立井煤倉施工法

周樂平

（福建省永安煤業(yè)有限責任公司，福建 大田 366102）

1 工程概況

福建仙亭煤礦是福建能源集團所屬永安煤業(yè)公司的主要骨干礦井之一，核定生產(chǎn)能力為0.3 Mt／a，礦井隸屬于三明市大田縣上京鎮(zhèn)管轄。2＃皮帶斜井由福建華廈建筑設(shè)計研究院設(shè)計，+300 m 煤倉為2＃皮帶斜井附屬工程，煤倉設(shè)計呈圓柱漏斗狀、倉體垂高29 m、設(shè)計儲煤量180t，服務(wù)年限35年，主要用于礦井+300m 及以下水平的煤炭運輸。+300 m 煤倉設(shè)計掘進斷面為10.1 m2（煤倉直徑3.6m，下部出口直徑為2.1m），施工期間采用錨網(wǎng)噴作為臨時支護、厚度為50mm，后期采用C20進行永久支護、厚度為0.3m（圖1）。

該工程位于二疊系童子巖組Ⅰ段二帶地層中，巷道布置在30＃底板到33＃頂板之間，主要巖性以砂巖、泥巖為主，局部為砂質(zhì)泥巖，煤倉施工中會揭露32＃煤層，巖性系數(shù)為f=4～6。工作面水文地質(zhì)條件簡單，無淋水現(xiàn)象。

2 工法特點

采用自下而上全斷面掘進的方式進行施工，施工前由測量人員在皮帶斜井內(nèi)標定“十字”中線，每班作業(yè)前先延伸中線并布眼，待全部炮眼掘到位后進行全斷面爆破，爆破后人員沿行人側(cè)進行安全檢查后按照由下往上的順序重新搭設(shè)作業(yè)平臺，如此周而復始。普通反井法在一般條件下容易實現(xiàn)，但它施工速度較慢、勞動強度大、消耗材料多，目前已被反井鉆機法取代，但在受生產(chǎn)條件限制區(qū)域仍有使用。

1）施工工序：安全質(zhì)量檢查-→校對中線-→巷道掘進-→搭設(shè)腳手架、作業(yè)平臺-→打錨桿、掛網(wǎng)-→噴漿支護-→清理。

2）工程施工期間指定一側(cè)為行人側(cè)（給煤機硐室側(cè)），爆破后人員穿戴懸掛式高空作業(yè)安全帶經(jīng)爬梯沿行人側(cè)上下，爬梯用Φ20mm 和Φ22mm 鋼筋焊接而成、每節(jié)長度3m，人員到位后于煤倉下部設(shè)置建筑防墜網(wǎng)，爆破后按照由下往上的順序重新搭設(shè)作業(yè)平臺，如此周而復始。

3）采用楔形復式掏槽全斷面一次爆破，減少人員維護作業(yè)平臺的時間，提高了工時利用率。周邊眼采用螺旋式布置和不耦合空氣柱裝藥，爆破后巷道成形規(guī)整，減少了處理危巖的時間和支護材料的消耗。

4）施工期間每間隔1.2m 搭設(shè)作業(yè)平臺，平臺四周按以正方形的形式預埋4 根“U”型圓鋼作為平臺橫梁的基礎(chǔ)，并在圓鋼上鋪設(shè)直徑不小于16cm 的圓木作為平臺橫梁，2根槽鋼中間預埋防墜設(shè)施固定裝置。

5）該工法適用于煤礦井下傾斜圓筒形煤倉施工，炮倉傾角為45°～90°，對于煤倉的容量、直徑大小無要求。

圖1 煤倉立面

3 工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

（1）安全檢查：每班作業(yè)前除檢查設(shè)備完好性和正常安全檢查外，必須指定專人沿行人側(cè)（靠給煤機硐室側(cè)）由下往上進行安全檢查和敲幫問頂；安全檢查主要查看“井”字主梁和防墜設(shè)施的完好性。

（2）平臺施工：安全檢查后，檢查人員先恢復迎頭的施工平臺，然后按照由下往上的順序架設(shè)行人平臺，作業(yè)平臺至少搭建三層，其中最上部的為簡易平臺，主要用于鉆眼工的扶鉆操作；下部平臺主要用于起防護作用；中間平臺主要用于人員操作使用。

（3）核對中線、布眼、鉆眼：根據(jù)測量給定的中線點，在煤倉下口部裝設(shè)一“十”字中線點，每個循環(huán)必須采用鉛垂法核對煤倉中線，工作面每循環(huán)進行點眼（約40個）。

（4）材料運送：立井作業(yè)，人員上下攜帶材料比較困難，作業(yè)期間可在上部平臺安裝錨桿設(shè)置固定滑輪，用于工作面提升工具、材料。

（5）通風：立井通風困難，一通炮后應(yīng)至少通風30min人員方可進入迎頭作業(yè)；施工時在迎頭防墜鉤安裝滑輪，炮后風筒經(jīng)滑輪送至迎頭，可有效地提高通風效果和縮短通風時間。

（6）安全、質(zhì)量檢查：班前作業(yè)人員按照中線對工程質(zhì)量進行驗收，發(fā)現(xiàn)欠挖的及時處理。

3.2 爆破參數(shù)選擇

為確保巷道斷面符合相關(guān)質(zhì)量要求，便于后期煤倉立模澆灌，工作面采用簡易光面爆破技術(shù)進行施工、不耦合空氣柱裝藥。

掏槽眼：采用復式楔形掏槽，炮眼深度為1.5m，眼距為600m，反向裝藥，每眼裝藥1.2kg。

輔助眼：采用雙排輔助眼，排距為600mm，眼距為600 mm，眼深1.3m，反向裝藥，每眼裝藥量0.8kg；

周邊眼：眼深1.3m，眼距500～550mm，爆破抵抗線距離為550mm，空氣柱正向裝藥，每眼裝藥量不超過0.3 kg。

裝藥結(jié)構(gòu)：掏槽眼及輔助眼裝藥結(jié)構(gòu)同普通爆破相同，為了確保周邊保持較完整的圓形輪廓，邊眼采用不耦合空氣柱裝藥。

聯(lián)線方式：采用大串聯(lián)方式聯(lián)線。

爆破有關(guān)參數(shù)見表1。

表1 爆破參數(shù)和要求

4 材料與設(shè)備

根據(jù)工作面勞力配備和礦井后勤能力現(xiàn)狀，進行配套的打眼、裝巖、支護、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)，使設(shè)備綜合能力最大限度地得到發(fā)揮，取得安全、經(jīng)濟施工的效果。

5 質(zhì)量控制

5.1 質(zhì)量標準

設(shè)計煤倉直徑為3.6m，施工過程中巷道超挖最大尺寸均小于150mm，嚴禁欠挖，嚴格控制巷道成型便于后期砌碹施工。

5.2 影響施工質(zhì)量的幾點情況

（1）未按給定的中腰線畫輪廓線、點眼，周邊眼位置不在巷道輪廓線上或周邊眼打鉆時方向向外偏斜，必然引起井巷超挖。

（2）裝藥結(jié)構(gòu)不合理引起超欠挖，不能保證足夠的不耦合系數(shù)，而采用孔底集中裝藥時，往往會造成裝藥部位的過度破壞，引起超挖。

（3）周邊眼的鉆眼數(shù)過少，周邊眼的間距過大，裝藥量過多。

5.3 質(zhì)量保證的主要措施

（1）邊眼嚴格按照簡易光面爆破技術(shù)標準進行施工，施工期間及時調(diào)整爆破參數(shù)（周邊眼裝藥量）有采用全長空氣柱裝藥，有效的控制巷道超欠挖現(xiàn)象。

（2）實行工期考核，工程開工前就明確施工工期和考核辦法，確保工程按期竣工。

6 煤倉砌筑

煤倉砌筑施工采用由下往上逐拱澆灌的方式施工，具體施工順序為：給煤機平臺澆筑→煤倉下部變斷面澆筑→煤倉澆筑→翻車機硐室基礎(chǔ)澆筑，施工前應(yīng)對倉體進行全面的敲幫問頂、巖幫沖洗后方可進行砌筑施工。

6.1 材料供送

施工時在上部翻車機硐室靠近煤倉側(cè)施工臨時拌漿場所，從煤倉口部敷設(shè)Φ325 mm 級料管路沿煤倉壁至倉底，施工時人員在上部拌漿-→漿體沿管路送達工作面-→下部用軟管將漿體引至砌筑地點-→用振動棒進行搗實（見圖2、圖3）。

圖2 上部給料口

圖3 將漿體引至砌筑地點

6.2 安全措施

（1）施工期間煤倉上部貫通口間隔0.8m 鋪設(shè)工字鋼或軌道，上部鋪設(shè)圓木并固定，防止落石傷人。

（2）施工期間每層作業(yè)平臺除預留人員上下出口外其他全部鋪設(shè)特制規(guī)格板，行人側(cè)除安裝固定保險繩外人員進入煤倉時均應(yīng)配戴高空作業(yè)安全帶進行作業(yè)。

（3）作業(yè)點下方至少留設(shè)兩道平臺不得撤除，下部一道用于安裝和固定防護網(wǎng)、上部一道用于固定模板和拆模，平臺4根主梁分別使用2 條保險繩固定在上部主梁上，確保人員作業(yè)安全。

（4）煤倉砌筑期間下部變斷面位置應(yīng)安裝礦Ⅰ鋼、礦Ⅰ鋼上部鋪設(shè)坑木和鋸糠，確保人員作業(yè)安全。

6.3 材料回收

煤倉砌筑后，作業(yè)點下方除留設(shè)防護平臺外其它材料均應(yīng)進行回收，回收時防護措施應(yīng)同時上移。

煤倉支護情況見圖4。

圖4 煤倉防護措施示意

7 安全技術(shù)措施

1）嚴格工程質(zhì)量管理。建立班組安全檢查機制，按照安全質(zhì)量標準化標準及安全生產(chǎn)重大隱患排查制度的要求，每班組織安全檢查及質(zhì)量驗收，把安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)，達到安全生產(chǎn)的目的。

2）嚴格執(zhí)行交接班制度。上班前，班長必須了解當班的安全生產(chǎn)情況，堅決做到不安全不生產(chǎn)，生產(chǎn)必須保證安全。嚴格執(zhí)行工作面現(xiàn)場交接班制度，交班時應(yīng)向接班人員交待清楚工作面的生產(chǎn)、安全、工程質(zhì)量、機械設(shè)備運轉(zhuǎn)等情況，嚴禁工作面情況不明盲目作業(yè)。

3）加強一通三防管理。工作面每班應(yīng)做好沖洗巖邦、裝巖灑水等降塵工作，并在距迎頭30m 位置安裝防塵噴霧進行降塵。風筒必須吊掛平、直、順，在角度小于90°的巷道拐彎處，須使用拐彎風筒；風筒出口處距離工作面不大于6m，并保證有足夠的風量。另外，工作面應(yīng)加強局部通風工作，作業(yè)人員應(yīng)配備防塵口罩等防護用品，并做好自我保護工作。

4）嚴格頂板管理。加強工作面的敲幫問頂工作，每班及時檢查巷道沿途圍巖和支護情況，圍巖穩(wěn)定時采用錨桿支護、遇圍巖風化或變破碎時加設(shè)錨網(wǎng)加固，嚴禁盲目作業(yè)，確保安全。

5）做好設(shè)備巡查工作。定期進行機電設(shè)備檢查，及時排除設(shè)備故障，確保正常運轉(zhuǎn)，避免失爆。工作面采用電瓶車運輸自行信掛，信掛工、電車工應(yīng)持證上崗。

6）工作面采用光面爆破，周邊眼及頂眼裝藥時應(yīng)使用空氣柱。裝配引藥人員應(yīng)在指定地點裝配引藥，并嚴格執(zhí)行自裝、自聯(lián)、自檢等措施。

8 結(jié)語

仙亭煤礦2＃皮帶斜井+300m 煤倉于2013年1月1日開工，2月11日竣工，總工期42天。該煤倉采用錨網(wǎng)噴+混凝土聯(lián)合支護方式，施工工藝簡單、操作方便、安全系數(shù)高，有效減少了作業(yè)人員現(xiàn)場處理掛矸的時間、降低了材料消耗、增強了支護強度，在條件限制區(qū)域是一種經(jīng)濟、合理的施工方法，為該類巷道施工提供經(jīng)驗借鑒。

〔1〕馮 軍，王長臣.果園煤礦利用反井機快速施工煤倉實踐〔J〕.采礦技術(shù)，2009，（1）.

〔2〕楊成寶，袁全明.采區(qū)煤倉施工方法與支護形式的選擇〔J〕.能源技術(shù)與管理，2009，（3）.