劉玉元
(山東新礦內(nèi)蒙能源福城礦業(yè)公司,山東 新泰 271200)
740三號煤倉位于740運輸石門延長段中部,為保證其下口的給煤機硐室不超過6米,故將下縮口設(shè)計為非對稱縮口,縮口中心偏離倉心2m。
740三號煤倉形狀為圓形立式;設(shè)計垂深45.35m,上口掘進斷面為113.04m2,凈斷面為78.5m2;倉體掘進斷面為88.2m2,凈斷面為78.5m2。
740三號煤倉上口2m、下鎖口11.25m,采用鋼筋砼澆筑而成,砼標(biāo)號為C30;倉身(長度為32.1m)全部采用噴、錨網(wǎng)噴二次支護。
煤倉掘進過程中自上而下穿過的巖層依次為:粉砂巖,細(xì)砂巖,泥巖,中砂巖,粉砂巖,1煤,泥質(zhì)細(xì)砂巖,2煤,泥質(zhì)細(xì)砂巖,泥巖,中砂巖。其中1煤頂板和3煤頂板的中砂巖為含水層,含水層厚度為15.18m,預(yù)計正常涌水量3m3/h,最大涌水量4 m3/h。
煤倉采用反井鉆機導(dǎo)硐光面爆破刷大進行施工。先用反井鉆機在設(shè)計位置鉆出Φ1m的兩個溜矸孔,將煤倉的上口、下口硐室貫通,然后自上而下進行刷大。煤倉刷大的矸石自溜矸孔溜至煤倉下口硐室,用扒裝機扒裝至跟機皮帶外運。先施工煤倉下口巷道及給煤機硐室兩邊的墻體。待兩邊墻體澆注混凝土完畢后,轉(zhuǎn)入煤倉主體施工。首先施工出深度為2m的鋼筋砼倉口,一次施工完畢;然后以段高4m交替施工出長度為32.1m的煤倉倉體噴砼段,然后施工出垂深為11.25m的煤倉下鎖口。最后轉(zhuǎn)入給煤機硐室剩余墻體、樓板及煤倉漏斗口的綁扎鋼筋和支模工作及澆注砼工作。
一次支護:光爆后進行初噴30mm的砼,初凝20分鐘并達到一定強度后進行打安錨桿及出矸,錨桿間排距為1000×1000mm,網(wǎng)與網(wǎng)之間每隔200mm扭接一處,然后復(fù)噴90mm蓋網(wǎng)。
永久支護:煤倉上口2m范圍內(nèi)、下鎖口及給煤機硐室采用鋼筋砼支護;上口2m錨網(wǎng)噴支護加鋼筋混凝土支護總厚度為1000mm,下鎖口漏斗處及給煤機硐室砼厚度為500mm。下鎖口斜墻采用錨網(wǎng)噴支護加鋼筋混凝土(厚度為500mm)支護,倉體采用噴、錨網(wǎng)噴二次支護,噴射混凝土總噴厚為300mm。碹體接茬處要用噴漿方式找齊、找平。
2.3.1 煤倉溜矸孔施工
在煤倉上口確定煤倉溜矸孔位置,在反井鉆機基礎(chǔ)上安裝反井鉆機,自上而下鉆一個Φ200mm孔。貫通后在下部給煤機硐室卸掉Φ200mm鉆頭,安裝擴孔鉆頭Φ1000mm,自下而上擴孔。
2.3.2 倉體刷大
煤倉溜矸孔施工完成后,進行倉身刷大施工。安裝14t回柱絞車作為提升絞車,配30t提升導(dǎo)向輪及Φ21.5mm防轉(zhuǎn)鋼絲繩,采用小型吊桶提升人員、材料。 倉身刷大采用鉆爆法施工,光面控制爆破。本著最大利用爆破自由面的原則布置炮眼,選用煤礦二級許用炸藥、毫秒延期電雷管爆破。首先以半徑3m、垂深2m對溜矸孔進行擴大,然后采用采用1/2圓環(huán)斷面掘進,1/2環(huán)均采用全斷面一次爆破一次成巷,光面控制爆破,1/2圓環(huán)斷面的鉛垂深度不得超過2m。爆破后的矸石從溜矸孔向下溜放,在下部給煤機硐室扒裝矸石。煤倉倉身在每次刷掘一個循環(huán)后進行打錨桿、掛網(wǎng)噴漿二次支護。噴漿合格后方可進行下一個循環(huán),每個循環(huán)為2m,直至煤倉縮口段。
2.3.3 蓬倉口
倉體刷大6m后,對倉口進行蓬蓋。采用26根20B工字鋼呈十字形全斷面封閉,工字鋼間距不大于800mm,上鋪80mm厚木板。鋪木板時留出中心孔、下料口、上下人員安全出口。
2.3.4 澆注混凝土
澆注混凝土前,進行綁扎鋼筋,支設(shè)模板,同時安設(shè)預(yù)留件,與原先已經(jīng)施工的給煤機兩幫混凝土墻體一起澆注至下縮口上平臺處形成一個整體。待混凝土達到一定強度后,開始澆筑煤倉縮口段。
縮口段澆筑前,首先進行綁扎鋼筋,然后鋪設(shè)22kg/m鋼軌。鋼軌應(yīng)鋪設(shè)均勻,并覆蓋整個斜面,鋼軌與鋼筋結(jié)合處焊接牢固。然后支設(shè)模板即可一次性分段澆注混凝土。
煤倉采用先進的反井鉆機法和鉆爆法施工。反井鉆機應(yīng)用改變了原來自下而上反井炮掘的施工工藝。雙溜矸孔的鉆設(shè),既增大了爆破自由面面積,同時有效的提高了爆破后的出矸效率。煤倉采用光爆及錨網(wǎng)噴一次支護,把被動支護方式變成主動支護方式。通過擴孔最大限度的利用了已有的爆破自由面,同時有創(chuàng)造了更大的爆破自由面有效地控制倉體成型。
防轉(zhuǎn)鋼絲繩及吊桶的應(yīng)用改變了以往人員上下只能爬軟梯的方式,解決了人員高空墜落的安全問題。
運用CAD三維制圖制作出煤倉非對稱下縮口的模型,準(zhǔn)確地找到縮口與倉體連接點,提高施工準(zhǔn)確性。
740三號煤倉的施工,通過采用反井鉆機導(dǎo)孔,光爆刷大施工方法。倉體內(nèi)安裝吊桶進行施工等措施,保證了安全施工,加快了施工速度,工期比原計劃提前近30日,取得非常好經(jīng)濟效果。
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