分段下落式煤倉技術的研究及應用

岳遠雷 張有利 石洪勝

（兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦，山東 菏澤 274705）

1 概述

趙樓煤礦中部回風大巷煤倉受煤層賦存條件及已有巷道布局條件限制，煤倉深度較大，凈深12.5m，主要為中部三條大巷開拓矸石運輸服務。根據以往生產經驗，煤倉高度在6～7m最為適宜，當深度超過8m以上時，墜落的矸石對井壁支護構件及煤倉底部給煤機等放煤結構破壞作用急劇上升，導致煤倉使用壽命大大縮短，巷修工作量大，并造成大量安全隱患，影響生產連續性。為克服上述弊端，首次提出分段下落式煤倉，矸石經過一、二兩級平臺緩沖后落到煤倉底部，保證最大落煤高度不超過4.2m，大大減輕了墜落的矸石對井壁支護構件及給煤機的破壞，延長煤倉的使用壽命。

2 技術創新的內容及實施過程

如圖1所示，施工前，先由地質測量科在預定位置標記煤倉中。施工隊伍根據標定的煤倉中，由下向上，用頂置式風動錨桿鉆機施工一鉆孔，與南部回風巷底板貫通。貫通后由防沖中心利用天井鉆機沿上述鉆孔施工一直徑為1500mm的鉆孔。

圖1 南部回風大巷煤倉平面位置圖

由施工隊伍按標定的煤倉中線放炮，刷大煤倉毛斷面，保證煤倉毛斷面達到3300mm，然后開始一、二兩級緩沖平臺的施工及煤倉井壁的支護澆筑工作。

（1）煤倉毛斷面擴刷完成后，在距離煤倉頂部，即南部回風大巷底板8.0m位置，分別掏槽安設兩根4300mm、3900mm鋼梁，作為二級緩沖平臺的主梁。施工完成后，用混凝土將安裝工字鋼梁用的梁窩用C30混凝土澆筑搗實，保證施工強度，如圖2所示。

（2）在二級緩沖平臺上密排長度為990mm的12#礦用工字鋼副梁，副梁與主梁之間焊接固定。要求副梁之間密排，副梁兩端頭與兩根主梁平齊。二級緩沖平臺上共密排18根工字鋼副梁，如圖3所示。

圖2 南部回風大巷煤倉正視圖

圖3 南部回風大巷煤倉側視圖

（3）在密排副梁上澆筑混凝土，強度不小于C30，采用Ф6.5mm鋼筋做配筋，鋼筋間距100mm。混凝土澆筑高度400mm，長度1710mm，寬度990mm，震動搗實，保證混凝土強度，如圖4所示。

圖4 南部回風大巷煤倉緩沖平臺俯視、正視、側視圖

（4）施工Ф20×2500mm錨桿支護，間排距700×700mm，鋪金屬網后用C20砼噴100mm厚。然后掛鋼筋網做配筋用，按圖示要求溜煤眼內壁C30砼砌碹300mm厚，如圖5所示。

圖5 巷道斷面圖

3 技術創新點

（1）通過增加一、二兩級緩沖平臺，減小了最大直接落煤高度，減輕了墜落的矸石對井壁支護構件及給煤機的沖擊，有效增加了煤倉的使用壽命，減少了巷修工作量，杜絕了相關安全隱患。

（2）一、二兩級緩沖平臺在煤倉施工期間可以作為施工平臺，人員在平臺上施工，增加了安全系數，提高了施工環境的舒適度，提高了施工勞動效率。

（3）一、二兩級緩沖平臺上澆筑混凝土，強度不小于C30，用Ф6.5mm鋼筋做配筋，厚度400mm。該平臺能緩沖墜落矸石對兩根鋼梁的直接沖擊，起到保護作用，增加了鋼梁的使用壽命。

（4）井壁支護采用錨桿做主筋，金屬網做配筋，混凝土整體澆筑，用振動棒搗實的支護工藝，增強了井壁表面的整體強度和整體性，增加了井壁表面抗矸石沖擊的性能。

（5）兩級平臺將煤倉分割為上中下三部分，每一部分高度均在4.0m左右，減小了有效存煤高度，改善了煤倉底部矸石壓實程度，減少了底部矸石的壓力，減少了堵倉現象的發生，杜絕了處理堵倉造成的安全隱患。

（6）本施工工藝，既解決了超深煤倉使用壽命短、井壁及給煤機容易被砸壞的難題，同時也探索出了超深煤倉腳手架搭設困難、安全性不能保證的解決方案。在此基礎上對分段下落式煤倉與直接下落式煤倉使用情況進行了對比，為本礦及其他礦井類似巷道提供了成功的施工案例經驗。

4 實施應用情況

中部回風大巷煤倉按照預定方案施工。先用頂置式風動錨桿鉆機施工一鉆孔，與南部回風巷底板貫通。貫通后利用天井鉆機沿上述鉆孔施工一直徑為1500mm的鉆孔。按圖3、圖4所示安裝一、二兩級緩沖平臺。最后按圖5所示對井壁進行加強支護。中部煤倉使用至今，應用效果良好，定期對井壁完整性及井底給煤機完好情況進行檢查，結果均顯示良好，未出現井壁支護結構破壞。

5 效益分析

5.1 經濟效益

（1）兩級平臺減少了腳手架的支設，加快了施工進度。與直接下落式煤倉相比，施工工期減少7d，按照每天18個人工計算，節約費用=7天×18人工×240元/人工=30240元。

（2）增加了煤倉的使用壽命，減少了巷修工作量。節約巷道巷修費用約70人工×240元/人工=16800元。

5.2 社會效益

（1）將較深的煤倉分作三段施工，每段均有穩固的平臺作為施工人員的施工平臺，增加了穩定性，減少了腳手架的搭設難度，充分保證了施工的安全。

（2）提高了施工效率。煤倉井壁支護時由于施工平臺的存在，施工人員可以在舒適的位置進行施工，作業區隊可按照正常支護、噴漿作業組織施工。相較于傳統施工工藝，工期縮短7d，效率提高約16%。

（3）本施工工藝的成功應用，為煤礦超深煤倉設計方式探索出了一條安全、高效的施工思路。該研究成果可向其他煤礦同類型煤倉施工進行推廣應用，具有良好的應用前景。