唐杰超

摘? 要：煤倉是煤礦井下煤炭輸送系統(tǒng)的重要組成部分，在井下煤炭的儲(chǔ)運(yùn)中起著重要作用。作為礦山建設(shè)的特殊硐室，煤倉由于其大斷面、結(jié)構(gòu)特殊、施工復(fù)雜性和高安全要求，使得快速安全施工變得更加困難。詳細(xì)闡述了煤倉結(jié)構(gòu)、施工過程、施工組織和安全措施，同時(shí)介紹了迅速施工煤倉的設(shè)備和工具。

關(guān)鍵詞：煤倉施工技術(shù);反井鉆機(jī);松動(dòng)爆破

錢家營礦十二采區(qū)為接續(xù)施工的主要采區(qū)，由于工程銜接緊張，十二采煤倉的快速施工顯得尤為重要。十二采煤倉位于十二采皮帶山上部平巷段與-780皮帶機(jī)尾硐室之間，落差高度為16m，巖石普氏系數(shù)f=4～6，局部有淋水和煤線。豎井凈斷面直徑6000mm，凈剖面32m，入口和出口掘進(jìn)斷面30m，十二采煤倉上部的十二采皮帶機(jī)頭硐室及下部給煤機(jī)硐室已施工完成。

一、煤倉施工方案

大斷面煤倉施工，主要存在巷道斷面大、人員操作困難、爆破炸藥量大、排矸系統(tǒng)復(fù)雜和需打反井導(dǎo)硐等困難和風(fēng)險(xiǎn)。近年來，根據(jù)施工反井導(dǎo)硐情況，主要有2種施工方案。第一，普通反井法施工煤倉，分為三步進(jìn)行，第一步是從下向上掘小反井，第二步是從上向下刷大至施工斷面，第三步是從上向下進(jìn)行永久支護(hù)，澆筑混凝土。普通反井法施工煤倉，雖簡單易行，但該施工方法施工效率較低，對(duì)操作人員構(gòu)成很大的安全風(fēng)險(xiǎn)，爆破效果較差，材料運(yùn)輸不方便，不易處理頂板危巖等。故現(xiàn)在主要采取的是另一種方法，即反井鉆機(jī)施工法，隨著煤炭開采的發(fā)展，反井鉆機(jī)成為一種安全、可靠、快速、高效的煤倉施工方法。

二、煤倉施工技術(shù)

1.溜矸倉筒反井鉆機(jī)。煤倉中心導(dǎo)孔測量放線，中心線位置標(biāo)定，基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)為2.0m×2.0m，厚度大于200 mm。在反井鉆機(jī)的外溝側(cè)砌筑修建1.5m大型循環(huán)池，為鉆機(jī)提供壓力水。LM-120型反井鉆機(jī)按照操作規(guī)程進(jìn)行安裝運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)試，用反井鉆機(jī)沿煤倉中心線從上到下構(gòu)造直徑210mm的導(dǎo)向鉆孔。當(dāng)導(dǎo)向鉆孔與給煤機(jī)硐室貫通后，拆下直徑210mm鉆頭，更換裝配直徑1200mm擴(kuò)孔鉆頭，從下往上擴(kuò)孔，將孔擴(kuò)大到煤倉頂部開口，擴(kuò)孔的矸石落到給煤機(jī)硐室內(nèi)，由側(cè)卸裝巖機(jī)裝入礦車，運(yùn)至車場。導(dǎo)硐施工時(shí)，徹底清洗十二采皮帶機(jī)頭硐室底板，不要留下浮矸。否則，浮矸會(huì)落孔內(nèi)，很可能會(huì)引起卡鉆。在施工中心鉆孔時(shí)，要密切觀察鉆桿的接近速度。當(dāng)出現(xiàn)松軟巖層時(shí)，采用低壓鉆，放慢速度，不要快速進(jìn)入，否則會(huì)出現(xiàn)塌孔卡鉆。到達(dá)中孔深度12m后，如果出現(xiàn)塌孔卡鉆，通常只能重新選擇鉆孔位置。

2.煤倉的施工。

⑴.加固和封閉煤倉上口。在施工現(xiàn)場被稱為煤倉上鎖口。煤倉上鎖口1.2m高，完成混凝土澆筑的永久支護(hù)，加強(qiáng)了煤倉上口的強(qiáng)度和整體性，使得在上部設(shè)置防護(hù)柵欄變得更加容易。煤倉上口混凝土澆筑完畢后，在煤倉外口每間隔1m設(shè)置一道欄桿，并圍繞井筒一周用網(wǎng)格不大于100mm的網(wǎng)片圍成成柵欄，封閉煤倉上口，禁止人員進(jìn)入，防止矸石和物品墜入煤倉內(nèi)。

⑵.在柵欄的入口處預(yù)留進(jìn)入煤倉的柵欄門，設(shè)置可直接進(jìn)入煤倉井筒內(nèi)的軟梯。由于煤倉上口為先窄后寬的收口設(shè)計(jì)，人員進(jìn)入煤倉困難。在井筒內(nèi)左右對(duì)稱預(yù)留綁扎軟梯的錨桿，施工人員可以安全進(jìn)出煤倉。施工人員在煤倉內(nèi)工作時(shí)，將煤倉內(nèi)的擴(kuò)孔使用50mm厚木板封堵，爆破或排矸時(shí)拆除木板。

⑶.建造煤倉的倉筒。施工主要包括爆破擴(kuò)刷、臨時(shí)錨網(wǎng)噴混凝土支護(hù)、模板、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等工序。由于煤倉井筒的的開挖巷道斷面較大達(dá)到了40m，增加了爆破難度，很難一次全斷面進(jìn)行爆破，裝藥時(shí)間長，爆破震動(dòng)大，而且產(chǎn)生的矸石數(shù)量很容易堵塞煤倉擴(kuò)孔。經(jīng)過反復(fù)計(jì)算和現(xiàn)場調(diào)整爆破參數(shù)，在煤倉進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，將井筒內(nèi)的整個(gè)區(qū)域劃分為4個(gè)區(qū)段，分段進(jìn)行爆破、出矸、錨網(wǎng)支護(hù)，每個(gè)區(qū)段的爆破深度為1m。在完成整個(gè)井筒內(nèi)的4個(gè)區(qū)段后，對(duì)煤倉井壁噴射混凝土進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。由于井底煤倉的穩(wěn)定性，在所有煤倉吊裝、臨時(shí)支撐和模板施工完成后，必須從煤倉下口收縮段自下而上進(jìn)行鋼筋綁扎和混凝土澆筑。

⑷.煤倉底孔施工。煤倉底孔施工具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、預(yù)埋件多、精度高、高空作業(yè)等特點(diǎn)。十二采煤倉倉嘴與以往略有不同，以往施工的倉嘴一般為煤倉的中部位置，煤倉倉嘴的收口為4個(gè)斜面。延長十二采煤倉的倉嘴為服務(wù)年限，將倉嘴設(shè)置在煤倉井筒一側(cè)，收口為1個(gè)立面，3個(gè)斜面，其余為倉嘴平臺(tái)。煤流直接落在平臺(tái)上再擠壓到倉嘴處，避免了煤流直射倉嘴，造成倉嘴損壞，延長使用年限。煤倉下部總高度為3.1m。煤倉施工完畢后，繼續(xù)在煤倉下部進(jìn)行爆破和臨時(shí)錨網(wǎng)支護(hù)。為了便于施工組織，煤倉倉嘴的施工在給煤機(jī)硐室內(nèi)進(jìn)行。煤倉底孔與裝車車間頂部預(yù)埋鋼梁同時(shí)施工，模板安裝應(yīng)遵循從外到內(nèi)、從下到上的原則。該部分所有鋼筋和結(jié)構(gòu)均應(yīng)安裝到位，然后應(yīng)同時(shí)澆筑整個(gè)截面。本段混凝土澆筑過程中，由于機(jī)理復(fù)雜，需要加強(qiáng)混凝土的振搗，均勻增加混凝土表面鋼砂的設(shè)計(jì)厚度，以提高混凝土的耐磨性。

3.地腳螺栓安裝工藝。開工前，根據(jù)煤倉軸線，嚴(yán)格檢查煤倉斷面規(guī)格，仔細(xì)檢查壁面圍巖。如果發(fā)現(xiàn)危巖，必須先進(jìn)行處理，確認(rèn)安全后方可進(jìn)行作業(yè)。錨孔定位準(zhǔn)確，錨孔位置誤差不大于100mm。地腳螺栓應(yīng)使用錨定鉆頭或空氣鉆頭垂直放置在井壁上，角度誤差不應(yīng)大于15°。地腳螺栓孔的深度應(yīng)與地腳螺栓的長度一致。嚴(yán)格按照錨桿長度鉆孔，鉆孔深度2m。鉆孔結(jié)束后，清除孔內(nèi)巖渣和積水，自上而下施工煤倉錨栓。地腳螺栓安裝前，將樹脂錨固劑連續(xù)注入眼底，將錨定螺栓插入錨定螺栓孔，使錨定螺栓靠近樹脂錨定劑，外端用鋼絲網(wǎng)覆蓋。從托盤和螺母上取下螺母，用帶專用套筒的氣動(dòng)錨機(jī)夾緊螺母，然后啟動(dòng)氣動(dòng)錨機(jī)，旋轉(zhuǎn)錨栓體，將錨栓從氣動(dòng)錨機(jī)中取出，直到錨栓錨固，然后擰緊螺母。3分鐘后，再次擰緊螺母，并對(duì)地腳螺栓施加預(yù)應(yīng)力，使地腳螺栓的緊固力滿足設(shè)計(jì)要求。

4.爆破作業(yè)。硐室采用響小炮松動(dòng)爆破法施工，煤倉采用全斷面一次打眼，分次裝藥分次爆破的施工方法。爆破時(shí)，使用煤礦許用乳化炸藥，毫秒延時(shí)電雷管并編號(hào)，正向裝藥，煤礦專用發(fā)爆器爆炸啟動(dòng)，連接方式為串聯(lián)，炮孔使用黏土炮泥和水炮泥封堵。炮眼的長度為1m，不耦合裝藥。爆破前，在爆破現(xiàn)場附近灑水降塵，檢查瓦斯，濃度超過1%時(shí)不允許爆破。裝藥前，移除擴(kuò)孔處的木板，在能夠進(jìn)入裝藥地點(diǎn)的各個(gè)通路口截人，嚴(yán)格執(zhí)行一炮三檢、三人聯(lián)鎖放炮制度。爆破后，查看煤倉下口是否被巖石封堵，保證通風(fēng)，采用側(cè)卸裝巖機(jī)裝巖排矸。

5.腳手架搭設(shè)牢固，所有銷釘、螺栓緊固，腳手板使用50mm及70mm木板，鋪設(shè)后用釘子連接。所有在煤倉內(nèi)工作的人員應(yīng)佩戴牢固的安全帶，安全帶末端固定在梯子或地腳螺栓上。裝卸材料應(yīng)綁扎牢固，裝卸材料應(yīng)在人員明確接觸后再裝卸。煤倉上口設(shè)專人監(jiān)護(hù)，防止人員誤入和巖石塊掉落，確保安全。

煤倉的快速施工，保證了錢家營礦十二采區(qū)域的生產(chǎn)銜接，創(chuàng)造了高效快捷的運(yùn)輸通道，滿足了生產(chǎn)根本需要。在施工過程中，采用了提升大斷面煤倉施工技術(shù)，提高了施工人員的安全性，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。因此，應(yīng)在類似礦山建設(shè)項(xiàng)目中推廣應(yīng)用。

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