煤矿井下大断面煤仓施工技术

唐杰超

摘  要：煤仓是煤矿井下煤炭输送系统的重要组成部分，在井下煤炭的储运中起着重要作用。作为矿山建设的特殊硐室，煤仓由于其大断面、结构特殊、施工复杂性和高安全要求，使得快速安全施工变得更加困难。详细阐述了煤仓结构、施工过程、施工组织和安全措施，同时介绍了迅速施工煤仓的设备和工具。

关键词：煤仓施工技术;反井钻机;松动爆破

钱家营矿十二采区为接续施工的主要采区，由于工程衔接紧张，十二采煤仓的快速施工显得尤为重要。十二采煤仓位于十二采皮带山上部平巷段与-780皮带机尾硐室之间，落差高度为16m，岩石普氏系数f=4～6，局部有淋水和煤线。竖井净断面直径6000mm，净剖面32m，入口和出口掘进断面30m，十二采煤仓上部的十二采皮带机头硐室及下部给煤机硐室已施工完成。

一、煤仓施工方案

大断面煤仓施工，主要存在巷道断面大、人员操作困难、爆破炸药量大、排矸系统复杂和需打反井导硐等困难和风险。近年来，根据施工反井导硐情况，主要有2种施工方案。第一，普通反井法施工煤仓，分为三步进行，第一步是从下向上掘小反井，第二步是从上向下刷大至施工断面，第三步是从上向下进行永久支护，浇筑混凝土。普通反井法施工煤仓，虽简单易行，但该施工方法施工效率较低，对操作人员构成很大的安全风险，爆破效果较差，材料运输不方便，不易处理顶板危岩等。故现在主要采取的是另一种方法，即反井钻机施工法，随着煤炭开采的发展，反井钻机成为一种安全、可靠、快速、高效的煤仓施工方法。

二、煤仓施工技术

1.溜矸仓筒反井钻机。煤仓中心导孔测量放线，中心线位置标定，基础标准为2.0m×2.0m，厚度大于200 mm。在反井钻机的外沟侧砌筑修建1.5m大型循环池，为钻机提供压力水。LM-120型反井钻机按照操作规程进行安装运转调试，用反井钻机沿煤仓中心线从上到下构造直径210mm的导向钻孔。当导向钻孔与给煤机硐室贯通后，拆下直径210mm钻头，更换装配直径1200mm扩孔钻头，从下往上扩孔，将孔扩大到煤仓顶部开口，扩孔的矸石落到给煤机硐室内，由侧卸装岩机装入矿车，运至车场。导硐施工时，彻底清洗十二采皮带机头硐室底板，不要留下浮矸。否则，浮矸会落孔内，很可能会引起卡钻。在施工中心钻孔时，要密切观察钻杆的接近速度。当出现松软岩层时，采用低压钻，放慢速度，不要快速进入，否则会出现塌孔卡钻。到达中孔深度12m后，如果出现塌孔卡钻，通常只能重新选择钻孔位置。

2.煤仓的施工。

⑴.加固和封闭煤仓上口。在施工现场被称为煤仓上锁口。煤仓上锁口1.2m高，完成混凝土浇筑的永久支护，加强了煤仓上口的强度和整体性，使得在上部设置防护栅栏变得更加容易。煤仓上口混凝土浇筑完毕后，在煤仓外口每间隔1m设置一道栏杆，并围绕井筒一周用网格不大于100mm的网片围成成栅栏，封闭煤仓上口，禁止人员进入，防止矸石和物品坠入煤仓内。

⑵.在栅栏的入口处预留进入煤仓的栅栏门，设置可直接进入煤仓井筒内的软梯。由于煤仓上口为先窄后宽的收口设计，人员进入煤仓困难。在井筒内左右对称预留绑扎软梯的锚杆，施工人员可以安全进出煤仓。施工人员在煤仓内工作时，将煤仓内的扩孔使用50mm厚木板封堵，爆破或排矸时拆除木板。

⑶.建造煤仓的仓筒。施工主要包括爆破扩刷、临时锚网喷混凝土支护、模板、钢筋绑扎、混凝土浇筑等工序。由于煤仓井筒的的开挖巷道断面较大达到了40m，增加了爆破难度，很难一次全断面进行爆破，装药时间长，爆破震动大，而且产生的矸石数量很容易堵塞煤仓扩孔。经过反复计算和现场调整爆破参数，在煤仓进行爆破作业时，将井筒内的整个区域划分为4个区段，分段进行爆破、出矸、锚网支护，每个区段的爆破深度为1m。在完成整个井筒内的4个区段后，对煤仓井壁喷射混凝土进行临时支护。由于井底煤仓的稳定性，在所有煤仓吊装、临时支撑和模板施工完成后，必須从煤仓下口收缩段自下而上进行钢筋绑扎和混凝土浇筑。

⑷.煤仓底孔施工。煤仓底孔施工具有结构复杂、预埋件多、精度高、高空作业等特点。十二采煤仓仓嘴与以往略有不同，以往施工的仓嘴一般为煤仓的中部位置，煤仓仓嘴的收口为4个斜面。延长十二采煤仓的仓嘴为服务年限，将仓嘴设置在煤仓井筒一侧，收口为1个立面，3个斜面，其余为仓嘴平台。煤流直接落在平台上再挤压到仓嘴处，避免了煤流直射仓嘴，造成仓嘴损坏，延长使用年限。煤仓下部总高度为3.1m。煤仓施工完毕后，继续在煤仓下部进行爆破和临时锚网支护。为了便于施工组织，煤仓仓嘴的施工在给煤机硐室内进行。煤仓底孔与装车车间顶部预埋钢梁同时施工，模板安装应遵循从外到内、从下到上的原则。该部分所有钢筋和结构均应安装到位，然后应同时浇筑整个截面。本段混凝土浇筑过程中，由于机理复杂，需要加强混凝土的振捣，均匀增加混凝土表面钢砂的设计厚度，以提高混凝土的耐磨性。

3.地脚螺栓安装工艺。开工前，根据煤仓轴线，严格检查煤仓断面规格，仔细检查壁面围岩。如果发现危岩，必须先进行处理，确认安全后方可进行作业。锚孔定位准确，锚孔位置误差不大于100mm。地脚螺栓应使用锚定钻头或空气钻头垂直放置在井壁上，角度误差不应大于15°。地脚螺栓孔的深度应与地脚螺栓的长度一致。严格按照锚杆长度钻孔，钻孔深度2m。钻孔结束后，清除孔内岩渣和积水，自上而下施工煤仓锚栓。地脚螺栓安装前，将树脂锚固剂连续注入眼底，将锚定螺栓插入锚定螺栓孔，使锚定螺栓靠近树脂锚定剂，外端用钢丝网覆盖。从托盘和螺母上取下螺母，用带专用套筒的气动锚机夹紧螺母，然后启动气动锚机，旋转锚栓体，将锚栓从气动锚机中取出，直到锚栓锚固，然后拧紧螺母。3分钟后，再次拧紧螺母，并对地脚螺栓施加预应力，使地脚螺栓的紧固力满足设计要求。

4.爆破作业。硐室采用响小炮松动爆破法施工，煤仓采用全断面一次打眼，分次装药分次爆破的施工方法。爆破时，使用煤矿许用乳化炸药，毫秒延时电雷管并编号，正向装药，煤矿专用发爆器爆炸启动，连接方式为串联，炮孔使用黏土炮泥和水炮泥封堵。炮眼的长度为1m，不耦合装药。爆破前，在爆破现场附近洒水降尘，检查瓦斯，浓度超过1%时不允许爆破。装药前，移除扩孔处的木板，在能够进入装药地点的各个通路口截人，严格执行一炮三检、三人联锁放炮制度。爆破后，查看煤仓下口是否被岩石封堵，保证通风，采用侧卸装岩机装岩排矸。

5.脚手架搭设牢固，所有销钉、螺栓紧固，脚手板使用50mm及70mm木板，铺设后用钉子连接。所有在煤仓内工作的人员应佩戴牢固的安全带，安全带末端固定在梯子或地脚螺栓上。装卸材料应绑扎牢固，装卸材料应在人员明确接触后再装卸。煤仓上口设专人监护，防止人员误入和岩石块掉落，确保安全。

煤仓的快速施工，保证了钱家营矿十二采区域的生产衔接，创造了高效快捷的运输通道，满足了生产根本需要。在施工过程中，采用了提升大断面煤仓施工技术，提高了施工人员的安全性，降低了劳动强度，大大提高了经济效益。因此，应在类似矿山建设项目中推广应用。

参考文献：

[1]李飞.井下煤仓快速施工[J].山东煤炭科技，2017（06）：37～38.

[2]李财.煤矿井下大断面煤仓施工技术[J].煤矿现代化，2016（叭）：1～3.

[3]牟震华.大垂深大直径煤仓的设计与快速施工[J].山东煤炭科技，2000，（4）：1～2.

[4]巩生勇.星村煤矿超千米深井煤仓快速施工技术应用[J].科技传播，2011，（20）：137～138.

[5]马涛.反井钻机施工采区煤仓的工艺技术[J].同煤科技.2019，21（02）：16～18.

[6]黄江.反井钻机在主井井底煤仓施工中的应用[J].中州煤炭.2019，13（03）：24～25.

[7]刘瑞.反井钻机技术装备及发展[J].煤炭科学技术.2019，29（04）：9～12.