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        分段下落式煤倉(cāng)技術(shù)的研究及應(yīng)用

        2019-09-28 07:57:06岳遠(yuǎn)雷張有利石洪勝
        山東煤炭科技 2019年9期
        關(guān)鍵詞:錨桿混凝土施工

        岳遠(yuǎn)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(fēng)大巷煤倉(cāng)受煤層賦存條件及已有巷道布局條件限制,煤倉(cāng)深度較大,凈深12.5m,主要為中部三條大巷開拓矸石運(yùn)輸服務(wù)。根據(jù)以往生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),煤倉(cāng)高度在6~7m最為適宜,當(dāng)深度超過8m以上時(shí),墜落的矸石對(duì)井壁支護(hù)構(gòu)件及煤倉(cāng)底部給煤機(jī)等放煤結(jié)構(gòu)破壞作用急劇上升,導(dǎo)致煤倉(cāng)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(chǎn)連續(xù)性。為克服上述弊端,首次提出分段下落式煤倉(cāng),矸石經(jīng)過一、二兩級(jí)平臺(tái)緩沖后落到煤倉(cāng)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(duì)井壁支護(hù)構(gòu)件及給煤機(jī)的破壞,延長(zhǎng)煤倉(cāng)的使用壽命。

        2 技術(shù)創(chuàng)新的內(nèi)容及實(shí)施過程

        如圖1所示,施工前,先由地質(zhì)測(cè)量科在預(yù)定位置標(biāo)記煤倉(cāng)中。施工隊(duì)伍根據(jù)標(biāo)定的煤倉(cāng)中,由下向上,用頂置式風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)施工一鉆孔,與南部回風(fēng)巷底板貫通。貫通后由防沖中心利用天井鉆機(jī)沿上述鉆孔施工一直徑為1500mm的鉆孔。

        圖1 南部回風(fēng)大巷煤倉(cāng)平面位置圖

        由施工隊(duì)伍按標(biāo)定的煤倉(cāng)中線放炮,刷大煤倉(cāng)毛斷面,保證煤倉(cāng)毛斷面達(dá)到3300mm,然后開始一、二兩級(jí)緩沖平臺(tái)的施工及煤倉(cāng)井壁的支護(hù)澆筑工作。

        (1)煤倉(cāng)毛斷面擴(kuò)刷完成后,在距離煤倉(cāng)頂部,即南部回風(fēng)大巷底板8.0m位置,分別掏槽安設(shè)兩根4300mm、3900mm鋼梁,作為二級(jí)緩沖平臺(tái)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(shí),保證施工強(qiáng)度,如圖2所示。

        (2)在二級(jí)緩沖平臺(tái)上密排長(zhǎng)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(jí)緩沖平臺(tái)上共密排18根工字鋼副梁,如圖3所示。

        圖2 南部回風(fēng)大巷煤倉(cāng)正視圖

        圖3 南部回風(fēng)大巷煤倉(cāng)側(cè)視圖

        (3)在密排副梁上澆筑混凝土,強(qiáng)度不小于C30,采用Ф6.5mm鋼筋做配筋,鋼筋間距100mm?;炷翝仓叨?00mm,長(zhǎng)度1710mm,寬度990mm,震動(dòng)搗實(shí),保證混凝土強(qiáng)度,如圖4所示。

        圖4 南部回風(fēng)大巷煤倉(cāng)緩沖平臺(tái)俯視、正視、側(cè)視圖

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

        圖5 巷道斷面圖

        3 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

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

        (2)一、二兩級(jí)緩沖平臺(tái)在煤倉(cāng)施工期間可以作為施工平臺(tái),人員在平臺(tái)上施工,增加了安全系數(shù),提高了施工環(huán)境的舒適度,提高了施工勞動(dòng)效率。

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

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

        (5)兩級(jí)平臺(tái)將煤倉(cāng)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(cāng)底部矸石壓實(shí)程度,減少了底部矸石的壓力,減少了堵倉(cāng)現(xiàn)象的發(fā)生,杜絕了處理堵倉(cāng)造成的安全隱患。

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

        4 實(shí)施應(yīng)用情況

        中部回風(fēng)大巷煤倉(cāng)按照預(yù)定方案施工。先用頂置式風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)施工一鉆孔,與南部回風(fēng)巷底板貫通。貫通后利用天井鉆機(jī)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(jí)緩沖平臺(tái)。最后按圖5所示對(duì)井壁進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。中部煤倉(cāng)使用至今,應(yīng)用效果良好,定期對(duì)井壁完整性及井底給煤機(jī)完好情況進(jìn)行檢查,結(jié)果均顯示良好,未出現(xiàn)井壁支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞。

        5 效益分析

        5.1 經(jīng)濟(jì)效益

        (1)兩級(jí)平臺(tái)減少了腳手架的支設(shè),加快了施工進(jìn)度。與直接下落式煤倉(cāng)相比,施工工期減少7d,按照每天18個(gè)人工計(jì)算,節(jié)約費(fèi)用=7天×18人工×240元/人工=30240元。

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

        5.2 社會(huì)效益

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

        (2)提高了施工效率。煤倉(cāng)井壁支護(hù)時(shí)由于施工平臺(tái)的存在,施工人員可以在舒適的位置進(jìn)行施工,作業(yè)區(qū)隊(duì)可按照正常支護(hù)、噴漿作業(yè)組織施工。相較于傳統(tǒng)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(yīng)用,為煤礦超深煤倉(cāng)設(shè)計(jì)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(cāng)施工進(jìn)行推廣應(yīng)用,具有良好的應(yīng)用前景。

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