軟基巖立式煤倉快速施工技術(shù)研究與實(shí)踐

摘 要：采用電動(dòng)液壓防爆挖掘機(jī)對(duì)采區(qū)煤倉進(jìn)行快速施工，采用整體裝配式模板進(jìn)行混凝快速澆筑，優(yōu)化施工工藝，提高施工效率，確保施工安全。

關(guān)鍵詞：防爆挖掘機(jī) 煤倉 整體裝配式模板 工藝

中圖分類號(hào)：TU753.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2013）05（a）-0064-02

1 工程概況

內(nèi)蒙古雙欣礦業(yè)有限公司井田瓦斯含量低，煤層頂?shù)装鍘r性相對(duì)較穩(wěn)定，煤層開采技術(shù)條件較好，構(gòu)造簡(jiǎn)單，傾角平緩，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，井下涌水量較小，礦井開拓開采布置受煤層開采技術(shù)條件和水文地質(zhì)條件的影響和制約較小，全礦采用綜合機(jī)械化開采。

內(nèi)蒙古雙欣礦業(yè)有限公司41采區(qū)煤倉及給煤機(jī)硐室工程，位于楊家村礦井4-1煤層膠帶機(jī)頭硐室下方，主斜井變坡下485.547 m（-16°斜長(zhǎng)）上，煤倉中設(shè)計(jì)坐標(biāo)為：X=4408405.080；Y=37426902.300；Z=+1347.717～+ 1310.465 m，設(shè)計(jì)總高度37.252 m，總掘進(jìn)工程量3408.260 m3，總澆筑混凝土量676.75 m3。

煤倉倉頸部分高度5.284 m，上口掘進(jìn)直徑5 m，凈直徑4 m，壁厚500 mm；倉徑下段4.284 m設(shè)計(jì)為“八”狀，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，倉壁傾角55°，壁厚500 mm，上口直徑4 m，下口直徑10 m；倉體部分高度21.240 m，設(shè)計(jì)為直筒狀，掘進(jìn)體積2018.44 m3，素混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，倉體掘進(jìn)直徑11 m，凈直徑10 m，壁厚500 mm，41采區(qū)煤倉漏斗為雙“口”型漏斗，漏斗寬度1300 mm，長(zhǎng)度1550 mm，分煤器為“V”型分煤器，分煤器坡度60 °。該工程屬4-1煤水平的大型硐室群，該工程擔(dān)負(fù)4-1煤的煤炭?jī)?chǔ)存和轉(zhuǎn)運(yùn)的任務(wù)。

41采區(qū)煤倉施工材料采用無軌膠輪車通過副井——井底車場(chǎng)——聯(lián)絡(luò)巷——41煤層膠帶運(yùn)輸機(jī)大巷——煤倉運(yùn)輸至煤倉上口，然后通過JZ-5鑿井絞車下放至工作面。

矸石通過反井鉆孔——主斜井第一溜槽——JS-800皮帶機(jī)——排放矸石汽車輸送至地面指定地點(diǎn)。

2 施工方法

為保證41采區(qū)煤倉工程安全優(yōu)質(zhì)的進(jìn)行，針對(duì)煤倉施工特點(diǎn)，采用風(fēng)鎬配合MWY6/0.3（30）電動(dòng)液壓防爆挖掘機(jī)挖掘，反井鉆孔漏矸，JS-800皮帶機(jī)排矸，JZ-5/400鑿井絞車提升、整體懸吊塊狀裝配式模板、短段掘砌，溜灰管澆筑混凝土的施工方案。

2.1 反井鉆孔施工工藝

由測(cè)量人員在煤倉上口標(biāo)定出煤倉中心線，按圖澆筑反井鉆機(jī)基礎(chǔ)。鉆機(jī)基礎(chǔ)長(zhǎng)×寬×深=5500 mm×3000 mm ×500 mm，砼強(qiáng)度C30。

2.1.1 小孔施工

φ244 mm小孔施工前，要拆除煤倉下口原支護(hù)的錨網(wǎng)，設(shè)置好上下警戒。小孔開口鉆進(jìn)要用小鉆壓、低鉆速，以防偏斜和震壞孔口，第一根鉆桿結(jié)束后，方可用正常參數(shù)鉆進(jìn)。開口鉆進(jìn)時(shí)，要及時(shí)清渣，并要進(jìn)行測(cè)量孔口偏斜情況，發(fā)現(xiàn)偏斜及時(shí)糾偏。鉆井時(shí)要保證循環(huán)水量和供水壓力，每鉆完一根鉆桿，要停即機(jī)2～3 min進(jìn)行排渣清孔。

2.1.2 擴(kuò)孔施工

φ244 mm小孔鉆透后，擴(kuò)孔前，把給煤機(jī)硐室內(nèi)的矸石、雜物清理干凈，裝好溜槽，準(zhǔn)備出渣。鉆透后，換上φ1200 mm鉆頭上提進(jìn)行擴(kuò)孔，擴(kuò)孔鉆頭安裝要牢固，防止脫落，擴(kuò)孔開始階段同樣用小鉆壓、低鉆速，待擴(kuò)孔鉆頭全部接觸巖石后，即轉(zhuǎn)入正常參數(shù)擴(kuò)孔。擴(kuò)孔時(shí)鉆機(jī)嚴(yán)禁反轉(zhuǎn)，發(fā)生卡鉆及時(shí)停機(jī)處理，卸換鉆桿時(shí)要注意安全。在主斜井鉆孔處，安裝溜矸槽子，采用35Mn鋼焊制，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。

2.2 防爆挖掘機(jī)快速掘進(jìn)施工工藝

采用MWY6/0.3（30）電動(dòng)液壓防爆挖掘機(jī)，挖掘機(jī)全長(zhǎng)2.2 m，全寬1.7 m，全高3.8 m，電機(jī)功率18.5 kW，動(dòng)力電源電壓660 V。挖掘前先對(duì)各個(gè)施工地點(diǎn)進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真的隱患排查，排除施工安全隱患，確保施工安全。然后按照中線畫好煤倉輪廓線，按照先中間再兩邊的順序?qū)}體進(jìn)行挖掘，挖掘工

程中嚴(yán)禁出現(xiàn)碰壞碰傷倉體內(nèi)的設(shè)備設(shè)施。挖掘機(jī)的電纜沿中間布置，挖掘機(jī)后退時(shí)，指派專人負(fù)責(zé)回收電纜，挖掘機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)時(shí)，挖掘機(jī)周圍3m范圍內(nèi)嚴(yán)禁有人工作或逗留。

采用四周臺(tái)階分層挖掘方式，挖掘半徑分別挖掘4、3、2 m三個(gè)臺(tái)階，每層挖掘高度為0.4 mm。圈徑4m全部挖夠1.2 m時(shí)，上段井壁凝固12 h時(shí)，采用人工風(fēng)鎬進(jìn)行刷寬至設(shè)計(jì)直徑，以提高上段井壁的混凝土凝固時(shí)間，防范混凝土跑漿。刷寬完成后，即可穩(wěn)模澆灌混凝土，直至澆筑漏斗位置，停止掘進(jìn)。

圍巖穩(wěn)定性較差時(shí)，采取錨網(wǎng)支護(hù)作為第一次支護(hù)，若巖石破碎時(shí)，掘進(jìn)尺寸放大100 mm，及時(shí)噴射50 mm混凝土，采取錨網(wǎng)噴作為一次支護(hù)，然后找平、穩(wěn)座底圈、立模澆灌（圖1）。

2.3 倉身砼支護(hù)方案

煤倉施工采用金屬裝配式模板，模板高度1.08 m，敞開式籠門。在每段井壁上預(yù)埋4個(gè)鋼絲繩頭，鋼絲繩頭卡死在巖壁的錨桿上，錨桿采用φ18×1800 mm錨桿，采用3卷Z2350樹脂藥卷進(jìn)行錨固，要求錨固力不小于80 kN，在澆筑混凝土?xí)r，將鋼絲繩頭、錨桿澆筑成整體，懸掛10 t手拉葫蘆懸吊模板和保護(hù)溜繩做準(zhǔn)備。

段高找夠1230 mm，段高接茬留30 mm間隙，便于組裝斜塊模板。即進(jìn)行立模板工序。

（1）松刃腳：先將3個(gè)10 t手拉葫蘆懸掛在模板上，下端掛在刃腳上，將手拉葫蘆拉緊，拆除模板與刃腳的聯(lián)結(jié)螺栓。螺栓全部拆除完畢后，均勻的用手拉葫蘆下放刃腳至工作面，采用水平管和鋼尺對(duì)刃腳進(jìn)行操平找正后，四周沿刃腳每3塊模板夯入一根鋼筋，夯入深度300 mm，對(duì)刃腳進(jìn)行固定。

（2）拆斜塊模板：先將斜塊兩端的模板上的螺孔用φ20 mm鋼絲繩進(jìn)行連接好，連接長(zhǎng)度為1000 mm，防止模板在拆除斜塊后模板向井內(nèi)攏。然后將模板上的導(dǎo)向裝置全部拆除，接著進(jìn)行拆除模板斜塊。

（3）模板下放：所有人員撤至井中，4個(gè)操作人員蹬上4 m高的梯子，保險(xiǎn)帶生根在預(yù)留鋼絲繩上，操作10 t的手拉葫蘆，使模板均勻下放至刃腳上（圖2）。

（4）模板組裝：采用尖錐和撬棍將模板的螺栓孔與刃腳的螺栓孔重合，上好每個(gè)連接螺栓，最后進(jìn)行組裝模板斜塊。

（5）導(dǎo)向裝置安裝：對(duì)模板進(jìn)行找正后，采用撬輥撬住井壁和模板，將導(dǎo)向裝置兩個(gè)螺栓分別連接在兩塊模板上，導(dǎo)向裝置有力的支撐在上段井壁上，保證了井壁的接茬質(zhì)量，提高了塊狀組裝模板的穩(wěn)定性。

（6）為保證模板的剛性，可在模板中間位置8個(gè)方向，分別在模板割一個(gè)φ25 mm孔，采用φ18×900 mm錨桿將巖壁的抗拉力來抵御模板的側(cè)壓力，提高模板的剛性和穩(wěn)定性。

（7）邊進(jìn)行澆筑前的準(zhǔn)備工作，邊刷龍門口，均勻?qū)ΨQ的進(jìn)行澆筑混凝土作業(yè)，拆模前將龍門口封閉好。

（8）混凝土制作與輸送。混凝土攪拌站按混凝土配比配制好，通過汽車和溜灰管，下放至工作面模板內(nèi)。

混凝土由煤倉上口攪拌機(jī)攪拌進(jìn)入接灰盤，接灰盤下敷設(shè)四道φ159 mm、長(zhǎng)度6 m的埋吸軟管，軟管設(shè)溜繩固定在倉頸梁上，直接下放至模板內(nèi)。

（9）裝載與運(yùn)輸。矸石用人工將矸石攉入反井，由反井溜入煤倉下口，在煤倉下口安裝溜矸槽輸送至主斜井皮帶機(jī)上，排放至地面。

3 結(jié)語

41采區(qū)煤倉采用防爆挖掘機(jī)施工，合理改進(jìn)優(yōu)化施工工藝，提高了施工效率，縮短了施工工期，保證了施工安全，為今后此類工程積累了施工經(jīng)驗(yàn)，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和施工效益。

參考文獻(xiàn)

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