大断面煤仓施工技术的应用研究.PDF

总第8 9期 大断面煤仓施工技术的应用研究 李凌山 山东里能集团公司 新河煤矿， 山东 济宁2 7 2 4 0 0 摘要 煤仓作为煤矿生产开拓中的特殊硐室， 在施工过程 中， 不同于常规巷道， 其施工工序相对复杂 ， 难 度较大 ， 给安全生产造成很大隐患。介绍了新河煤矿在施工 一 4 0 0 m水平煤仓时所采取的一些具体措施 ， 通过采取这些措施， 取得了圆满的施工效果。 关键词 煤仓施工； 反井钻机导硐施工法； 新河煤矿 中图分类号 T D 2 2 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 5 - 2 7 9 8 2 0 0 7 0 3 ． 0 0 2 2 - 0 3 Ap p l i c a t i o n a n d Re s e a r c h a b o u t t h e Te c h n o l o g y o f He a v y S e c t i o n Bu n k e r Co n s t r u c t i o n L I Li n g- s h a n X i n h e C o a l 施船， S h a n d o n g L i n e n g G r o u p C o ． ， J i n i n g 2 7 240 0 ， C h i n a Ab s t r a c t As b u n k e r i s a s p e c i a l c h a mb e r i n c o al mi n e e x p l o i t ，i t i s d i ffe r e n t f r o m r o u ti n e d r i f t ．I t wo r k p r o c e d u r e w e r e c o mp l e x r e l a t i v e l y a n d h a v e d i ffic u l t t o d e a l wi t h w h i c h ma d e b i g h i d d e n t r o u b l e ．T h i s p a p e r i n t r o d u c e d s o me c o n c r e t e me a s u r e a b o u t c o n s t r u c t i o n i n - 4 0 0 m b u n k e r ；t h r o u g h t h e s e me a s u r e s w e a c q u i r e d s a t i s f a c t o r y e f f e c t i o n ． Ke y wo r d s h e a v y s e c ti o n b u n k e r ；r a i s eb o r i n g ma c h i n e p i l o t d r i f t i n g me tho d；Xi n h e C o al Mi n e 1 概况 2 施工工艺 新河煤矿位于山东省济宁煤田唐口勘探区的西 南部， 设计 年产 量 4 5万 t ， 主采煤 层 3煤层。 一 4 0 0 i n 水平煤仓 连接 一 4 0 0 i n水 平和 一 7 6 0 i n水 平两条胶带暗斜井， 服务于 一 7 6 0 in水平各工作面 煤炭回采， 用于暂时存放回采的煤炭， 协调煤炭运 输。整个工程包括给煤机硐室、 煤仓仓体 、 仓顶硐室 三个单项工程 。给煤机硐室净宽为 4 0 0 0 i n i n ， 净高 为 3 5 0 0～ 8 3 0 0 m m， 长度为 1 1 0 0 0 mm， 浇筑混凝 土厚度为6 0 0 m m， 掘进体积 2 9 6 ． 6 in ， 浇筑混凝土 体积 1 5 6 ． 9 4 in 。 ； 煤仓为圆柱体 ， 净直径 8 0 0 0 m m， 掘进直径 9 2 0 0 m m， 高度 1 7 3 6 0 m m， 浇筑混凝土厚 度为 5 0 0 mm， 掘进体积 l 1 5 3 ． 4 in。 ， 浇筑混凝 土体 积3 2 6 ． 7 8 in 。 ； 仓顶硐室事先按要求施工完毕。煤 仓岩性从下到上依次为泥岩 1 ． 6 in 、 3煤 1 ． 5 in 、 粉 砂岩 2 ． 4 2 in及 中砂岩。 2 2 2 ． 1 施 工方 法 煤仓采用反井钻机导硐施工法。仓顶硐室已经 施工完毕 ， 施工煤仓时， 首先利用反井钻机从中间施 工导硐， 再 自 上而下依次掘进施工仓体硐室， 然后施 工给煤机硐室 ， 最后进行混凝土整体浇筑。 2 ． 2施工顺序 利用反井钻机施工直径 1 in的溜矸井一放炮破 岩施工煤仓主体一从下方刷帮挑顶施工出给煤机硐 室一浇筑给煤机硐室一浇筑下锁 口一浇筑主体煤仓 一浇筑上锁 口一浇筑仓顶硐室 。 2 ． 3 施工要求 1 施工中在仓顶硐室顶部打设 4根锚索， 锚 索必须达到足够的抗拉强度， 满足使用要求， 安设 2 个绳套， 固定 5 t 滑轮一个， 用于提升。绞车采用 2 5 k W绞车提升 ， 采用 自制小型吊桶提升材料。 2 煤仓施工到 2 in时 ， 开始做封 口盘 ， 封 口 修回日期 2 0 0 6 - 1 1 - 1 0 作者简介 李凌山 1 9 7 3一 ， 男， 山东滨州人 ， 工程师， 从事煤矿安全生产管理工作。 维普资讯 2 0 0 7年 3月 李凌山 大断面煤仓施工技术的应用研究 第1 6卷第3期 盘用 4根 I 2 0 C工字钢做主梁 ， I 1 1 工字钢做副梁 ， 全 断面封闭， 上铺 7 0 m m厚木板 ， 铺木板时 留出中心 孔、 下料 口、 上下人员安全出 口， 不 量线 、 下料 、 上下 人员时， 将上述孔盖严。煤仓施工封 口盘见图 1 。 m I l i T 。 蛤 ‘ f 工 字 钢 ＼＼R 4 6 0 0 I 2 O 1 9 0 0 ll _ I ●______●__ ， ／ 1 9 0 0 1 8 0 0 1『8 o o 毫 f 由 ； 下 翻 f I l 、 ； j 4 0 0 0 h 图 1 煤仓施工封 口盘 3 煤仓矸石从溜矸井溜矸时， 溜矸井用蓖子 盖好防止人员顺矸坠井 ， 蓖子采用 D1 8 m m钢筋焊 成 ， 直径 2 m， 网格为 3 5 0 mm3 5 0 I n m。溜矸完毕 后 ， 用盖板盖好 ， 盖板 用 5 0 m m厚 木板做 成 ， 直径 2 m。具体做法 先在溜矸井下口两侧埋设两根钢 梁， 封口时插入5 0 m m厚木板挡住溜矸口以防止落 矸伤人 。 4 施工煤仓时 ， 人员上下走 软梯 ， 严禁乘 坐 吊桶。软梯 采用 D1 8 ． 5 mm钢 丝绳 编制 ， 梯 撑用 D 1 8 m m钢筋， 软梯用双锚杆固定， 即梯子每一边的 钢丝绳固定在两根锚杆上， 锚杆在距离仓 口边缘 3 m远的地方垂直底板打设 ， 全长锚固。 5 硐室施工的钢筋表面必须清洁， 严禁使用 有裂缝、 断伤、 刻痕的钢筋。钢筋搭接长度不应少于 3 5 D 即 D 8 m m搭接长度 2 8 0 m m， D1 8 m m搭 接长 度 6 3 0 m m， D 2 0 mm搭接长度 7 0 0 m m， D 2 2 m m搭接 长度 7 7 0 mm 。 6 煤仓上 口溜矸与下部出矸严禁同时进行， 只有当溜矸井上 口用井盖盖牢， 确保安全后 ， 方可从 下部装矸。在下部装矸时， 严禁作业人员在煤仓溜 矸口正下方装矸， 并设专人观察情况， 负责安全， 防 止落石伤人。向下攉矸时， 作业人员必须戴好安全 带或用综绳绑牢， 绳头绑到软梯上或帮锚杆上。上 下材料时 ， 应联系清楚 ， 方可上下材料。 7 仓体硐室净半经为4 0 0 0 m m， 中心线至任 何一点 的水 平距 离不 得小 于4 0 0 0 mm， 不得 大 于 4 0 3 0 mm； 给煤机硐室净宽为 4 0 0 0 m m， 剥帮宽度 为 5 4 0 0 mm， 底脚基础掘进宽度为 6 2 0 0 m i n ， 浇筑 后， 中心线到任何一帮距离不得小于2 0 0 0 m m， 不 得大于2 0 3 0 m m； 给煤机硐室为平顶、 斜底， 在距煤 仓边缘上部 1 6 5 0 m m处挑平施工， 掘进长度为 1 2 2 0 0 mm。挑顶时需 要搭设脚 手架 ， 严 格按挑顶 规定施工。 8 脚手架必须搭设牢固， 所有销子和螺栓拧 齐、 拧牢靠 。脚手架大板 均采用 5 0 m m木板铺设 ， 铺设后均用扒钉联接好。所有在煤仓工作的人员都 必须佩戴好保险带 ， 并生根牢固， 保险带末端固定在 软梯或帮锚杆上 。上下材料均应绑扎牢固， 上下人 员必须联系清楚 ， 方 可上下 。煤仓上 口必须 安设专 人看管煤仓溜矸井， 以保证安全。 3 支护设计 3 ． 1 支护方式 1 临时支护 。临时支护采用锚 、 网、 喷联合 支护方式 。锚杆为 D1 8 m m等强度螺纹钢 ， 间排距 为 8 0 0 m m 8 0 0 mm， 锚杆长度为 2 0 0 0 m m， 每根锚 杆均采用 2块树脂 锚 固剂 固定 ， 锚 固长度 不少 于 7 0 0 m m， 锚杆外露长度保持 4 0 0 mm， 以便与钢筋搭 接 。托盘为圆形 ， 用 6 m m钢板压制成弧形 。树脂 锚 固剂直径为 2 5 m m， 每块长度为 3 5 0 mm， 锚杆均 使用配套标准螺母紧固， 锚固剂型号为 Z 2 3 0 0 ， 每根 锚杆 锚 固力不 少 于 6 4 k N 。墙 壁挂 网为 单层 D 3 ． 5 m m的金属网， 网格为 1 0 0 mm1 0 0 m m， 网要 压茬连接 ， 搭接长度为 1 0 o I n m， 相邻两块 网之间要 用 1 4 铁丝连接 ， 连接点要均匀布置 ， 间距2 0 0 m m。 喷射混凝土厚度为 1 0 0 m m， 喷射混凝土强度为 C 2 0 ， 使用标号不低于 4 2 5 水泥， 沙为纯净的河沙， 石子过筛粒 ， 粒径大于 1 5 m n l的石子要剔 除， 混凝 土抗拉强度 1 ． 4 M P a 、 抗压强度7 0 M P a ， 配合比为水 泥 沙 石子 1 2 2 ； 速凝剂型号 J 8 5型、 搀人量一 般为水泥重量 的 2 ％ ～3 ． 5 ％ ， 喷拱取上限 ， 喷淋水 区时， 可酎隋加大速凝剂搀量， 速凝剂必须在喷浆机 上料 口均匀加入 ， 喷射厚度为 1 0 0 h i m。 2 永久支护。永久支护为钢筋混凝土碹体 支护 ， 煤仓浇筑厚度为 5 0 0 m i n ， 绑扎双层钢筋 ， 纵向 钢筋为二级 D 1 8 ， 间距为 3 0 0 i l l m， 环 向钢筋为二级 1 9 2 0， 间距为 3 0 0 m m， 两层钢筋间的箍筋为一级 鹏 ， 间距为 6 0 0 m m； 给煤机硐室浇筑厚度为 6 0 0 m m， 绑 扎双层钢筋 ， 纵 向钢筋为二级 D 2 0 ， 间距为 3 0 0 m m， 23 维普资讯 2 0 0 7年3月 李凌山 大断面煤仓施工技术的应用研究 第1 6 卷第3 期 横向钢筋为二级 D 2 0 ， 间距为 3 0 0 m m， 两层钢筋间 的箍筋为一级 8 ， 间距为6 0 0 m m； 浇筑混凝土使用 标号不低于 4 2 5 水 泥， 沙为纯净 的河沙 ， 混凝 土强 度为 C 3 0 ， 配合比为 水泥 中沙 石子 1 1 ． 5 3 体积比 ， 水灰 比 水 水泥 1 0 ． 4 5 质量 比 。 钢筋按设计分别采用 D 8 、 D 1 8 、 D 2 2钢筋。 3 ． 2 锚杆安装工艺 1 打锚杆眼。打眼前 ， 首先按照煤仓中心线 严格检查煤仓断面规格， 仔细检查顶帮围岩情况， 找 掉活矸、 危岩， 确认安全后方可开始作业。锚杆眼的 位置要准确， 眼位误差不得超过 1 0 0 m m ， 锚杆要用 帮锚钻机或风钻垂直井壁打设， 角度误差不得大于 1 5 。 。锚杆眼深度应与锚杆长度相匹配， 严格按照锚 杆长度打眼， 深度 2 m， 锚杆眼打好后， 应将眼内的 岩渣、 积水清理干净。煤仓锚杆按从上到下的顺序 进行， 给煤机硐室按由外向内先顶后帮的顺序进行。 2 安装锚杆。安装前， 应连续将 2块树脂锚 固剂送入眼底 ， 把锚杆插人锚杆眼里， 使锚杆顶住树 脂锚固剂， 外端头套上钢丝网、 托盘、 螺帽， 用带有专 用套筒的风动锚杆机卡住螺帽， 开动风动锚杆机 ， 使 锚杆机带动杆体旋转将锚杆旋人树脂锚固剂， 对锚 固剂进行搅拌， 搅拌旋转时大于3 5 s ， 直至锚杆锚固 后， 方可撤去风动锚杆机， 然后拧紧螺帽， 1 2 m i n以 后 ， 再次拧紧螺帽给锚杆施加预紧力 ， 使锚杆的锚固 力达到设计要求。 4 爆破作业 硐室施工采用放小炮 的松动爆破方法， 煤仓仓 体采用全断面一次装药爆破。炸药采用煤矿乳化炸 药； 雷管采用毫秒延期电雷管， 电雷管必须编号； 装 药结构采用正向装药结构； 启爆使用 M F D一1 0 0型 发爆器启爆 ； 联线 方式 为串联； 炮 眼封泥使用 水炮 泥， 水炮泥外剩余的炮眼部分用粘土炮泥封实。 进行挑顶、 剥帮作业时， 炮眼深度小于 0 ． 6 m 时， 封泥长度必须符合下列要求 ①每孔装药量不得 超过 1 5 0 g ； ②炮眼必须封满炮泥； ③爆破前， 必须在 爆破地点附近洒水降尘， 并检查瓦斯， 浓度超过 1 ％ 不准爆破； ④检查并加固爆破地点附近支架； ⑤爆破 时， 必须站好岗， 并有班组长在现场指挥。 炮眼 深 度 超 过 1 H I时， 封 泥 长 度 不 得 小 于 0 ． 5 m。煤仓炮眼布置见图2 ， 煤仓仓体爆破参数见 表 1 。 2 4 图 2 煤仓炮眼布置 表 1 煤仓仓体爆破参数 5 劳动组织 巷道掘进施工采用“ 三八制” 作业方式 根据施 工情况可进行适当调整 。为保证正规循环作业的 完成， 迎头施工作业根据劳动组织的人员配备， 合理 安排工序， 工序和工序之间尽量做到交叉进行， 平行 作业， 以充分利用工作时间， 提高工作效率。 6 施工效果分析 该煤仓于 2 0 0 6年 3月 2 8日开始施工， 预计 2 0 0 6年 6月 2 8日竣工 ， 工期为 3个月 ， 在整个施工 过程 中， 由于各环节组织得力 ， 施工人员严格按照措 施施工 ， 截止到 2 0 0 6年 5月 2 8日整个工程便顺利 全面完工， 比预定工期提前了一个月的时间， 累计节 约资金8 万元左右， 杜绝了“ 三违” 和工伤事故的发 生 ， 缓解了采掘关系 ， 为新河煤矿在以后的煤仓施工 方面积累了宝贵的经验 。 [ 责任编辑 魏晋英】 维普资讯