主井装载硐室安全施工研究

王 欣

(淮北矿业集团公司青东筹备处,安徽濉溪 235100)

主井装载硐室安全施工研究

王 欣

(淮北矿业集团公司青东筹备处,安徽濉溪 235100)

主井箕斗半装载硐室是矿井生产的咽喉,传统的施工方法是下行边掘边砌施工法,有着许多缺点。在此介绍一种新型施工工艺,阐述施工工序、施工方法问题及对策,说明该施工方法的优越性及其效果。

装载硐室;施工

0 引言

装载硐室在矿井生产中的重要地位。

井筒一样是矿井的咽喉要道,主井装载硐室是生产矿井产出经济效益的门户;装载硐室的施工方案直接关系到施工单位职工的安全和经济效益,硐室质量的好坏直接关系到生产矿井经济效益产出,关系到广大职工的切身利益。

1 青东煤矿主井装载硐室简介

青东煤矿主井装载硐室的整个工程由装载硐室、胶带机巷、操控硐室及相关井筒段组成。装载硐室位置标高:-519.9～-537.660m,上部—机头硐室断面形状为半圆拱形巷道,净宽7600mm,净高为6500mm,深8000mm永久支护为钢筋砼结构,浇筑砼厚度为700mm;装载硐室下部断面形状为矩形,净宽 7600mm,净高为 11660mm,深度9900mm,永久支护为钢筋砼结构;浇筑砼厚度为500mm;装载硐室与井筒连接处上部加固段高度为10000mm、净深5.5m与井筒连接处下部加固段高度为5000mm,永久支护均为钢筋砼结构,浇筑砼厚度均为600mm;砼强度等级均为C40。附:断面图(如图1)

表1 实际揭露地层资料

2 地质条件

青东煤矿地质条件较复杂,工业广场内设计主、副、中央风井三井筒,附近有(F3∠55～70°H=20～120m 、F14∠70°H=0-240m、Fs8∠70°H=30～90m、F15∠65～70°H=20～160m、F11∠45～70°H=50～300m、F12∠70°犎＝100－250犿）等断层,造成施工中揭露的地层岩性与钻孔资料差别很大,原设计装载硐室顶板为砂岩、但实际揭露为泥岩、裂隙发育,整个硐室施工中岩性极不稳定。附实际揭露地质资料表。

图1 硐室断面图

3 施工方案的确定

3.1 方案Ⅰ 传统的施工方案:井筒施工至装载硐室底板及加固段位置后,上行掘砌装载硐室,井筒临时支护采用锚网喷,边掘进边支护。该工艺硐室的整体性较差,容易出现淋水,以至于造成硐室破坏、增大后期维修量影响矿井正常生产造成严重的经济损失;更重要的是硐室施工过程中排矸困难、工序转换频繁、围岩暴露时间长、顶板难以维护、容易造成顶板事故、危及人身安全,造成不必要的经济损失,形成不良的社会影响。

3.2 方案Ⅱ 结合青东煤矿的实际地质状况,经充分研究决定采用下行分层掘进,锚网、喷一次支护、锚索加固。待装载硐室及下加固段施工结束后、上行整体浇注。实践证明,采用这种工艺可有效避免以上缺点,实现安全、快速施工。

3.3 方案比较,实践证明,采用方案Ⅱ这种工艺可有效避免方案Ⅰ缺点,实现安全、快速施工。

4 一次支护质量要求

4.1 锚杆规格:Φ22×2500mm高强螺纹钢锚杆

间排距:800×800mm,每根3树脂(一卷 K2350、二卷Z2350)扭矩300NM、锚固力10T;

4.2 锚索规格:Φ17.8×6400mm;

间排距2000×2000mm,每根锚索用 K2350树脂药卷1卷,Z2350树脂药卷2卷,预紧力10T、锚固力20T。

4.3 钢筋网规格:金属网——采用Φ6mm冷拔钢筋加工,规格为:1000×2000mm、网格:100×100mm。

相邻两块网压茬不小于100mm,用14#铁丝绑扎连接,连接点要均匀,间距不大于200mm。

4.4 喷浆:水泥——P.O42.5R普通硅酸盐水泥。

砂子——中粗河砂。

石子——粒径4～6mm。

砼配合比:水泥:黄砂:瓜子片=1:2:2(体积比);水灰比W:C=0.45。喷厚100mm。强度C20。

5 具体施工方法及问题对策

5.1 为解决装载硐室的排矸问题,采用大抓井筒排矸,施工时井筒超前一查炮(约3.5m)。

5.2 为防止顶、帮事故,施工时一次支护先顶后帮及时跟上,及时喷浆封闭、及时打锚索加固,锚索托盘顶部为:长0.6m的14#槽钢预压成相匹配的拱形。

5.3 为保证喷浆质量和速度解决下料难、材料浪费、配比不精确、掺和不均匀等问题:喷浆机置于地面、采用地面搅拌站配供料,地面供风、压风管兼作供料管,井下供水。

5.4 为防浇注时跑模:采用对称浇注的方法,并在每次浇注前将每个毂腿与岩壁以及模板四周与井壁用撑子撑紧,固定牢。

5.5 为保证拱顶部分的混凝土质量:在拱顶上方放大入口,并使用混凝土输送泵,从里向外倒退式浇注,边浇注边振捣,保证混凝土的密、实、满。

5.6 为保证拱顶部分混凝土强度,在浇注完成上加固段后,按自下而上,先井筒后硐室的顺序拆除模板,保证了拱顶部分的混凝土的凝固时间,从而保证了混凝土的强度。

5.7 为保证支护质量:坚持一次支护的验收和浇注混凝土的监督管理工作。

表2 施工工具列表

6 实际施工效果

6.1 实现安全生产,在整个施工过程中没发生安全事故,且硐室整体性好,没有渗漏现象。

6.2 实现了快速施工,整个掘砌施工过程仅28天时间,比计划施工时间提前17天,达到理想效果。

6.3 工程竣工验收达到优质标准,被集团公司检查验收组评为新井建设中的“优质样板工程”。

7 效益分析

7.1 经济效益:

7.1.1 对施工方来说:采用该施工方案可减少频繁的工序转变、节省施工时间,同时可有效的减少材料的浪费,从而产生较好的经济效益。

7.1.2 对业主方来论:保证了工程的质量、减少后期维修投资;同时有效地避免停产维修时间,保证硐室的连续正常使用,保证了矿井的正常生产,可创造更大的经济效益。

7.2 社会效益:采用该方案施工,很好地避免了施工中顶帮安全事故及后期维修的安全事故,有效避免安全事故造成的不良社会影响,产生良好的社会效益。

8 推广价值

该施工方法不仅适用于岩性较好的大型硐室,同时也适用于岩性较差的硐室;不仅适用于煤矿,同时也适用于其它采矿行业及巷隧道工程施工,具有较好的推广价值。

TE2

A

1671-8275(2010)01-0052-02

2009209220

王欣(19642),男,吉林长春人,淮北矿业集团公司青东筹备处工程师。

责任编辑:张彩云