反井鉆機(jī)法煤倉施工技術(shù)應(yīng)用

谷建亮 張瑞霆

（宏泰礦山工程建設(shè)有限責(zé)任公司，山西 大同 037003）

1 工程概況

同煤集團(tuán)煤峪口礦14#層406盤區(qū)第一煤倉位于406盤區(qū)中南角、900大巷里程3200m巷口附近，上口布置于14#層406盤區(qū)皮帶巷內(nèi)，下口布置于406一繞道內(nèi)。煤倉上口：14#層406盤區(qū)煤倉位置皮帶巷已經(jīng)掘出30.4m，巷道為全巖。硐室已施工完畢，矩形斷面，凈寬5.0m，凈高3.1m，全長(zhǎng)10.0m；支護(hù)形式為澆灌混凝土墻、20#工字鋼（起重梁）、11#礦用工字鋼、混凝土背板聯(lián)合支護(hù)。供煤倉上口施工用料的軌道運(yùn)輸系統(tǒng)已經(jīng)形成，安裝有JD-40型調(diào)度絞車，風(fēng)水管路、甲烷傳感器安裝到位。煤倉下口406一繞道巷道為半圓拱形斷面，錨噴支護(hù)，巷道寬度為4.9m，高度為2.9m，現(xiàn)已施工完畢。煤倉下口的矸石耙、裝、運(yùn)系統(tǒng)已經(jīng)形成。煤倉上口巷道通風(fēng)使用FBY№-5.0/11型局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)。局部通風(fēng)機(jī)安裝在煤倉下口巷道、煤倉鉆孔靠近406一繞道下口一側(cè)。煤倉上口位于14#層406盤區(qū)皮帶巷底板，標(biāo)高為H=931.5m，煤倉下口位于406一繞道頂板，標(biāo)高為H=907m。煤倉深度為24.5m。煤倉主體直徑Φ掘進(jìn)=8.3m、Φ凈=8.0m，儲(chǔ)量818.5m3。同煤集團(tuán)煤峪口礦第一項(xiàng)目部對(duì)該煤倉試驗(yàn)采用LM.120型反井鉆機(jī)聯(lián)合人工鉆爆法施工，取得了較好效果。

2 施工工藝和安全技術(shù)措施

2.1 施工順序

LM—120型反井鉆機(jī)的施工順序：擴(kuò)刷壁座→上鎖口砌碹→擴(kuò)刷倉體→噴射混凝土→擴(kuò)刷下鎖口→下鎖口。

首先，使用LM—120型反井鉆機(jī)掘進(jìn)施工時(shí)，依據(jù)測(cè)量人員標(biāo)定在溜煤眼上口的中心線，反井鉆機(jī)由上往下施工1個(gè)244mm導(dǎo)向孔至溜煤眼下口與406一繞道貫通，然后再將反井鉆機(jī)小鉆頭更換為1200mm的擴(kuò)孔鉆頭，由下往上擴(kuò)孔至溜煤眼上口與14#層406盤區(qū)皮帶巷貫通，該1200mm鉆孔將作為溜煤眼擴(kuò)刷期間的排矸、通風(fēng)、排水系統(tǒng)。

2.2 施工工藝

2.2.1 壁座擴(kuò)刷

壁座以上擴(kuò)刷，采取軟梯上下人員、人工繩索運(yùn)送、光面爆破、人工鏟渣、鉆孔溜渣、耙?guī)r機(jī)裝渣、礦車運(yùn)渣的施工方法。壁座以下擴(kuò)刷，采取吊桶運(yùn)送、光面爆破、人工鏟渣、鉆孔溜渣、耙?guī)r機(jī)裝渣、礦車運(yùn)渣、錨噴支護(hù)的施工方法。從煤倉上口將煤倉倉體擴(kuò)至設(shè)計(jì)斷面，循環(huán)作業(yè)方式采用晝夜三班掘進(jìn)，每小班工作8h的“三八”制作業(yè)方式。擴(kuò)刷工作面使用7655式氣腿風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，采取定人、定鉆、定眼、濕式打眼的方法。工作面同時(shí)布置6臺(tái)鑿巖機(jī)。

確保鉆機(jī)施工過程中，處在相對(duì)安全環(huán)境下，通風(fēng)能夠維持正常狀態(tài)，支護(hù)措施良好。同時(shí)軌道道面以上部位，到巷道頂板的高度應(yīng)大于3.15m，巷道寬度應(yīng)大于3.12m。如無法滿足規(guī)定，應(yīng)單獨(dú)構(gòu)建反井鉆機(jī)專用硐室，煤倉或者反井下口巷道務(wù)必保持暢通，便于排水與排矸。對(duì)施工鉆機(jī)進(jìn)行澆筑道床，同時(shí)養(yǎng)護(hù)48h之后,將其送到基礎(chǔ)上，再嚴(yán)格依據(jù)標(biāo)定的煤倉中心線對(duì)其鉆機(jī)做好固定。穩(wěn)鉆過程中，應(yīng)對(duì)全部緊固件進(jìn)行逐個(gè)排查。鉆進(jìn)時(shí),要始終關(guān)注鉆機(jī)的工作情況，定時(shí)檢查關(guān)鍵的緊固件,如果松動(dòng)應(yīng)立即處理。

2.2.2 擴(kuò)刷煤倉倉口及支護(hù)

煤倉壁座以上，由上至下邊擴(kuò)刷邊進(jìn)行錨桿支護(hù)，擴(kuò)刷一茬錨噴支護(hù)一茬。擴(kuò)刷時(shí)臨時(shí)支護(hù)錨桿間排距1000mm×1000mm，錨桿規(guī)格為Φ18×1700mm圓鋼樹脂錨桿，錨桿托板為250mm×250mm×8mm鋼托板,錨桿垂直于倉壁布置，錨桿外露長(zhǎng)度150mm；噴射混凝土厚度為30～50mm。擴(kuò)刷至壁座時(shí)，由下至上，支模板進(jìn)行鋼筋混凝土澆筑支護(hù)。煤倉壁座以上擴(kuò)刷時(shí)的支護(hù)材料和工器具，由人工使用繩索，捆綁牢固出入工作面。澆筑混凝土支護(hù)時(shí)，人工配制、攪拌混凝土在煤倉上口旁巷道底板上進(jìn)行，攪拌好的混凝土人工鏟至漏斗，通過多節(jié)鋼管溜至工作面澆筑、搗固。鋼筋混凝土澆筑支護(hù)，混凝土標(biāo)號(hào)為C20，混凝土厚度為500mm。C20混凝土使用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥、中砂、10～20mm碎石拌合，干料重量配合比為1:1.99:3.11，水灰比0.57；橫鋼筋為Φ10mm的圓鋼加工而成，橫鋼筋外邊與壁座水平間距為60mm，并用14#鉛絲捆綁在錨桿上，每層橫鋼筋之間用豎鋼筋連接，豎筋用Φ10mm的圓鋼加工而成，上部豎鋼筋間距為175mm，下部豎鋼筋間距為400mm，并用14#鉛絲捆綁在橫鋼筋內(nèi)邊上；每圈橫鋼筋分多段，每段弦長(zhǎng)3.5～3.8m，每段間搭接長(zhǎng)度為200mm，并用14#鉛絲捆綁固定。

2.2.3 刷擴(kuò)倉體及支護(hù)

以煤倉中心線為參照，畫出清晰的輪廓線。用炮泥畫好附近眼位置，通過光面爆破的方式，掌握好掘進(jìn)輪廓。由上向下按照設(shè)計(jì)的煤倉直徑進(jìn)行擴(kuò)刷，邊擴(kuò)刷邊打注錨桿。初噴時(shí)當(dāng)做臨時(shí)支護(hù)，再次噴漿時(shí)錨網(wǎng)噴當(dāng)做一次支護(hù)，以段高2m交替的方式開展掘進(jìn)工作，永久支護(hù)借助于錨網(wǎng)噴進(jìn)行二次支護(hù)。

煤倉主體支護(hù)為噴射混凝土支護(hù)，噴射混凝土標(biāo)號(hào)為C20，噴厚150mm。C20噴射混凝土使用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥、中砂、5～15mm碎石、7573-Ⅲ型速凝劑拌合，干料重量配合比為1:1.79:2.1，速凝劑用量為水泥量的5%，水灰比0.44。如果在擴(kuò)刷過程中遇到巖石破碎帶或煤層，支護(hù)形式改為錨噴網(wǎng)支護(hù)。錨桿間排距1000mm×1000mm，錨桿規(guī)格為Φ18×1700mm圓鋼樹脂錨桿，錨桿托板為250mm×250mm×8mm鋼托板,錨桿垂直于眼壁布置；金屬網(wǎng)網(wǎng)格為50×50mm。

2.2.4 擴(kuò)刷煤倉下部變斷面

擴(kuò)刷一茬錨桿支護(hù)一茬，擴(kuò)刷兩茬臨時(shí)噴射混凝土支護(hù)一次。下部硐室開幫從硐室一側(cè)開始，分茬開幫、挑頂，每茬長(zhǎng)度最大不超過2.0m。邊開幫、挑頂邊對(duì)每茬拱部進(jìn)行臨時(shí)錨噴支護(hù)。煤倉下部硐室毛斷面和墻基礎(chǔ)施工完后，進(jìn)行硐室墻基礎(chǔ)和墻體的混凝土澆筑。硐室混凝土墻體澆筑完后澆筑拱部，澆筑到拱部工字鋼梁平臺(tái)位置時(shí)，布置工字鋼梁、支模板、澆筑混凝土硐室平臺(tái)。硐室澆筑完后，布置下部變斷面的傾斜鋼軌、噴射石英砂混凝土。每根傾斜鋼軌道上固定4個(gè)Ф16mm圓鋼生根鉤，生根鉤通過螺栓與傾斜鋼軌連接固定。煤倉支護(hù)斷面如圖1所示。

2.3 安全技術(shù)措施

2.3.1 刷擴(kuò)高度的控制及措施

當(dāng)溜煤眼自上口刷擴(kuò)高度在5m以內(nèi)時(shí)，利用2m長(zhǎng)的軟梯上下人員、運(yùn)送機(jī)具和材料等；當(dāng)刷擴(kuò)高度超過5m后，需在溜煤眼上口鋪設(shè)4.0m長(zhǎng)鋼梁及廢舊膠帶封口，廢舊膠帶上留有提升、風(fēng)管、水管、溜灰桶、噴射管及人行等孔口。

圖1 煤倉支護(hù)斷面圖

2.3.2 設(shè)備安全措施

加強(qiáng)各種設(shè)備的定期檢查與保養(yǎng)，確保設(shè)備的良好和正常運(yùn)轉(zhuǎn)。各種設(shè)備要有專人負(fù)責(zé)操作維護(hù)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)關(guān)停，查明原因排除異常后方可開機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。各種電器設(shè)備出現(xiàn)故障后，要由專職電工進(jìn)行處理，其他人員不得亂動(dòng)。

強(qiáng)化風(fēng)機(jī)開關(guān)與電纜的維護(hù)力度，貫徹三專與兩閉鎖的規(guī)定，確保風(fēng)機(jī)運(yùn)行可靠。

2.3.3 人身安全措施

現(xiàn)場(chǎng)人員應(yīng)系好安全帽帶，煤倉內(nèi)工作人員要系好安全帶，進(jìn)行拆卸安裝及其他檢修工作時(shí)嚴(yán)禁上下同時(shí)作業(yè)，并保證封口盤關(guān)閉，設(shè)專人看護(hù)封口盤防止矸石或雜物掉落傷人。

強(qiáng)化職工安全技能培訓(xùn)工作，促進(jìn)職工安全意識(shí)的提升。特種作業(yè)員工務(wù)必做到持證上崗。

3 施工效果

采用LM—120型反井鉆機(jī)聯(lián)合鉆爆法施工煤倉，施工人員不用進(jìn)入反井中，人身安全有了保障，不用拉運(yùn)圓木架木垛，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；采用反井鉆機(jī)先鉆出溜矸井，兼作泄水、通風(fēng)孔，減少了煤倉刷大時(shí)排水工作量和排矸量，既簡(jiǎn)化了施工工序，又加快了施工速度，改善了作業(yè)環(huán)境，有效提高了施工安全系數(shù)，提高了施工工效。