立式煤仓在软岩中的施工方法

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【摘 要】针对原立式煤仓因溜煤冲击和软岩膨胀,导致立仓大面积片帮,造成最后无法使用,采用“立式煤仓在软岩中‘齿轮’形的施工方法重新施工立式煤仓”.实践证明,该方法安全可靠,服务年限长,适用于特殊软岩中施工立式煤仓.

【关 键 词】立式；软岩；施工

0.前言

新建煤矿：±0水平二石门15层区原有的立式煤仓,由于穿过煤层和页岩层等软弱岩层,该煤仓的支护形式为锚喷支护,使用中因溜煤冲击和软岩膨胀,致使立仓喷碹层大面积积片帮,导致立仓上口混凝土碹体脱落,最后造成立仓无法使用.

经现场勘察及论证,恢复原煤仓既不经济又不安全,决定重新施工±0水平二石门15层采区煤仓,煤仓采用垂直式形式,布置在+68m机道石门和±0二石门大巷之间,煤仓高度61m,净直径为3.2m,净断面为8.04m2.根据该立仓所处位置、立仓围岩性质及地质构造等因素,对立仓的施工方法和组织措施进行了多方面的比较论证,确定了施工方案.该立仓于1993年6月施工,8月末施工,生产十年来安全质量可靠.

1.工程地质概况

该立式煤仓所穿过的煤层有181#、182口1#、和182口2,该区处在F10和P12两大断层之间,次生断层纵生,裂隙发育,F10正断层走向140°～160°,北50°～70°,东倾角40°～50°,落差最大达80m,该区内181#和182口1#为中厚煤层,煤质中硬,由于构造影响,煤层顶底板错动,使煤层本身变形、变脆,另外由于岩石裂隙发育,裂隙水、断层水较大,施工时有滴水和淋水现象,给立仓施工和支护带来一定的困难.所以必须采用切实可行的施工方法,才能取得施工的顺利进行和保证煤仓的服务年限.

2.施工方案的确定

立仓的上口标高68.2m,下口标高+7.2m,垂高61m.首先用ML—120型反井钻机从上向下打出直径0.24m小孔,然后向上反提刷大钻孔1.2m,最后由上向下扩大至设计断面,边扩边成仓.

煤仓的结构为：上口为锥体,下口也为锥体,仓体为圆柱体.整个立仓由上往下共划分为19段,施工中由上向下每扩完一段发一段碹,待初凝后再施工下一段,逐段施工直至下口.

3.施工方法

3.1打钻

选用苏南煤机厂生产的ML-120G型钻机.穿软岩破碎带时,钻孔失败.使用地质队生产的化学泥浆,护孔壁兼反渣,打钻中穿过181#、182口182口2#煤层,打钻成功.

3.2立仓上口施工

钻孔1.2m为同心圆,以毛直径2.8m往下扩仓6.0m深,将6.0深的立眼进行配筋发碹,发碹厚度0.4m,净直径2m,已6.0m立眼作为仓上口碹体.为防止碹体脱落,在碹体下部布置一周“齿轮”形基础座.待上口碹体凝固后,以毛直径2.8m往外以垂直角7°扩仓,往下扩仓3.0m毛直径为3.4m以垂直角7°继续往下扩仓至毛直径为4.0m,在仓壁施工一周“齿轮”形基础座,并进行配筋发碹.

3.3”齿轮”形基础座施工

垂直每隔3m施工一周“齿轮”形基础座,每“齿”法间距1.4m,深0.5,宽0.5m,高0.5m.“齿轮”形基础座与仓体统一发碹,材料为混凝土.

3.4立仓仓身施工

以毛直径4.0m垂直往下扩仓,施工毛断面12.56m2,发碹后净断面8.04m2.每下扩1.0m,进行一次临时支护.临支护采用锚喷支护,锚杆间、排距1mxlm,锚杆长度1.2m,喷厚50mm.每下扩3.0m施工一击“齿轮”形基础座,并进行配筋发碹,共分15段施工完.

3.5立仓下口施工及发碹

为了巩固漏斗座和加固大巷上部的支撑能力,设置四根20#工字钢.工字钢由24kg/m的钢轨托住,钢轨两端插入已砌好的大巷碹帽上,漏斗座固定在中间的两根工字钢梁上,漏斗座要安放水平,且十字中心线与大巷重四轨道中心线重合.

支模前用15根不等长24kg/m钢轨按水平角60°均匀分布在立仓下口,钢轨一头搭在立仓帮壁,另一头搭在大巷碹帽上.再用2根10mm的钢筋与每根钢轨联接好拧紧,以防钢轨串动.模版支在钢轨外,钢轨平面部分露在碹表面.模版的固定先在漏斗口内做一木衬,下端直接座在木衬上,与木衬钉牢.模板的上端用木杆撑在岩帮上.用150号混凝土浇灌煤仓下部5m的一段的大巷碹帽,混凝土打到与漏斗座上口齐时停.用200号混凝土浇灌煤仓下口圆锥体部分,全锥体长分三次浇灌,每次浇灌1m.

3.6配筋发磕

该立式煤仓发碹是根据岩层性和煤仓直径等参数确定的.采用钢轨混凝土支护,发碹厚度为0.4m,配单层钢筋,垂直使用的钢筋为辅斤规格为6.5m.围绕立仓使用的钢筋为主筋,规格为20mm,主辅间距为250mm×250mm,主、辅筋交叉处用铁线拧紧,钢筋与模板净间距50mm.主、辅筋在地面按规格尺存下好料运到井下使用.

每个施工段的配筋发碹分三次完成,每段发碹工作由下往上进行.每次发碹高度为1m,发碹时先发基础座,然后依次发至上一段碹体时停止,边浇灌边捣固,两段发碹空隙浇灌饱满.

发碹时不支外模,帮壁超挖外全部灌满,内模净直径3.2m模板高度1.0m.整个圆形碹模由四个碹股组成,碹股厚度为80mm,碹股的接头处成亲口式连接,亲口的下面打上垂直撑柱,垂直撑柱间打上水平撑柱.碹股支撑方法用“人”字撑,碹股立好后按立仓中心进行严格检查验收,发现误差立即进行高速.对钢筋的绑扎、石子的冲洗、料的配比、料的搅拌等都要进行严格的检查验收,确保立仓的发碹质量达到设计标准.

混凝土搅拌好后,沿铁风筒送下,铁风筒的下端接一节帆布风筒,使混凝土直接浇于模板内,一边浇灌一边捣固.

4.临时支护注意事项

（1）在立仓上口+68m机道石门中,对立仓上口前后5m范围内的巷道进行喷碹,喷碹厚工为200mm,以防浮石落人煤仓伤人.

（2）立仓上口周边呈凸状,并设置围栏.

（3）提罐绞车按钮安设好和声光信号,吊罐内设和打点器.

（4）正常扩仓时,每下扩1m进行临时支护,采用锚喷的方式,护住煤岩帮,锚杆间、排距为1×1m2.喷厚50mm,锚喷跟迎头.

（5）为防止放炮时崩坏碹体,爆破工艺采用段延期电全断面一次爆破,周边眼间距350mm,其它炮眼间距500mm.装药量严格执行设计规定.

5.结语

（1）采用“齿轮”固岩法施工,在软岩中可行,是较新的施工方法,值得相应地质围岩条件借鉴.

（2）采用三次涮大,在软岩中安全效果好.

（3）发碹前的临时支护采取的措施实用.

（4）虽然采用“齿轮”围岩法施工立仓难度较大,且消耗钢筋、水泥等材料较多,但此方法安全可靠,服务年限长.

（5）采用此方法一定要注意各工序的有机衔接.