引言
在井工煤矿生产期间，通常在运煤路线中均有施工煤仓，煤仓是煤矿运煤路线中的关键设施之一。在煤仓的使用过程中，由于煤炭及矸石对煤仓壁的碰撞、冲刷作用，对仓壁造成了破坏，因此给生产带来了严重的影响，同时也严重威胁着煤矿生产安全。本文对于煤仓整修加固的施工设计、方法等进行介绍。
1.52煤仓基本情况
经过长期使用，该煤仓经常有破损仓壁被煤矸砸掉落，对此52煤仓先后整修多达5次以上，整修以锚喷为主。然而仍然没有遏制住煤仓的损坏，也大大增加了整修成本。经过多次调查发现，煤仓破损仓壁孔洞以里已经被冲刷成空洞，局部造成仓壁悬空，严重威胁煤仓的安全使用。据调查，煤仓破损空洞平均长×宽×高=8m×5m×15m。对此，经过多次现场调查和组织相关部室单位开会研究，决定对52煤仓破损处采用挂网、锚喷+锚索+钢筋砼浇筑进行支护。
2.52煤仓概况
52煤仓为直立煤仓，圆形断面，半径2m。上口及仓身原采用二次支护，第一次为锚网喷支护，第二次为钢筋砼浇筑支护。煤仓下口采用钢筋砼支护，采用铁屑砼浇筑。煤仓层位位于大煤顶板至一座灰岩顶板之间，破损部位位于大煤底板，距煤仓上口16m~31m处，岩性为中粒砂岩、粉砂岩。
3.52煤仓整修加固工程方案
整个整修加固过程大致分为三个阶段
（1）处理悬空仓壁阶段：小点炮配合风镐找掉悬空仓壁，然后锚网喷封严，充分利用锚索的承载拱作用，根据现场确定最佳角度打设，使其与围岩连成一体。
（2）破损仓壁锚喷+锚索支护：煤仓储煤至仓壁破损范围顶部逐段施工。即由上向下储煤放煤→锚喷+锚索支护→放煤→锚喷+锚索支护。如此反复循环施工作业直至煤仓壁破损部位全部锚网索支护施工完毕。
（3）钢筋混凝土修复仓壁：先放煤至破损仓壁底部，然后绑扎钢筋+钢网，浇筑混凝土。施工完一层后（每层高500mm），再绑扎下一层钢筋进行浇筑，直至这一阶段浇筑完毕（每阶段高1.5m）。每一阶段施工完后，煤仓放煤至下一阶段施工处，继续以上循环作业直至帮部钢筋砼仓壁全部施工完毕，钢筋砼仓壁厚度平均1m。最后将顶部破损仓壁直接喷射300mm厚的混凝土，封严。
4.52煤仓维修加固支护参数及方法
（1）处理悬空仓壁。
锚喷支护参数：喷C20砼，初喷50mm，复喷100mm，杆体为φ20mm的20MnSi左旋高强度无纵筋螺纹钢，长2.2m，锚杆间排距500mm，五花型排列。每根锚杆采用4个Z2335树脂药卷锚固和200×200×16mm的钢托盘配一个半球形调整垫铁，锚杆螺母扭矩不小于200N•m，锚固力不小于100kN。全断面挂设钢筋网，钢筋网采用Φ 6钢筋编制而成，规格为1500×800mm，网孔150×150mm，搭接长度100mm，搭接处每隔150mm用双股14#绑丝绑扎一道。
（2）对整个破损面采用锚喷+锚索支护。
锚喷支护参数：锚杆杆体为φ18mm的等强锚杆，长2.4m，锚杆间排距700mm。每根锚杆采用1个K2835、2个Z2835型药卷进行锚固，锚杆外露长度500mm，每根锚杆配一块120×120×8mm的钢托盘，其锚固力不小于64kN、预紧力不小于135N•m。全断面挂钢筋网，钢筋网采用φ6mm钢筋编制焊接而成，规格1500×800mm、网孔规格150×150mm、搭接长度100mm，搭接处每间隔150mm用双股铅丝绑扎一道。网与锚杆要固定牢固，网要紧贴岩面，锚杆支护完毕后喷C20砼100mm。
锚索参数：锚索长7350mm，直径21.6mm，低松弛级，强度级别1860MPa，破坏负荷不小于530kN;锚索间排距1400mm，矩形排列，帮锚索与水平面夹角为40°；每根配一块400×400×16mm的凸形钢托盘；锚索预紧力不小于150kN,孔径28mm，采用CK2360、K2360、Z2360药卷各一个进行锚固。
（3）浇筑仓壁施工。
C20钢筋砼支护，钢筋砼支护由下至上逐步向上施工。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆钢筋需要由里向外布置3层、层间距400mm，横筋、纵筋、连接筋均为φ20mm，其中竖筋间距700mm，排距400mm；横筋间距400mm，排距350mm；连接筋间排距350mm。采用20#绑丝绑扎，钢筋搭接长度不少于400mm，连接筋与破损仓壁面打设的等强锚杆搭接，搭接长度以锚杆外露长度为准（以500mm为准），采用20#绑丝绑扎。最外层钢筋往外全断面挂钢筋网，钢筋网与连接筋最外端用绑丝绑扎，钢筋网用双层，网孔相错挂设，网孔规格120mm×120mm。
5.52煤仓整修加固施工中遇到的难点
（1）破损部位在煤仓中下部且仓内范围狭窄，不利于开展施工。
（2）局部破损仓壁呈悬空状态，并与围岩脱离，是一重大隐患。
（3）破损仓壁以里顶部、帮部岩石脱落，无支护。破损面参差不齐。
（4）破损范围大、面积广。
（5）运输人员、物料上下在安全上如何提高安全系数，特别是稳车运输管理。
（6）现场不能安装输送泵，利用喷射机输送如何保持配料配比以及如何维护和更换出料管。
6.技术创新点
（1）由于破损范围大，破损仓壁想要恢复到原有煤仓规格不现实，一是工作量大，工程用料多，成本高；二是充填砼料自重大，填满整个空洞后，围岩与塑造的混凝土仓壁并不能有效连成一体；三是恢复原有仓壁面会造成受力面积减小，不利于分散矸石冲击力。因此只能根据目前的仓壁破损轮廓进行支护。
（2）由于受损部位在其中下部，想要打设常规工作平台会带来新的风险和隐患。其一，高空作业，风险大；其二，仓壁光滑，不利于摆架；其三，仓身距破损岩壁大约相距5m，工作台延伸远，不利于施工安全；三是仓内空间狭窄，工作台搭设受限。
7.工程效果及效益分析
52煤仓整修完成后，经过三个月生产使用发现效果良好，更加肯定了锚网索在煤仓整修工程中的作用和优势。既达到了加固煤仓的预期目标，确保了煤仓的使用安全，又减小了工作量，降低了整修成本。
效益分析：
（1）整修加固范围
①煤仓破损仓壁整修加固工程量共计15米高。
②整修支护面积S=l×h，l为平均周长：l=8m×3.14≈25m；h为破损高度：h≈15m；
经计算S=25m×15m=375m²。
③浇筑仓壁体积V1=S×w，w为支护混凝土厚度，按1.5m计算。经计算V=375m²×1.5m=562.5m³。
（2）整修用料
①锚杆使用数量M1=S/(0.7×0.7）=375/0.49≈766根；
②锚索使用数量M2=S/（1.4×1.4）=375/1.96≈192根。
③钢筋使用吨数G=[(l/0.7)h×a+(h/0.4)l×a+w(l/0.7)(h/0.4)]αβ，a为钢筋层数，α为钢筋搭接系数，每12m损失0.4m，按1.03计算；β为每米φ18钢筋重量，按2㎏/m计算。经计算： G≈（1607+2812.5+2008.9）×1.03×2≈14070kg，约14吨。
经计算该施工方案经济效益明显，同时提高了煤仓的强度，延长了煤仓寿命，预计5年内不用再次整修。避免了多次整修造成的人力物力浪费。
9.结束语
煤仓整修加固施工采用锚网索+钢筋混凝土支护大幅度减少了工人的劳动强度，提高了整修效率，提高了安全系数。相比原来的治标不治本的单纯锚喷施工方法，和充填钢筋混凝土的大工作量做法，更加明显的体现出该施工设计方法的优势。
论文作者:羊东矿,徐学鹏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/7/23
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