復雜條件下矸石倉快速施工技術(shù)在楊河煤業(yè)的應(yīng)用

摘要：提高煤質(zhì)是對煤炭企業(yè)有著重要的意義。楊河煤業(yè)42采區(qū)回采工作面遇到大面積矸石，直接導致煤炭質(zhì)量下降。為提高煤炭質(zhì)量，且保證42采區(qū)煤炭運輸?shù)倪B續(xù)運輸不受影響，公司提出了在42采區(qū)皮帶運輸巷施工壁龕與矸石倉來進行煤矸分流的方案。通過使用反井鉆機進行快速施工，取得了預(yù)想的效果。

關(guān)鍵詞：滑動構(gòu)造 矸石倉 快速施工 反井鉆機 壁龕

楊河煤業(yè)42采區(qū)主要以浮山寨斷層組為主要構(gòu)造：在斷層兩邊以單斜為主，南部發(fā)育滑動構(gòu)造，主滑面標高94-177m，滑動構(gòu)造缺失地層厚度160-320m。主采煤層二1煤層在首采工作面部分滑失，致使回采工作面遇大面積矸石。所以42采區(qū)煤矸分運成為提高公司煤質(zhì)和優(yōu)化煤炭產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高煤炭企業(yè)經(jīng)濟效益的必要途徑。為此，我們綜合分析了42采區(qū)的地質(zhì)情況及回采工藝，提出了在42采區(qū)皮帶運輸巷施工矸石倉的方案，將工作面矸石集中運輸，通過分流系統(tǒng)排入矸石倉。矸石倉位于井底車場附近，施工中可能影響車場運輸，且深度大，需穿透多個巖石層位，所以矸石倉的快速施工成為亟待解決的新問題。

1 施工條件

楊河煤業(yè)42皮帶運輸巷矸石倉位于井底車場附近，周邊巷道復雜，施工中需將對其周邊巷道的影響降至最??；且42皮帶運輸巷是42采區(qū)主要運煤線路，在矸石倉的施工中不能中斷煤炭的運輸，所以我們最終確定在42皮帶運輸巷皮帶側(cè)施工壁龕，矸石倉于42皮帶運輸巷壁龕向里2.5m向下，于42軌道下車場貫通，矸石倉總工程量41m。

2 方案實施

2.1 施工準備 根據(jù)矸石倉勘探成果及周邊巷道已揭露的地質(zhì)資料，選擇LM-120型反井鉆機施工。先施工Φ216mm的導孔后擴孔成Φ1.4m的導井，然后人工擴挖成Φ4.0m的圓形斷面。

考慮到施工須對42采區(qū)回采煤炭的運輸不受影響，先于42皮帶運輸巷皮帶側(cè)施工壁龕，壁龕斷面形狀為直墻半圓拱，巷道規(guī)格：凈寬×凈高=4.2×3.6m，凈面積：12.6m2，掘進面積：14.6m2，巷道支護：錨網(wǎng)噴支護，錨桿間距為800×800mm。同時根據(jù)反井鉆機基礎(chǔ)尺寸對矸石倉下部42采區(qū)軌道聯(lián)巷進行替棚，作為矸石倉反井鉆機設(shè)施的施工場地，并及時對圍巖進行錨固以便于施工鉆機基礎(chǔ)和循環(huán)池的穩(wěn)定。矸石倉下口替棚采用“3.8×3.8m礦工鋼對棚”支護，鋼筋網(wǎng)背幫頂，要求巷道下凈寬5.0m，凈高3.6m，棚距500mm，每棚撐木4根，分別打設(shè)在距梁齒200mm、400mm處，并打緊打牢成一直線。兩幫距底板1.5m處及頂部梁齒以里及以下0.3m處各采用工字鋼進行連鎖加固，工程量8m。

2.2 導孔鉆進與擴孔 導孔鉆孔前先進行地質(zhì)鉆探。鉆探的目的是檢驗和補充設(shè)計周邊已揭露巷道的地質(zhì)勘探資料，以便根據(jù)鉆探結(jié)果合理設(shè)計矸石倉的支護形式，并選擇適宜的開挖方式。反井鉆機雖然不是取芯鉆進，但根據(jù)對鉆進過程觀測以及返出巖屑的情況，通過以往施工經(jīng)驗進行判斷，可以對地層有初步了解和定性分析，為Φ1.4m擴孔鉆進、孔壁維護以及后期擴挖到設(shè)計直徑的工作提供參考。根據(jù)超前地質(zhì)勘探成果資料顯示：結(jié)構(gòu)裂隙發(fā)育，巖層破碎較多，巖性較差，圍巖穩(wěn)定性差。因此在矸石倉導井鉆孔施工前對該段井壁圍巖進行超前固結(jié)灌漿預(yù)加固處理以防止反井鉆進過程中出現(xiàn)塌孔。

擴孔施工前，作業(yè)人員將矸石倉上口雜物清理干凈，確保退路暢通；在矸石倉下口使用直徑不小于160mm圓木搭設(shè)牢固木棚并安裝臨時溜煤嘴。擴孔準備工作完成后，在矸石倉的下部42采區(qū)軌道聯(lián)巷中拆掉導孔鉆頭，聯(lián)接上擴孔鉆頭，由下向上擴孔，將斷面擴為Φ1.4m的導井。擴孔時注意觀察下落的巖屑的情況，了解巖石層位的變化以便做出合理的應(yīng)對措施。

擴孔完成后，進行人工擴挖工作。擴挖時按設(shè)計要求將上口斜孔擴至垂直孔，高度2m。由上至下打輔助眼與周邊眼，眼深分別為1.3m、1.2m。使用安全等級不低于三級的礦用含水炸藥，進行正向裝藥，串聯(lián)起爆，水炮泥、黃土封孔，封孔長度不小于0.5m。矸石倉采用“圓形U型鋼+錨網(wǎng)”臨時支護，圓形U型鋼每棚由4節(jié)U型鋼相互搭接，搭接長度400mm，棚與棚間采用四道U型鋼或道軌（工字鋼）聯(lián)鎖；每棚卡纜12個，拉桿四根，棚距0.5m；錨桿長度1.8m，錨桿間排距為800×800mm；鋼筋網(wǎng)搭接100mm，聯(lián)網(wǎng)間距為150mm。

2.3 澆灌與后期布置 根據(jù)我公司矸石倉使用經(jīng)驗，“U型鋼+混凝土澆灌”支護強度不夠，經(jīng)常出現(xiàn)矸石倉受力面混凝土脫落、U型鋼變形，所以本次施工時，在矸石倉受力面排列鋪設(shè)廢棄道軌以增加矸石倉的抗沖擊能力。澆灌厚度為500mm，要求澆灌后凈斷面為Φ3.0m。（附圖1）■

在矸石倉上口采用12#工字鋼敷設(shè)蓖子，網(wǎng)孔尺寸300×300mm。（附圖2）矸石倉下口向東2m南幫需施工一個信號硐室，硐室采用“2.6×2.4m錨網(wǎng)噴”支護。錨桿長度為1.8m，錨桿間排距為800×800mm；鋼筋網(wǎng)搭接100mm，聯(lián)網(wǎng)間距為150mm，噴漿厚度為50mm。

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3 存在問題

矸石倉施工完成并投入使用后，出矸量有了大幅度的增加，排矸礦車緊張，為副井的矸石提升帶來了相應(yīng)的問題。為此，公司必須加強井下礦車管理，通過優(yōu)化運輸系統(tǒng)、提高運輸效率來解決礦車供應(yīng)緊張問題，確保出矸系統(tǒng)的正常循環(huán)。

4 結(jié)論

①在采區(qū)中遇到滑動構(gòu)造而形成回采工作面大面積遇矸石的情況下，設(shè)置煤矸分流裝置轉(zhuǎn)運至矸石倉可以大幅地提高煤炭質(zhì)量。②通過先施工壁龕再施工矸石倉可以在不影響采區(qū)皮帶運輸巷煤炭運輸?shù)臈l件下，同時壁龕為煤矸分流系統(tǒng)的布置提供了空間。③矸石分流增大了井底煤倉的有效容積，提高了提升煤炭的效率。同時，也降低了矸石對提升箕斗的沖擊磨損，減少了提升設(shè)備的維護費用。④本次施工為反井鉆機在復雜巷道條件下施工矸石倉提供了借鑒。⑤煤矸分流系統(tǒng)的應(yīng)用，減少了平地煤炭篩選工作量，進一步優(yōu)化了煤質(zhì)，降低了煤炭中的灰分，提高了發(fā)熱量，保證了煤炭質(zhì)量。

參考文獻：

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作者簡介：王俊超（1988-），男，河南?？h人，助理工程師，2009年畢業(yè)于西安科技大學，現(xiàn)從事煤礦設(shè)計技術(shù)管理工作。