红庆河煤矿井下主煤仓安全快速掘砌施工技术

红庆河煤矿井下主煤仓安全快速掘砌施工技术

田志鹏赵俊阳时新民

中煤第五建设有限公司第三工程处江苏徐州

摘要：红庆河煤矿主煤仓工程成功运用了井筒掘砌施工用的井架、稳车、挖掘机等设备，先行应用25°皮带运输系统、整体下行式金属模板砌壁的新技术、新工艺及合理的掘砌安全保障措施，实现主煤仓安全快速施工。

关键词：煤仓；整体下行式金属模板；安全；

1、工程概况

红庆河矿井行政区划隶属内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗札萨克镇及红庆河镇管辖。红庆河煤矿井底有1、2号煤仓。井底煤仓设计净直径10米，总深34.421米，混凝土支护厚度为500mm，混凝土强度等级C50。

2、水文地质情况

根据红庆河煤矿主井井筒检查钻孔地质资料，1号井底煤仓掘进区段岩性主要为细砂岩，自上而下的围岩层面为：3-1煤层1.96m、粉砂岩9.8m、砂质泥岩6.4m、细砂岩3.3m、砂质泥岩12.36m、粉砂岩7.74m。

3、施工方案

3.1施工方案

煤仓上、下口巷道掘进及临时支护结束，先采用LMZ-120/150反井钻机施工￠244mm的导向孔，扩孔至￠1.6m钻孔。然后采用钻爆法自上而下短段掘砌，选用1.5m段高的整体下行金属模板混凝土永久支护。待煤仓主体施工完毕后依次施工煤仓装载输送机巷、煤仓装载硐室、煤仓下口装载硐室大梁、煤仓下口漏斗及分煤器钢轨等混凝土支护工程，同时安设空气炮及给煤机预埋螺栓等预埋件。

3.2施工方法及顺序

3.1准备工作

利用煤仓上口配煤巷内巷道空间设计安装提升井架、天轮、一台10T稳车配2m3吊桶。，同时在煤仓上口配煤巷形成风、水、电、通风系统。煤仓下口装载硐室安设耙矸机及DSJ80皮带，配合电动挖机形成排矸运输系统。

3.2煤仓中心导孔施工

在煤仓上口配煤巷由测量人员进行测量放线，标定煤仓十字线，确定煤仓中心导孔位置，在煤仓上口配煤巷适当位置开凿循环水池（2米*1米*1米），安装反井钻机，经调试正常运转后，自上而下钻一个￠244mm的导孔，将煤仓上口、下口硐室导通，然后检查钻孔位置是否准确，同时将1.6米扩孔钻头运至煤仓下口装载硐室准备安装。当￠244mm的导孔符合要求后，在下部装载硐室卸掉￠244mm钻头，安装扩孔钻头￠1.6m，自下而上进行扩孔。

图一煤仓施工设施平、剖面布置图

3.3煤仓仓帽施工

仓帽高度为5.764米。其中仓颈高度0.8米，斜面垂直高度3.464米。斜面部分由荒直径7.0米向外扩大至仓筒荒直径11米。本段采用整体掘进从上到下进行钻眼爆破扩刷，出矸采用人工攉矸，锚网支护（够一排支一排），当刷扩深度达到5.764米后，即可从下到上进行绑扎钢筋、立模板、浇筑仓帽混凝土及上口破碎机轨道大梁。

3.4仓体施工

仓体高度为27.534m，净直径为10m，采用C50混凝土进行支护，混凝土厚度为500mm，其配合比（重量比）为水泥：砂：石子：水：外加剂=1:1.9:2.57:0.39:0.08。仓体施工掘够1.5米后，留一茬坐底炮停止掘进。平整工作面按设计要求下放、组装金属液压伸缩模板、脱模、找正、浇筑，煤仓仓身壁厚500毫米，每个循环1.5米，共计浇筑17模。

用10T提升稳车将井下防爆挖机下放至工作面，利用人工辅助井下防爆挖机继续向导孔排放矸石，直至清理到硬底岩石工作面。煤仓工作面把矸石攉完以后，立即将溜矸孔用铁篦子封严，然后检查煤仓工作面断面轮廓，不符合要求立即用风镐处理。

3.5施工1号煤仓装载硐室与主井间28.7米装载输送机巷混凝土成巷

由于28.7米装载输送机巷混凝土成巷与1号煤仓装载硐室混凝土成巷不能平行作业，必须先施工完28.7米装载输送机巷成巷才能接着施工1号煤仓装载硐室混凝土成巷。施工时利用施工1号煤仓的辅助系统，包括供水、压风、提升系统以及混凝土下放系统，在1号煤仓装载硐室放一台输送泵来施工装载输送机巷，地坪硬化包括埋设装载皮带的预埋件等工作。

3.6施工1号煤仓装载硐室混凝土成巷

完成1号煤仓装载硐室与主井间28.7米装载输送机巷混凝土成巷后开始施工1号煤仓装载硐室混凝土成巷。利用施工1号煤仓的辅助系统，其中下放混凝土料可以使用下料管直接下料，不需要使用输送泵。本段工程工序包括首先进行地坪硬化、扎墙部钢筋、立模板、浇筑混凝土、扎顶板钢筋、扎大梁及联梁钢筋。煤仓漏斗口部分与装载硐室连接部分要连续整体浇筑混凝土。待硐室墙体以及浇筑混凝土达到一定强度后开始支设硐室顶部以及煤仓漏斗口部分模板，并绑扎大梁钢筋，同时安设空气炮以及给煤机预埋件。经验收合格后一次整体连续浇筑混凝土。

3.7施工1号煤仓漏斗壁以及分煤器

完成1号煤仓装载硐室以及大梁施工前，在地面开始组装煤仓分煤器钢轨，先焊正面钢轨，反面钢轨等下井后在焊，地面钢轨组装完成后等建设单位、监理单位验收合格后分割下井。待装载硐室大梁强度达到要求后，开始组装分煤器钢轨，组装完分煤器钢轨以后把钢轨里面的杂物、垃圾等收拾干净，开始支模板、搭设脚手架。漏斗壁及分煤器采用C50铁钢砂混凝土，铁钢砂配合比为：水泥：砂：石子：水：添加剂=1.00:2.24:2.43:0.41:0.1，共计需要浇筑147立方混凝土。浇筑完铁钢砂混凝土后，拆完模板及脚手架后煤仓经验收后移交机电安装装机电设备。

4辅助系统

4.1进料系统

煤仓施工所需混凝土、钢筋、模板、脚手架等支护材料全部采用无轨胶轮车从地面运输至井下工作面。

4.2出矸系统

人工配合电动挖机将矸石通过反井钻孔落入煤仓下口装载硐室，再通过电动挖机、耙矸机、转载皮带运输至临时煤仓，经箕斗提升至地面。

4.3提升系统

采用10T稳车、2m3的吊桶提升人员、物料、设备。

4.4通风系统

采用2台（1台备用）45KW局部通风机及Φ800mm风筒。

5施工体会

5.1采用LMZ-120/150反井钻机施工直径为1.6米反井钻孔(一般施工为1.2米)，可以避免大块矸石堵钻从而影响总体工期；

5.2煤仓下口检修斜巷采用25°大倾角皮带连续出矸可以满足煤仓掘进4300m3出矸量的需要；

5.3采用10T稳车下放施工人员及物料，安全系数高。同时利用稳车下放装载皮带机头、机尾配重、1.6米钢丝芯皮带以及给煤机仓下所有安装大件，为永久安装节约工期。

5.4施工仓体时使采用段高1.5米的整体下行金属液压伸缩模板工艺代替传统的倒模工艺，减少工作人员施工劳动强度，提高工作效率，保证了井壁接茬质量，加快了施工进度；

5.5仓体与仓下采用防爆电动挖机配合人工装矸，一方面充分利用煤仓大断面特点，一方面减少人工劳动强度，提高工作效率，加快施工进度；

作者简介：

田志鹏(1981-)，男，工程师。2013年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，现任中煤五建三处姑山项目部经理，发表论文数篇。