东兆星,吴士良. 井巷工程[M].北京：中国矿业大学出版社，2004.
[2]中华人民共和国建设部.GB50086-2001锚杆喷射混凝土支护技术规范[S].中国计划出版社，2001.
[3] 王玉钦,冀焕军,杨永利.煤矿井下动水注浆堵水实践[J]. 煤炭科学技术,2007,35(2).
论文作者:邢长勇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
标签：下口论文; 方式论文; 采区论文; 注浆论文; 裂隙论文; 煤炭论文; 方法论文; 《电力设备》2018年第20期论文;