刘庄煤矿主井超大煤仓快速施工新技术

季志坚　倪先杰

摘要：刘庄煤矿主井煤仓直径10米，深度31米，施工难度大。采用下料孔从地面下混凝土连续浇注、仓体浇注铁钢砂、反井钻孔出矸和通风等先进工艺，实现了超大煤仓快速施工，比传统工艺施工节约工期一个半月。

关键词：煤仓施工施工要求通风与排矸

1概述

刘庄煤矿主井煤仓上口位于中央胶带机头与主井联巷内，仓帽顶部上锁口水平为－661.25m，下口位于主井装载机巷内，仓底水平为－692.155m，垂深30.905m，直径10m。从仓帽到仓底主要穿过砂质泥岩、细砂岩、粉砂岩、中砂岩。为了保证矿井的按期投产，加快主井煤仓的施工速度十分必要。主要是从优化煤仓施工的供料系统和掘进出矸系统上为煤仓施工快速施工创造条件。煤仓浇注所需混凝土材料从地面通过下料孔直接输送至施工地点，大大减少了运输环节。该煤仓从开工到结束，施工工期60天，与同类规格的煤仓相比，节约工期一个半月。

1.1煤仓施工

1.1.1仓帽位于661.25—664 95m，高度3.7m，净直径下口10m、上口5m，毛直径下口11.44m、上口6.3m，为50°11′40″圆台形结构。仓帽掘进体为一个圆台形广口结构，整体高度为3.7(包括凸台部分0.8m)，当掘进够2m段高后，及时进行第一次临时锚网喷及锚索支护，然后再向下掘进至仓帽结束，再进行第二次临时锚网喷及锚索支护，然后放一个座底炮，在确保围岩无安全隐患后，找平、开始稳股，使用50×70mm的方木按照水平间隔1m、垂直间隔1.2m布局从底向上搭设四层水平平台，每层平台上放置一架与该水平直径对应的厚度为100m的环形木股，使用50mm厚的斜面木板将四层木股周围用铁钉钉一圈形成仓帽圆台结构。将成型的该结构找好线并用50×70mm的木撑棍在围岩四周固定牢固。在此基础上开始绑扎仓帽钢筋。绑扎顺序由下到上、由外而内。钢筋全部绑扎结束后，整体浇灌仓帽。

1.1.2仓体仓体采用短段掘砌的方法向下施工，主要以2.2m为一个永久支护段高，掘进到位后开始绑扎仓体井壁单层钢筋，使用装配式小块金属模板(高度为1m)稳模、找线、打撑棍、下料浇灌铁钢砂混凝土作为永久支护。每个段高之间的接茬采用同等标号的铁钢砂喷射混凝土充填。

1.1.3仓底仓底主要为煤仓底板及为加固底板而浇灌的8根钢结构混凝土梁及一层环梁。仓体施工完毕后，再向下掘进施工3m左右段高，作为仓底施工的空间。将堆积的矸石按照图纸设计高度找平，开始搭设脚手架、配混凝土梁所用的木模板，绑扎混凝土梁的钢筋结构、安装给煤机吊挂预埋件、溜煤孔预埋钢管、压风清扫管，加固木模板、浇灌混凝土。钢筋绑扎顺序为先绑扎环梁钢筋结构，然后绑扎组合梁钢筋结构，所有组合梁钢筋结构都与环梁钢筋结构连接。

1.1 4分煤器为渐变四棱柱形斜面体结构，主要用途是使煤炭分别从两个预留溜煤方孔中通过下到给煤机上。该锥形结构采用标号为C30的铁钢砂素混凝土浇注。

仓底结构施工完毕后，按照图纸要求施工四个溜煤孔的仓底斜面体分煤器结构。该结构采用立模浇灌的方式堆积而成。

1.1.5仓底装载硐室仓底上部所有结构施工完毕后，开始逐步清理煤仓溜煤孔下部的矸石并同时刷扩仓底装载硐室墙体结构，自上而下刷扩结束并将积矸清理干净后，掘进施工仓底装载硐室底板反底拱结构，然后自下而上绑扎反底拱结构钢筋、浇灌反底拱结构、绑扎墙体钢筋、浇灌墙体结构，与煤仓底部连接成整体。

2施工要求

采用全断面掘进方式，短段掘砌施工，光面爆破法。

该煤仓采用钢筋混凝土作为永久支护方式，其中仓体为铁钢砂钢筋混凝土支护，溜煤孔斜面体分煤器为铁钢砂素混凝土浇注，其它部位为普通钢筋混凝土结构。

2.1混凝土材料质量要求和配合比C30普通现浇钢筋混凝土材料质量要求和配合比：

碎石粒级16—31.5mm。针片状含量≤15％：含泥量≤1.0％

砂子：中粗河砂。细度模数：μf=2.3—3.0；含泥量≤3.0％

现浇混凝土水泥：P·042.5普通硅酸盐水泥

现浇混凝土配合比如下：

水泥(330):砂(730):碎石(1185):水(155):Fs—e(24.6)

=1:2.21:3.59:0.47:0.08

(重量比)

C30现浇铁钢砂钢筋混凝土材料质量要求和配合比：

铁钢砂：选用粒径为6—30mm

现浇混凝土水泥：P·042.5普通硅酸盐水泥

现浇混凝土配合比如下：

水泥(750kg):铁钢砂(2250kg):水(240kg)

=1:3:0.32

(重量比)

(该配比为现场配比，经安徽阜阳质检站抗压强度试验，数据合格可靠)

2.2绑扎钢筋仓帽和仓底要求先稳股后扎钢筋，仓体要求边稳股边扎钢筋，仓底装载硐室底板要求先扎钢筋后稳股、墙体要求边扎钢筋边稳股。要预先加工好不同规格尺寸的钢筋并提前运送到施工地点摆放整齐，待一个段高的掘进及锚网喷临时支护完毕后使用。仓体钢筋采用搭接或丝扣连接方式。钢筋绑扎时必须按图施工，要预流留够下段搭茬长度，同时保证钢筋保护层厚度。

2.3立模仓体使用组装式小块金属模板，每次稳一模，高度一米：仓帽和仓底使用50mm厚木模板加工；仓底装载硐室使用建筑用钢模板配置，按1.5米间距布置100×70mm方木撑棍或4寸铁管作为撑棍使用。稳股尺寸要找准、两侧撑棍要打牢固、下面用点柱顶死防止承重弯曲。模板可以随着混凝土上涨边打边加。

2.4浇灌混凝土均匀对称浇灌；每处连续浇灌高差不得超过-500mm并充分震动密实。钢筋结构密集处要使用对模板内外震动等方法使之密实。仓体模板浇灌后超过12小时才能拆除周转使用：其他部位模板必须在浇灌后超过48小时才能拆除。拆模后要洒水养护。

3通风和排矸

风流从地面经主井井筒至装载机巷，经反井钻孔到煤仓掘进工作面：回风从工作面经煤仓至中央胶带机斜巷。

所有煤仓掘进中的矸石通过煤仓内两个反井钻孔溜到主井装载机巷，用扒矸机扒出至下段反井钻孔(主井装载机巷至-762m主井绕道)，溜至主井绕道联巷，再用扒矸机扒进矿车运出。

4必须注意的几个问题

4.1封口盘封口盘铺设时间为煤仓向下掘砌10m左右以后，铺设位置在上锁口平面，预先在该位置上留出四个封口盘主梁梁窝，盘梁为不低于125a和Ⅰ11组合钢梁结构，盘面铺设5mm厚的花纹钢板封闭整个封口盘。

4.2井帮管理①必须建立健全敲帮问顶制度，接班后、打眼前、装药前、放炮后、打锚杆前、耙矸前、喷浆前必须找净井帮浮矸危岩，对找不掉的危岩必须补打锚杆进行加固补强。②严格按爆破要求进行光面爆破，严格控制装药量以降低对围岩的破坏。③炮后必须及时将松动的锚杆托盘上紧。④如围岩岩性不好时，及时进行锚网喷临时支护。

4.3该煤仓施工为自然通风，正常情况下溜矸孔用网状铁篦子盖住孔内保持畅通，溜矸孔下口矸石堆积高度必须保持低于巷道顶板≮2m，能确保爆破后溜矸孔内无积矸存在。

4.4大矸石必须破碎，防止溜矸孔堵塞

4.5煤仓上口吊点每班检查完好情况，发现问题立即停止使用，重新安装吊点。

4.6煤仓掘进施工期间，煤仓下口两端20m之外必须挂警示牌，严禁有闲散人穿行；施工人员必须走专用安全通道。

4.7煤仓上口封口盘所有孔洞必须及时封堵，严禁坠物。

4.8人员进八工作面，溜矸孔必须用2×2mφ20钢筋篦子盖严，放炮时将篦子提至封口盘，放炮后立即恢复。放炮后人员进入煤仓恢复钢筋算子前必须将保险带带好并生根在井帮预留的保险绳上。