井下煤倉反井鉆機施工
1 工程概況
某礦主斜井延深后的煤倉,其上口位于12#層集中皮帶巷暗斜井上機頭硐室內,煤倉下口位于主斜井延深至12#層主井皮帶下給煤機硐室。
該煤倉上口設計標高為945.000 m,下口設計標高為910.017 m,煤倉高度為34.983 m。整個煤倉由上口、倉帽、倉體和漏煤斗四部分組成。煤倉上口直徑設計為3 m,倉體直徑設計為6 m,壁厚為150 mm,混凝土標號為C20。
2 地質條件
煤倉所揭露的巖層主要為砂巖,泥巖穿過11#,12#煤層,巖層層理、節理較發育(f=4-6),圍巖較穩定,11#層煤厚為0.8 m ~1.2 m,12#層煤厚為2.3 m ~2.8 m,煤層較硬,有瓦斯,局部有淋水。
3 煤倉施工
3.1 利用LM—120型反井鉆機施工煤倉導硐孔
在對該煤倉進行施工前,其下部主斜井已經延深至12#煤層,并且主副井聯巷已貫通,其上部12#層集中皮帶巷機頭硐室施工完畢。所以,根據該煤倉的技術特征及地層條件,第一,選用LM—120型反井鉆機施工,首先在12#層集中皮帶機頭硐室內安裝該鉆機,經調試運轉后,然后找出該煤倉的十字中心線。第二,利用LM—120型反井鉆機由上而下鉆一個d 244 mm的導向孔,鉆至給煤機硐室,使煤倉上下貫通,找準位置,然后將反井鉆機小鉆頭卸掉,換上d 1.2 m的大鉆頭,再由下而上擴孔至煤倉上口,在鉆孔過程中的矸石由下部耙巖機裝到礦車上,通過主副井聯巷運至副斜井底,后運至地面。該孔則可作為煤倉刷大過程中通風、排矸、排水。
3.2 煤倉的刷砌施工
(1)當該煤倉利用LM—120型反井鉆機鉆通后,再由上向下采用光面爆破的方法刷大至設計段面。每次刷高為1.5 m,并及時打錨桿(d 18 mm×1.7 m的鋼筋樹脂錨桿),噴混凝土進行支護,防止片幫。間排距為1.0 m×1.0 m,噴厚150 mm,當過11#、12#煤層時,加掛金屬網(金屬網規格為1 m×1 m,網格為100 mm×100 mm,由d 6 mm的鋼筋焊接而成),搭接長度100 mm,混凝土噴厚為200 mm,標號為C20。
(2)在完成煤倉上口和倉帽部分的刷砌施工過程中,嚴格按施工圖紙設計施工,并在其上面安裝1個封口盤,盤面上設有提升、風管、水管、噴漿管及人行梯等孔口,同時在煤倉上口機頭硐室內安裝一臺回柱絞車。通過預埋在機頭硐室的兩根18號工字鋼架上安設的天輪提升1 m3吊桶上下機具和材料,人員則沿鋼絲繩軟梯上下,一切就緒后,開始施工煤倉倉體及下口部分。
(3)在整個煤倉的擴刷過程中,打眼前采用1個自制的d 2 m鐵箅子蓋嚴d 1.2 m煤倉導硐孔,并鋪設厚50 mm的木板,確保人員安全。放炮前,由回柱絞車將鐵箅子提高到安全位置上,待放炮后,大部分矸石經d 1.2 m導硐孔自溜到煤倉下部主斜井底,下放鐵箅子,將d 1.2 m導硐孔蓋住,人工將未溜進的矸石攉入導硐孔溜下,通過煤倉下口穩裝的耙巖機裝到礦車內運走。打眼時,必須嚴格按堆積中的爆破說明書打眼裝藥、放炮,嚴防大塊矸石擠堵導硐孔。另外,在打眼時,必須掌握好眼深,防止炮后工作面不平,增大下一循環打眼時的難度,造成不安全隱患。煤倉施工中的淋水和水管漏水可通過導硐孔流入主井底,通過臨時排水設備排至副斜井底水倉。由于d 1.2 m導硐孔處于暢通狀態,所以不需要安裝專門的通風設備。
(4)噴混凝土時,可將噴漿機穩在煤倉上口機頭硐室內,通過輸料鋼管運到工作面,進行噴漿作業。
4 經濟技術效益
(1)某礦主井煤倉原計劃施工工期為30天,由于采用了LM—120型反井鉆機施工,與原先的正向掘進和反打煤倉相比,提高了機械化程度,掘進工效提高了2倍,實際施工工期為18天,比原計劃提前了12天,加快了煤倉施工速度。
(2)煤倉施工采用LM—120型反井鉆機先鉆d 1.2 m鉆孔進行溜矸泄水,然后再由上向下刷大,與普通鉆爆法相比,降低了施工難度,提高了爆破效率,節約了大量的輔助時間和設備,節省資金15%,降低成本約26%。
(3)由于采用LM—120型反井鉆機對煤倉進行施工,先鉆導硐孔,增大了爆破自由面,減少了爆破時對圍巖的振動和破壞,很好地解決了通風、排水、排矸這些煤倉施工中的難題,有利于煤倉壁的永久支護和以后的正常使用。
5 經驗總結
(1)由于莫井為高瓦斯盤區,在施工中,先鉆導硐孔,徹底解決了煤倉施工中局部通風難度大的問題,保證了安全生產。
(2)由于采區煤倉施工選用LM—120型反井鉆機施工1個d 1.2 m導硐孔與主斜井貫通,從而減少了采區煤倉刷砌施工中排水、排矸、通風等設施和環節,加快了煤倉的施工速度,降低了工程成本。
(3)由于施工了導硐孔,從而增加了煤倉擴刷時光面爆破的自由面,大大提高了光爆效果,提高了工程質量,降低了成本。
(4)利用反井鉆機施工煤倉,改善了工作面的作業環境,提高了機械化程度,提高了工作效率,從而縮短了煤倉施工期。
(5)通過這次施工,認識到利用反井鉆機施工煤倉具有機械化程度高、勞動強度低等優點,特別是技術上可行,經濟上合理,在同等條件下,可優先選用該法施工。