网站原创【摘 要】阜新矿业集团兴阜煤矿在-185水平采用机械钻孔法施工井底煤仓,降低了工人的劳动强度,加快了施工进度,确保安全施工达到设计要求.
【关 键 词】反井钻机煤仓仓身锚网钢筋混砼支护
1概述
阜新矿业集团兴阜煤矿前身为孙家湾煤矿,后和五龙矿东风井合并后重新整合的矿井,原有的井下生产系统特别是井底煤仓远远的不能满足安全生产要求,为此公司决定在原有的煤仓侧重新掘一新的煤仓,来满足生产安全的需要,经过借鉴公司其它矿井采区小煤仓应用反井钻机的实际,充分讨论反复论证决定抛弃原有的井底煤仓施方法而采用机械化来施工煤仓.下面就井底煤仓施工的生产、安全实践作以分析.
2煤仓设计
煤仓设计与水平夹角为90°即垂直煤仓,长度为50m,毛断面直径为6.0m,净断面直径为5.0m,煤仓断面为19.63m2,贮存煤量为1500吨.支护材料为500#矿用水泥,支护喷砼厚度为500mm,混凝土强度等级C20.锚杆直径20mm,长度1600mm,锚杆间排距300×300mm,金属网采用12#镀锌线编织成的5000×1000方格网,主筋圆钢直径20mm,间距125mm.
3设备选用
凿井采用的施工设备为ML-120钻机和各种钻头.牵引采用的绞车为JD-1.6（25）二台,JM-20四台,JD-2.5（40）一台,钢丝绳采用18.5mm、21.5mm若干.同时现场配有搅拌机,搅拌器具及激光定向指示仪等设备.
4施工前的准备
设备没有进驻到施工地点前,首先要施工钻机硐室,并且硐室的几何尺寸、支护安全、起吊梁等要满足钻机的人员操作上的需要,而且还要对煤仓上、下部出口进行维护确保人员和设备的安全.然后开始进施工设备即各种绞车,最后进主机固定好经验收无误后方可以施工.
5施工工艺与支护
煤仓施工采用反井钻机与爆破扩帮联合的形式施工,具体的施工步骤如下：（1）在煤仓上部钻机上安装一直径200mm钻头,按着测量给出的煤仓中心点由上向下90°钻探岩层,直到钻透整个岩层为止,此时煤仓上口与下部巷道形成回风通路.整个钻孔过程中,工程技术人员与钻孔施工人员每个班都要查看钻机到出的粉未,以确定整个岩层的特征变化,岩层的坚硬程度及地质变化等,给钻孔安全施工提供强有力的技术保证.（2）用直径200mm钻头钻透后,在煤仓的下部巷道中更换直径2.0m钻头,此时钻机不是钻岩石,而是用钻杆向上牵引旋转的钻头,来扩大直径为200mm的钻孔,这个时候原来打钻时积累的技术数据就显得极为重要,它可以为扩孔提供技术参数来决定钻机钻头速度的快与慢,决定着井巷掘井的速度,也可以保护钻机设备的安全.下部扩孔出的岩块由其下部运输设备运出工作场所.（3）由钻机扩孔完成后,此时煤仓的直径为2.0m,这时撤除钻机等施工设备采用爆破法进行在扩大.施工顺序由上向下进行,沿着井壁周围打眼、放炮,一次成巷6.5m,这样就完成了毛断面的井巷施工.（4）最后一个主要的环节是支护.具体的施工方法是采用锚杆、金属网、圆钢、混凝土联合支护,按设计要求完成捆绑和打杆、挂网、灌混凝土.煤仓支护采用2.0m一个段高,使用专用的金属模板分解、组装后作井壁模具,待所有的准备工作完成后向模板后方注砼,最后经过养生保护形成一个支护体后在拆下进行下一段的施工.爆破钻孔岩壁扩大断面与新掘的巷道支护交替进行,人员作业时用吊桶进入煤仓内,在人员的上方设保护盘,人员在保护盘下方站在下部封闭的作业板上作业,而且吊桶进入煤仓内后井盖必须盖好.
6保证安全、质量的措施
（1）各种施工设备运行必须完全可靠,信号灵敏,压风、供水管路内压力达到设计要求,钻机所用的配件钻杆、钻头符合国家标准且充足.（2）钻机扩孔时,煤仓下部要设专门的警戒人、上下及井中专用联系,闲人等不能靠边近以防钻机出矸石时伤人.钻机撤除后,煤仓上口要设自动翻转式安全门,且有护栏专人看管,杂物等及时清走,禁止非作业人员靠近或观看.煤仓上部支护时下部不准有人作业,即支护和扩帮不能平行用业.（3）扩帮放炮时严格按规程作业,要注意不能放大炮出大量的矸石,以防货量大堵塞下部出口造成巷道无风,而积取聚瓦斯,发生安全事故.（4）支护施工时必须严格按标准施工,锚杆必须穿层,锚杆托盘必须压钢筋压紧.同时主辅筋之间用18#的铁线绑牢,为使段与段之间上下钢筋边成一体要有搭头,所用的钢筋必须紧靠网,将网压紧贴岩面,然后组装金属模板固定住,在煤仓的上部通过靠近井壁的固定管路将混凝土输送到模板后方进行浇注和捣固,最后形成一个综合的支护体.
7使用效果分析和应用范围
使用反井钻机打煤仓从实践效果看优点是显而易见的.它最大的优点在于安全效果好.一般采用爆破法施工井下煤仓,都是从下往上掘送,人员基本上是在空顶下作业,一旦有浮岩掉下,那么人员基本上跑不掉的,而且作业的难度太大,操作工具使用起来不方便,施工进度低下,一般反井煤仓都是要穿过煤层,那么势必造成掘头瓦斯积聚的概率增加,安全系数太低,并且上人上料等通过垛盘来实现,要采取二次临时支护才能掘进.而采用了钻机打钻扩帮法,避免了上述存在的问题,安全得到了保证,不会出现瓦斯事故和片帮冒顶事故,同时极大的降低了工人的劳动强度,使煤仓的成巷速度和质量得到了有效的保证.
用煤仓钻机法施工煤仓也有其缺点,通过在阜矿的实践,首先凡是掘送垂直煤仓无论大小直径,都能施工效果良好,但是如果有角度小于80°的溜煤眼则效果不是很理想,操作起来难度相当大,一般情况下都钻不到预定的贯通点.其二,是使用的设备较多,各种配件尤其是钻头的质量必须有保证,否则会出现影响生产问题.其三,外部巷道准备工程量大,需要开掘上下口的硐室.另外职工使用钻机的熟练程度和操作技能也是决定施工进度快慢的一个重要因素.
综上所述使用反井钻机掘送井下煤仓这种施工方法在技术上是可行的,操作上够达到要求,安全上得到了保障,是掘进垂直巷道尤其井下煤仓是首先之方法,相信将来在井下是大有用武之地.