分段下落式煤仓技术的研究及应用

岳远雷 张有利 石洪胜

（兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿，山东 菏泽 274705）

1 概述

赵楼煤矿中部回风大巷煤仓受煤层赋存条件及已有巷道布局条件限制，煤仓深度较大，净深12.5m，主要为中部三条大巷开拓矸石运输服务。根据以往生产经验，煤仓高度在6～7m最为适宜，当深度超过8m以上时，坠落的矸石对井壁支护构件及煤仓底部给煤机等放煤结构破坏作用急剧上升，导致煤仓使用寿命大大缩短，巷修工作量大，并造成大量安全隐患，影响生产连续性。为克服上述弊端，首次提出分段下落式煤仓，矸石经过一、二两级平台缓冲后落到煤仓底部，保证最大落煤高度不超过4.2m，大大减轻了坠落的矸石对井壁支护构件及给煤机的破坏，延长煤仓的使用寿命。

2 技术创新的内容及实施过程

如图1所示，施工前，先由地质测量科在预定位置标记煤仓中。施工队伍根据标定的煤仓中，由下向上，用顶置式风动锚杆钻机施工一钻孔，与南部回风巷底板贯通。贯通后由防冲中心利用天井钻机沿上述钻孔施工一直径为1500mm的钻孔。

图1 南部回风大巷煤仓平面位置图

由施工队伍按标定的煤仓中线放炮，刷大煤仓毛断面，保证煤仓毛断面达到3300mm，然后开始一、二两级缓冲平台的施工及煤仓井壁的支护浇筑工作。

（1）煤仓毛断面扩刷完成后，在距离煤仓顶部，即南部回风大巷底板8.0m位置，分别掏槽安设两根4300mm、3900mm钢梁，作为二级缓冲平台的主梁。施工完成后，用混凝土将安装工字钢梁用的梁窝用C30混凝土浇筑捣实，保证施工强度，如图2所示。

（2）在二级缓冲平台上密排长度为990mm的12#矿用工字钢副梁，副梁与主梁之间焊接固定。要求副梁之间密排，副梁两端头与两根主梁平齐。二级缓冲平台上共密排18根工字钢副梁，如图3所示。

图2 南部回风大巷煤仓正视图

图3 南部回风大巷煤仓侧视图

（3）在密排副梁上浇筑混凝土，强度不小于C30，采用Ф6.5mm钢筋做配筋，钢筋间距100mm。混凝土浇筑高度400mm，长度1710mm，宽度990mm，震动捣实，保证混凝土强度，如图4所示。

图4 南部回风大巷煤仓缓冲平台俯视、正视、侧视图

（4）施工Ф20×2500mm锚杆支护，间排距700×700mm，铺金属网后用C20砼喷100mm厚。然后挂钢筋网做配筋用，按图示要求溜煤眼内壁C30砼砌碹300mm厚，如图5所示。

图5 巷道断面图

3 技术创新点

（1）通过增加一、二两级缓冲平台，减小了最大直接落煤高度，减轻了坠落的矸石对井壁支护构件及给煤机的冲击，有效增加了煤仓的使用寿命，减少了巷修工作量，杜绝了相关安全隐患。

（2）一、二两级缓冲平台在煤仓施工期间可以作为施工平台，人员在平台上施工，增加了安全系数，提高了施工环境的舒适度，提高了施工劳动效率。

（3）一、二两级缓冲平台上浇筑混凝土，强度不小于C30，用Ф6.5mm钢筋做配筋，厚度400mm。该平台能缓冲坠落矸石对两根钢梁的直接冲击，起到保护作用，增加了钢梁的使用寿命。

（4）井壁支护采用锚杆做主筋，金属网做配筋，混凝土整体浇筑，用振动棒捣实的支护工艺，增强了井壁表面的整体强度和整体性，增加了井壁表面抗矸石冲击的性能。

（5）两级平台将煤仓分割为上中下三部分，每一部分高度均在4.0m左右，减小了有效存煤高度，改善了煤仓底部矸石压实程度，减少了底部矸石的压力，减少了堵仓现象的发生，杜绝了处理堵仓造成的安全隐患。

（6）本施工工艺，既解决了超深煤仓使用寿命短、井壁及给煤机容易被砸坏的难题，同时也探索出了超深煤仓脚手架搭设困难、安全性不能保证的解决方案。在此基础上对分段下落式煤仓与直接下落式煤仓使用情况进行了对比，为本矿及其他矿井类似巷道提供了成功的施工案例经验。

4 实施应用情况

中部回风大巷煤仓按照预定方案施工。先用顶置式风动锚杆钻机施工一钻孔，与南部回风巷底板贯通。贯通后利用天井钻机沿上述钻孔施工一直径为1500mm的钻孔。按图3、图4所示安装一、二两级缓冲平台。最后按图5所示对井壁进行加强支护。中部煤仓使用至今，应用效果良好，定期对井壁完整性及井底给煤机完好情况进行检查，结果均显示良好，未出现井壁支护结构破坏。

5 效益分析

5.1 经济效益

（1）两级平台减少了脚手架的支设，加快了施工进度。与直接下落式煤仓相比，施工工期减少7d，按照每天18个人工计算，节约费用=7天×18人工×240元/人工=30240元。

（2）增加了煤仓的使用寿命，减少了巷修工作量。节约巷道巷修费用约70人工×240元/人工=16800元。

5.2 社会效益

（1）将较深的煤仓分作三段施工，每段均有稳固的平台作为施工人员的施工平台，增加了稳定性，减少了脚手架的搭设难度，充分保证了施工的安全。

（2）提高了施工效率。煤仓井壁支护时由于施工平台的存在，施工人员可以在舒适的位置进行施工，作业区队可按照正常支护、喷浆作业组织施工。相较于传统施工工艺，工期缩短7d，效率提高约16%。

（3）本施工工艺的成功应用，为煤矿超深煤仓设计方式探索出了一条安全、高效的施工思路。该研究成果可向其他煤矿同类型煤仓施工进行推广应用，具有良好的应用前景。