深部巷道大围岩应力下煤仓施工技术

摘 要：随着煤矿开采深度的不断加深,深部巷道支护困难已经成为阻碍矿井生产建设的一大难题,尤其是施工深部煤仓及硐室,因为煤仓及硐室这些工程要求的支护强度较一般巷道要强,工程建设好后,使用寿命较长,正确的施工方法及支护结构的选择将对支护强度起到决定性作用,通过小反井导硐、注浆及钢筋混凝土支护,减少了对周边围岩的破坏程度,增加了支护强度,合理的支护方式及施工方案的选择将对施工过程中的质量及安全,甚至是在以后使用过程中的变形维修工作量起到决定性作用,同时,复合支护增加了支护强度,提高了巷道使用寿命.

关 键 词：煤仓施工混凝土浇筑反井导硐刷帮锚网喷支护

1概况

31采区煤仓位于八矿南翼地区,标高在-531.2～

-516.1之间.31采区煤仓中心位于3105运煤上山

中心向北偏移2000mm与-520辅助水平大巷中心向左帮偏移1710mm交叉点处.仓体为圆柱形,上、下锁口为圆变断面,仓体净Φ5m,上锁口Φ3m,下锁口Φ1m,煤仓垂深11.3m.

2煤仓施工方案

当煤仓开始施工前,由地测科负责把煤仓上口和下口的煤仓中心线标出,以后施工时,验收员按照地测科给出的中心线引入,画出煤仓开挖轮廓线,然后掘进作业.

2.1施工方案

①首先采用反井钻机在煤仓上口从上往下钻一个Φ300mm大小的导向孔,然后再从下而上用大钻头扩刷成一个Φ1200m的流矸孔.②采取爆破及风镐、手镐刷帮方法,从上往下开始利用光面爆破法扩刷至设计尺寸,扩刷至设计尺寸后进行锚网喷支护,锚网喷支护后进行钢筋绑扎,最后立模浇筑混凝土.破岩时采用反井钻机钻一个直径为1.2m的流矸孔出矸.扩刷时采用“三八”工作制,两班扩刷,一班锚喷.③从上向下施工至距下锁口3m时,开始对下部巷道进行扩修,扩修至设计断面,锚网喷支护并安装工字钢,下部扩修结束后再进行锁口施工.

2.2施工方法及步骤

①扩刷帮、临时支护.从上往下进行刷帮,采用一炮一支护（即刷帮一炮1m左右,巷道刷至设计尺寸后,按规定700mm×700mm间排距打锚杆、挂网,再喷射混凝土临时支护）.扩、刷帮时,必须在煤仓中心流矸孔上搭设好工作台板（工作台板用100mm厚松木板制作）.刷帮至设计断面要求后进行锚网初喷支护.②出矸.放炮后矸石通过煤仓内直径1200mm的钻孔流出,利用扒岩机将矸石装车.③混凝土浇筑.因煤仓设计为钢筋混凝土浇筑结构,当刷帮结束后,就开始绑扎钢筋、稳模浇筑.先进行绑钢筋,然后支模板,最后施工混凝土.绑钢筋期间,先绑外圈主筋,然后绑外圈辅筋,其次绑内圈主筋,最后绑内圈辅筋,总体由下往上绑；绑钢筋采用16#铅丝双股捆绑.主筋、辅筋规格为Ф18mm,主筋间距200mm,辅筋间距200mm,内筋与外筋间距为350mm,内筋与外筋连接采用Ф8mm的钢筋加工成两头带弯钩进行连接.打混凝土期间,由施工单位将加工好的模板固定在预定位置,固定模板由下往上固定.（附图：钢筋布置示意图）

施工顺序：找平工作面-绑扎钢筋-稳模-浇筑混

凝土-拆模-洒水养护.

2.3施工工艺

①掘进班：交接班安全检查→抡尺定位→打眼→装药放炮→敲帮→攉空掌子面→出碴→清理验收.②成巷班：交接班检查→抡尺定锚杆眼→打安锚杆、挂网→刷底根→掺料喷浆→清理回弹料复用→清理验收.

3施工规格尺寸及支护结构

规格尺寸及支护结构：①煤仓上锁口规格尺寸：净直径×高度等于Φ3m×2.3m.②煤仓主体规格尺寸：净直径×高度等于净Φ5m×5.14m.③煤仓下锁口规格尺寸：净直径×高度等于Φ1×3.5m.煤仓支护结构：锚网喷、注浆加钢筋混凝土支护,锚杆采用Φ20×2200mm的树脂锚杆,间排距700×700mm,金属网采用Φ6mm点焊网,喷浆厚度150mm,砼标号C20.仓体及下锁口钢筋布置：采用双层钢筋,两层钢筋间距350mm,钢筋保护层厚度50mm,纵筋、横筋均采用Φ18mm的钢筋,间排距200×200mm,内外层钢筋用Φ8mm的钢筋固定牢固,每个网格用绑丝绑扎牢固,钢筋的搭接长度不得小于35d,弯钩长度不得小于6.25d；混凝土厚度450mm,混凝土比例,水泥：沙子：石子等于1：2：2.5,水泥采用425#水泥,石子直径为15～20mm,砼标号C30.注浆孔间排距：1×1m,孔深2m.注浆孔采用风钻打眼,孔径Ф45mm,孔口注浆管采用钢管,孔内采用钻孔钢管,采用水泥浆,水灰比为1：0.5-1,添加剂掺入量为水泥重量的5%.④信号硐室规格尺寸：净宽×净高×净深等于2000×2000×4000mm.巷道特征：直墙半圆拱型.信号硐室支护结构：采用锚网喷支护,锚杆间排距700×700mm,每排11根.锚杆长度L等于2200mm,Φ20mm.金属网采取Φ6mm点焊网,网片规格：1500×800mm,网孔100×100mm.混凝土喷厚150mm,混凝土强度C20.硐室及交叉点的牛鼻子要用金属网加钢筋梯包好打上锚杆后再喷浆,防止受压变形.⑤煤仓下口需挑顶,扩刷成矩形断面（平顶）.

4破岩方式及爆破作业

①巷道采用钻眼爆破的方法破岩,采用连续正向装药,串联连线,全断面一次爆破.当巷道围岩松软、破碎时,应增加周边眼与巷道轮廓预留,减少装药量,爆破后采用风镐、手镐刷帮的方式将帮部刷至设计尺寸,确保巷道成型.②爆破器材、爆破材料采用煤矿许用乳化,煤矿许用毫秒延期电1～5段,FD200L（A）煤矿用电容式联锁发爆器.

5安全技术措施

5.1井壁危石管理

①严格执行敲帮问顶制度,即利用专用找顶工具去敲击巷道周围已经暴露而未加管理的岩石、煤壁,使其发出回音,来探明四周围岩体内部是否松动、断裂和离层.②施工过程中,若发现煤仓井壁有大块聋石、危石又无法凿掉时,必须对其进行临时加固,处理人员要站在危石侧面,选好退路,并设专人观察周围岩石情况,发现不安全因素,及时提醒施工人员,并进行处理.③岩石比较软时,放炮后,先进行初喷浆30mm,及时封闭岩石,防止风化脱落.④井壁岩石破碎时,缩小锚杆间排距为0.6m×0.6m.5.2防坠落安全措施

①煤仓从上向下扩刷时,仓口必须设置护栏,护栏距仓口的距离不小于1m.直径1.2m的流矸孔必须用架板棚严,以保证施工人员安全.②自上向下扩刷深度3m范围内,人员上下采用1.5寸钢管制作的梯子上下,梯子上端固定采用钢丝绳连接在巷帮的专用锚杆上,必须固定牢固.人员上下前必须用架板先将流矸孔棚好,确保安全后方可上、下人员.③人员上下煤仓时采用软梯,软梯固定在煤仓上平台巷道帮的专用锚杆上.每班安排专人对软梯、滑轮、3105运煤上山煤仓上口的顶板支护等进行检查,发现问题及时处理.

5.3防止片帮安全措施

①煤仓上口前3.5m采用松动爆破与风手镐配合扩刷,3.5m后煤仓从上向下扩掘时循环进尺控制在1m,爆破按图表进行抡尺定位,以减少对围岩的破坏.②施工人员必须将井壁上的活碴聋石及时凿掉.如凿不掉必须打锚杆临时支护,确保施工安全.③需打混凝土段必须先打锚杆、挂网,支护达到设计要求后再立模浇注混凝土,只有混凝土浇筑完毕后方可继续向下扩掘.④井壁永久支护距仓底岩面最大空帮距离不得超过1.2m,每循环锚杆必须将钢筋网压紧并相连.⑤上班没有按规定喷浆达不到设计要求,下班严禁放炮作业.喷浆时最下端一排锚杆严禁喷浆.

5.4支护安全技术措施

①浇注混凝土时必须按设计固定模板,验收员必须找中线并观察壁厚是否达到设计要求,否则必须处理,模板接茬要严密,防止浆液外流.②掺料时必须在准备的专用铁板上进行.所用大石子必须用水冲洗,河沙要干净无杂物.水泥标号不得少于425#,并严格按比例掺料,浇注时使用震动棒,验收员作好浇注记录.③浇注混凝土严禁使用速凝剂,确保工程质量.④输料时采用6寸钢丝带向下输料.上、下必须联系好方可下料,以防堵管.⑤输料管的联接处使用专用卡子卡紧,并用铁丝拉紧,以防断裂伤人.⑥混凝土浇注：浇注前先检查模板的位置、标高、截面尺寸是否与图纸相符.模板的支撑是否牢靠,拼缝是否紧密,以防变形、漏浆.浇注时应进行振捣.浇注时应旋转进行,并注意胎模稳定状况.如必须间歇,其间歇时间应尽量缩短.浇注完毕需拆除模板时的间隔时间应不小于24小时,拆模板时井壁表面如有缝隙应及时处理.

5.5处理流矸道堵塞安全措施

①仓内施工人员必须与仓底出矸人员相互联系好,待仓内架板安好后,仓底出矸人员方可将流矸孔内矸石出净.②放炮后仓内人员未将架板安装好,严禁仓底人员出矸防止人员坠入流矸孔内.③严格按爆破图表打眼爆破,以防出现大块矸石.④处理流矸道堵塞时人员严禁站在流矸道正上方,以防突然疏通人员掉入.⑤处理时人员必须佩带保险带,保险带为高挂低用.⑥处理时只准用长尖钎或水冲从流矸道上方处理,严禁人员从流矸道下方处理.

6结语

煤矿煤仓施工是煤矿生产建设过程中的重要环节,因为煤仓使用时间较长,前期支护选择不合理,会给以后的后期维修带来很大的困难及资金投入,影响安全生产,且以往的方法在煤仓施工过程中存在的安全隐患太多.本文通过对煤仓支护方式及施工方案的探讨,合理的选择了先反井钻机导孔,在刷帮至设计断面最后进行永久支护的施工方案,通过此方案施工,有效消除了在施工过程中产生的隐患,保证了工程质量,为类似的煤仓施工提供了经验.