浅析矿井大断面垂深煤仓快速施工技术

来源:用户上传      作者: 刘玉元

　　摘 要：煤仓在井下煤炭生产运输系统中起着储存和转载作用。+740水平三号煤仓因其断面大、结构特殊、工序复杂、安全要求高等特点给安全快速施工造成很大难度。本工程主要采取反井钻机等施工技术，完成导硐施工，特大断面分区扩刷爆破、仓口蓬盖、非对称煤仓下锁口、分段浇筑等工序，取得了良好的技术经济效益。
　　关键词：大断面；煤仓；快速施工；非对称
　　中图分类号：TD26 文献标识码：A
　　1 概述
　　740三号煤仓位于740运输石门延长段中部，为保证其下口的给煤机硐室不超过6米，故将下缩口设计为非对称缩口，缩口中心偏离仓心2m。
　　740三号煤仓形状为圆形立式；设计垂深45.35m，上口掘进断面为113.04m2，净断面为78.5m2；仓体掘进断面为88.2m2，净断面为78.5m2。
　　740三号煤仓上口2m、下锁口11.25m，采用钢筋砼浇筑而成，砼标号为C30；仓身（长度为32.1m）全部采用喷、锚网喷二次支护。
　　煤仓掘进过程中自上而下穿过的岩层依次为：粉砂岩，细砂岩，泥岩，中砂岩，粉砂岩，1煤，泥质细砂岩，2煤，泥质细砂岩，泥岩，中砂岩。其中1煤顶板和3煤顶板的中砂岩为含水层，含水层厚度为15.18m，预计正常涌水量3m3/h，最大涌水量4 m3/h。
　　2 施工组织
　　2.1 施工方案
　　煤仓采用反井钻机导硐光面爆破刷大进行施工。先用反井钻机在设计位置钻出Φ1m的两个溜矸孔，将煤仓的上口、下口硐室贯通，然后自上而下进行刷大。煤仓刷大的矸石自溜矸孔溜至煤仓下口硐室，用扒装机扒装至跟机皮带外运。先施工煤仓下口巷道及给煤机硐室两边的墙体。待两边墙体浇注混凝土完毕后，转入煤仓主体施工。首先施工出深度为2m的钢筋砼仓口，一次施工完毕；然后以段高4m交替施工出长度为32.1m的煤仓仓体喷砼段，然后施工出垂深为11.25m的煤仓下锁口。最后转入给煤机硐室剩余墙体、楼板及煤仓漏斗口的绑扎钢筋和支模工作及浇注砼工作。
　　2.2 支护方式
　　一次支护：光爆后进行初喷30mm的砼，初凝20分钟并达到一定强度后进行打安锚杆及出矸，锚杆间排距为1000×1000mm，网与网之间每隔200mm扭接一处，然后复喷90mm盖网。
　　永久支护：煤仓上口2m范围内、下锁口及给煤机硐室采用钢筋砼支护；上口2m锚网喷支护加钢筋混凝土支护总厚度为1000mm，下锁口漏斗处及给煤机硐室砼厚度为500mm。下锁口斜墙采用锚网喷支护加钢筋混凝土（厚度为500mm）支护，仓体采用喷、锚网喷二次支护，喷射混凝土总喷厚为300mm。碹体接茬处要用喷浆方式找齐、找平。
　　2.3施工顺序
　　2.3.1 煤仓溜矸孔施工
　　在煤仓上口确定煤仓溜矸孔位置，在反井钻机基础上安装反井钻机，自上而下钻一个Φ200mm孔。贯通后在下部给煤机硐室卸掉Φ200mm钻头，安装扩孔钻头Φ1000mm，自下而上扩孔。
　　2.3.2 仓体刷大
　　煤仓溜矸孔施工完成后，进行仓身刷大施工。安装14t回柱绞车作为提升绞车，配30t提升导向轮及Φ21.5mm防转钢丝绳，采用小型吊桶提升人员、材料。 仓身刷大采用钻爆法施工，光面控制爆破。本着最大利用爆破自由面的原则布置炮眼，选用煤矿二级许用炸药、毫秒延期电雷管爆破。首先以半径3m、垂深2m对溜矸孔进行扩大，然后采用采用1/2圆环断面掘进，1/2环均采用全断面一次爆破一次成巷，光面控制爆破，1/2圆环断面的铅垂深度不得超过2m。爆破后的矸石从溜矸孔向下溜放，在下部给煤机硐室扒装矸石。煤仓仓身在每次刷掘一个循环后进行打锚杆、挂网喷浆二次支护。喷浆合格后方可进行下一个循环，每个循环为2m，直至煤仓缩口段。
　　2.3.3 蓬仓口
　　仓体刷大6m后，对仓口进行蓬盖。采用26根20B工字钢呈十字形全断面封闭，工字钢间距不大于800mm，上铺80mm厚木板。铺木板时留出中心孔、下料口、上下人员安全出口。
　　2.3.4 浇注混凝土
　　浇注混凝土前，进行绑扎钢筋，支设模板，同时安设预留件，与原先已经施工的给煤机两帮混凝土墙体一起浇注至下缩口上平台处形成一个整体。待混凝土达到一定强度后，开始浇筑煤仓缩口段。
　　缩口段浇筑前，首先进行绑扎钢筋，然后铺设22kg/m钢轨。钢轨应铺设均匀，并覆盖整个斜面，钢轨与钢筋结合处焊接牢固。然后支设模板即可一次性分段浇注混凝土。
　　3 煤仓施工问题处理
　　3.1 施工方法及工艺改进
　　煤仓采用先进的反井钻机法和钻爆法施工。反井钻机应用改变了原来自下而上反井炮掘的施工工艺。双溜矸孔的钻设，既增大了爆破自由面面积，同时有效的提高了爆破后的出矸效率。煤仓采用光爆及锚网喷一次支护，把被动支护方式变成主动支护方式。通过扩孔最大限度的利用了已有的爆破自由面，同时有创造了更大的爆破自由面有效地控制仓体成型。
　　3.2 防转钢丝绳及吊桶的应用
　　防转钢丝绳及吊桶的应用改变了以往人员上下只能爬软梯的方式，解决了人员高空坠落的安全问题。
　　3.3 CAD三维制图与施工现场的结合运用
　　运用CAD三维制图制作出煤仓非对称下缩口的模型，准确地找到缩口与仓体连接点，提高施工准确性。
　　结语
　　740三号煤仓的施工，通过采用反井钻机导孔，光爆刷大施工方法。仓体内安装吊桶进行施工等措施，保证了安全施工，加快了施工速度，工期比原计划提前近30日，取得非常好经济效果。
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