复杂地质条件下大直径煤仓施工技术

黄正平 朱香辉 范永军

(四川川煤华荣能源股份有限公司花山煤矿)

复杂地质条件下大直径煤仓施工技术

黄正平 朱香辉 范永军

(四川川煤华荣能源股份有限公司花山煤矿)

针对某矿复杂地质条件下大直径煤仓穿过煤层围岩破碎区的问题，严谨布置设备，采用由上而下阶梯式分次扩仓工艺及锚网喷联合支护，降低了施工难度及劳动强度，取得了快速、安全施工的效果，为类似工程提供了借鉴参考。

大直径煤仓 分次扩仓 锚网喷支护

花山煤矿是一座年产240万t的现代化矿山。近些年，随着采区接续延伸，+900 m水平煤炭中转存储运输已经成为制约生产的一个关键因素。为此，2015年该矿开始对+900 m水平运输系统进行改造。+920 m煤仓作为+900 m水平运输系统改造的枢纽工程，工期紧，任务急，同时面临施工条件复杂、安全条件差等难题。通过采用科学合理的施工工艺及支护形式，最终达到快速、安全的施工目的，保证矿山的可持续发展。

1 工程概况

+920 m煤仓位于+900 m水平四采区(+920～+869 m)，用于储煤、下货。+920 m煤仓上口起于+920 m石门，下口止于+900 m四采运煤上山，煤仓上下口均有煤层，围岩层理较为复杂，对施工有一定影响。煤仓帮顶主要是泥质粉砂岩、粉砂岩、粗粒砂岩和含砾粗砂岩，中等稳定，普氏岩石坚固性系数为5～9。煤仓上口向下15 m遇17#煤层，煤层倾角为34°，厚2 m(平距为3.6 m)；下口直接遇18#煤层,煤仓地质综合柱状图见图1。

2 煤仓施工参数

+920 m煤仓分为3部分，最上部分仓口除2.84 m不扩外，向下3 m做成倾角45°的“八”字岔口，煤仓主体设计断面为圆形,净断面直径为8 m(扩仓直径为8.2 m，喷浆厚0.1 m),净断面积为50.24 m2，扩仓断面积为52.78 m2。煤仓上锁口及主体施工示意见图2、图3。

3 施工设施布置

由上而下刷大掘进，溜矸孔排矸；采用20 t慢速绞车、φ21.5mm钢丝绳配φ1.2m吊装罐笼提升材料、人员、工具等，在煤仓上口硐室顶板打设4根4.3 m长锚索，拉住2根11#交叉摆设的工字钢，在工字钢交叉口处缠绕多圈φ15.5 mm钢丝绳，用绳卡卡住，在钢丝绳上悬挂一5 t滑轮作为天轮。仓筒内布置2趟管路(压风管、供水管)，设通讯信号、放炮电缆各1条。煤仓下口设30 kW耙斗机1台。设备布置示意见图4。

图1 煤仓地质综合柱状图(1∶100)

4 施工过程

4.1 上锁口施工

煤仓上锁口高3 m，初期放炮后，形成“八”字自然倾斜顶板，倾角为45°，因此在施工上锁口时，空s顶期间必须打设临时戴帽点柱作为临时支护，确保施工期间的安全。永久支护采用锚网索支护，遇煤层段时，必须敷设双层金属网，待永久支护达到规定安全滞后距离，再进行喷浆工作，喷厚0.1 m，整个循环采用随掘随支护随喷浆的工作方式。在施工完成整个3 m高度的过程中，煤仓直径由1.5 m逐步扩大到设计的8 m，施工中应掌握好煤仓上锁口的顶板倾斜角度。

图2 煤仓上锁口施工 (单位：mm)

图3 煤仓主体断面 (单位：mm)

图4 设备布置示意

4.2 仓体施工

煤仓主体施工期间钻眼采用4台YT-29型风钻同时作业，扩仓时，呈台阶递进方式从上往下分次进行，先扩内圈(下台阶)，反井直径由1.5 m扩至5.34 m，再扩外圈(上台阶)，反井直径由5.34 m扩至8.2 m(喷浆后直径为8 m)。扩仓时形成上下台阶高差为1 m，内外圈交替扩仓。煤仓仓体施工期间要加强侧帮浮石伞檐查找，同时及时跟进永久支护，整个仓体段岩性较好。待永久支护完成并滞后一定安全距离再进行喷浆工作，喷浆厚度为0.1 m。仓体施工示意见图5。

图5 仓体施工示意(单位：mm)

4.3 永久支护

永久支护采用锚杆+锚索+金属网+喷浆联合支护，选用φ18 mm×1 800 mm螺纹钢锚杆，间排距为0.8 m×1.2 m；锚索长5.3 m，且锚入稳定岩层深度不小于1.5 m；采用φ3.5 mm冷拔丝制成的菱形金属网，规格为1 100 mm×6 400 mm，网目40 mm×40 mm,搭接长度为100 mm；设计喷浆厚度为0.1 m。

扩仓时采用短掘短喷(喷浆滞后于工作面端头最大距离不大于3 m)方式，喷浆厚度为100 mm。初喷约50 mm后，每间隔2 h左右复喷，直到设计标准。喷射过程中应根据出料量的变化，及时调整给水量，保证水灰比准确，应使喷射的混凝土无干斑、无流淌、黏着力强、回弹少。永久支护见图6。

图6 永久支护示意(单位：mm)

5 结 语

在复杂条件下施工大直径煤仓是煤矿硐室施工中难度最大的工程之一，花山煤矿+920 m煤仓采用由上而下阶梯式分次扩仓，保障了正常施工工序，增加了岩石的破碎度，减少了炸药用量，减小了爆破对煤仓围岩破坏，有利于大面积清货的需要；采用锚网喷联合支护，降低了施工难度及劳动强度。该工程原计划150 d，实际110 d完工，节约费用近8万元，同时为+900 m水平运输系统改造赢得了时间，达到了预期目的。

2016-10-14)

黄正平(1971—)，男，总工程师，高级工程师，617066 四川省攀枝花市西区陶家渡。