煤倉施工的優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用論文
摘要:介紹了微山湖礦業(yè)集團(tuán)崔莊煤礦四采區(qū)煤倉在優(yōu)化設(shè)計(jì)方面采取的措施，經(jīng)過對(duì)煤倉一系列的優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低了施工的難度，提高了施工速度。微山湖礦業(yè)集團(tuán)崔莊煤礦四采區(qū)煤倉方案設(shè)計(jì)為同類型煤倉工提供豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞:大坡度；傾斜巷道；應(yīng)用
微山湖礦業(yè)集團(tuán)崔莊煤礦位于滕南煤田南部，屬國有地方煤礦。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力60萬t/a，2005年核定生產(chǎn)能力120萬t/a，中央并列式通風(fēng)，礦井前期開采二迭系山西組3煤，其中3上煤平均厚4.09m，3下煤均厚3.51m。
1概況
崔莊煤礦四采區(qū)煤倉上口位于四采區(qū)運(yùn)輸下山機(jī)頭硐室內(nèi)，下口位于一水平運(yùn)輸大巷，煤倉整體布置3下煤層底板巖石中。根據(jù)四采區(qū)地質(zhì)和煤層賦存情況，采煤工作面采用綜采、綜采放頂煤工藝開采。為了滿足四采區(qū)的'生產(chǎn)系統(tǒng)，提高煤質(zhì)管理，實(shí)現(xiàn)煤、矸分裝、分運(yùn)，并作為四采區(qū)煤、矸的臨時(shí)儲(chǔ)存，四采區(qū)煤倉采用雙倉布置，2個(gè)煤倉間距800mm，單倉直徑6m，煤倉深度27.3m，單倉容量965.6t。煤倉為雙倉，單倉倉身斷面形狀為圓形。煤倉倉身深度為21.3m，二次錨網(wǎng)噴支護(hù)噴厚為200mm。荒徑為6.4m，凈徑為6m,斷面積：S荒=30.144m2，S凈=28.26m2。
2優(yōu)化設(shè)計(jì)
2.1存在問題
（1）煤倉使用混凝土澆筑支護(hù)，工序復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工進(jìn)度慢。
（2）下鎖口結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝繁瑣，施工難度大，要求精度高，不易掌握，效率低，工期長。
（3）2個(gè)煤倉中間墻體寬度大，勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工進(jìn)度慢。
2.2優(yōu)化設(shè)計(jì)
針對(duì)以上問題，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件及現(xiàn)有施工技術(shù)，對(duì)原設(shè)計(jì)煤倉作了優(yōu)化。
（1）根據(jù)現(xiàn)場揭露的巖層，煤倉位于中粗粒分界砂巖和砂頁巖內(nèi)，硬度4～6。巖層比較穩(wěn)定，決定將澆注混凝土支護(hù)改為錨噴支護(hù)。采用φ20mm×3000mm左旋螺紋鋼錨桿，間排距800mm×800mm,允許偏差±100mm,錨固長度1000mm；錨索型號(hào)為SKP17.8×1/1860，錨索長度為6m，間排距1600mm×1600mm，允許偏差±100mm，錨固長度1500mm，鎖具外錨索外露部分應(yīng)散開與二層網(wǎng)連接；金屬網(wǎng)使用6號(hào)鋼筋經(jīng)緯網(wǎng)；噴漿混凝土強(qiáng)度C20，厚度200mm。
（2）下鎖口為一長方形倒臺(tái)漏斗結(jié)構(gòu)。漏斗側(cè)面傾角為60。初噴混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不得小于C20，以封閉圍巖為準(zhǔn)。采用初噴臨時(shí)支護(hù)時(shí)，噴射范圍必須覆蓋掘進(jìn)區(qū)域，不得有巖石裸露。原設(shè)計(jì)內(nèi)側(cè)面鋪設(shè)鋼板作為耐磨層，現(xiàn)改為鋪設(shè)鋼砂為耐磨層。
（3）原設(shè)計(jì)2個(gè)煤倉中心距7m，為減少工程量和施工難度，煤倉中心距調(diào)整為6.5m中間墻體最窄處由原來的1.2m調(diào)整為0.8m，減少了施工難度和工程量。
施工順序：
（1）四采區(qū)煤倉上鎖口→煤倉倉身→煤倉下鎖口→煤倉中間墻體。
（2）煤倉掘進(jìn)采用鉆爆方法施工，每茬炮的循環(huán)進(jìn)尺為0.8m；采取分次爆破；四采區(qū)煤倉巖性較軟，應(yīng)加強(qiáng)煤倉幫部管理，施工前，先按由上向下的順序?qū)ξ村^網(wǎng)支護(hù)段進(jìn)行檢查，若有危矸活巖，必須及時(shí)找掉，確認(rèn)安全后，方可下一步施工，煤倉采用光爆錨噴向下掘進(jìn)，根據(jù)圍巖硬度周邊眼距定為400～500mm，周邊眼全部予留爆層，眼痕率達(dá)到60%以上，掘進(jìn)過程中要確保巷道質(zhì)量滿足生產(chǎn)技術(shù)的要求。
（3）單倉掘進(jìn)分2次爆破，單倉掘進(jìn)下部預(yù)留有0.8~1.1m的高度不掛網(wǎng)，一次永久支護(hù)到2排網(wǎng)后，下部的矸石不清理，登渣進(jìn)行上部2排網(wǎng)的二次永久支護(hù)。按上面施工工序進(jìn)行循環(huán)施工。合理安排各施工工序，盡量做到交叉及平行作業(yè)。
3支護(hù)設(shè)計(jì)
3.1臨時(shí)支護(hù)
（1）初噴混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不得小于C20，以封閉圍巖為準(zhǔn)。（2）采用初噴臨時(shí)支護(hù)時(shí)，噴射范圍必須覆蓋掘進(jìn)區(qū)域，不得有巖石裸露。
3.2永久支護(hù)
3.2.1倉身采用二次錨網(wǎng)噴+錨索的支護(hù)形式
當(dāng)巖石硬度f≥5時(shí)，倉身永久支護(hù)為錨網(wǎng)噴支護(hù)；當(dāng)巖石硬度f＜5時(shí)，倉身永久支護(hù)為錨網(wǎng)噴+錨索聯(lián)合支護(hù)；采用二次支護(hù)形式。一次掛網(wǎng)支護(hù)并復(fù)噴完畢后再次復(fù)網(wǎng)噴漿進(jìn)行第二次支護(hù)，保證支護(hù)密度均勻。二次永久支護(hù)可待一次支護(hù)完畢后統(tǒng)一進(jìn)行。初始安注錨桿應(yīng)保持錨桿貼巖壁外露200mm，第一次錨桿支護(hù)完畢并噴漿后，錨桿頭可外露，以便于二次錨桿支護(hù)。（1）第一次支護(hù)：采用φ20mm×3000mm左旋螺紋鋼錨桿，間排距800mm×800mm,允許偏差±100mm,錨固長1000mm；錨索型號(hào)為SKP17.8×1/1860，錨索長6m，間排距1600mm×1600mm，允許偏差±100mm，錨固長1500mm，鎖具外錨索外露部分應(yīng)散開與二層網(wǎng)連接；金屬網(wǎng)使用6號(hào)鋼筋經(jīng)緯網(wǎng)；噴漿混凝土強(qiáng)度C20，厚度200mm。（2）倉身每循環(huán)施工深度為800mm，初噴后及時(shí)錨網(wǎng)支護(hù)。第二次支護(hù)在第一次錨網(wǎng)噴的基礎(chǔ)上統(tǒng)一進(jìn)行再次掛網(wǎng)并復(fù)噴成巷，防止開裂的噴層墜落傷人。金屬網(wǎng)為6號(hào)鋼筋經(jīng)緯網(wǎng)，網(wǎng)間壓茬不少于100mm。
3.2.2兩煤倉中間隔離墻兩側(cè)支護(hù)
采用φ20mm×3000mm左旋螺紋鋼錨桿，間排距400mm×400mm,允許偏差±100mm,錨固長1500mm，錨桿外露700mm,用于后期隔離墻鋼筋綁扎。在掘進(jìn)過程中，隔離墻兩側(cè)自煤倉上口地坪面往下每間隔5148mm施工隔離墻墻窩，墻窩規(guī)格：凈高×凈深×凈寬=2000mm×2500mm×1000mm，墻窩頂部呈傾斜狀，隔離墻墻窩頂及兩幫支護(hù)錨桿采用φ20mm×1600mm左旋螺紋鋼錨桿，墻窩里側(cè)掛設(shè)金屬網(wǎng)并初噴，防止巖石風(fēng)化脫落傷人。
4安全技術(shù)措施
（1）工作面嚴(yán)禁空幫作業(yè)。靠近工作面上端范圍內(nèi)的支護(hù)在爆破前必須檢查加固。施工中要嚴(yán)格執(zhí)行“五前二后”敲幫制度，“五前”是指“開工前，鉆眼前，支護(hù)前，裝藥前，連線前”、“二后”是指“放炮后，接班后”，“五前二后”各工序前后要及時(shí)敲幫問頂，找掉危巖活矸。
（2）掘進(jìn)中，施工人員應(yīng)及時(shí)找掉開裂的噴層，施工人員選好站位點(diǎn)，觀察施工現(xiàn)場倉壁噴層片落情況，特別是在打眼定炮、安注錨桿過程中應(yīng)及時(shí)清除危巖、排除隱患。
（3）每次爆破后，迎頭工作人員要等迎頭炮煙被吹散視線清楚后，由爆破工、瓦斯檢查工和班組長首先巡視爆破地點(diǎn)，檢查通風(fēng)、瓦斯、煤塵、拒爆、殘爆等情況，并由上向下檢查倉壁、錨桿等情況。
5結(jié)束語
經(jīng)過對(duì)煤倉一系列的優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低了施工的難度，提高了施工速度，實(shí)際施工工期比原設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)工期縮短2個(gè)月，節(jié)省施工材料約300萬元。四采區(qū)煤倉于2017年5月建成投入使用，監(jiān)測表明，使用效果良好，滿足了生產(chǎn)的需要，提高了單產(chǎn)。同時(shí)，安全上并未收到影響。崔莊煤礦四采區(qū)煤倉優(yōu)化設(shè)計(jì)為同類型煤倉施工提供豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]煤礦安全規(guī)程.
[2]煤礦安全技術(shù)操作規(guī)程.
[3]采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè).
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