煤倉施工的最佳化設計應用論文
煤倉施工的最佳化設計應用論文
摘要:介紹了微山湖礦業集團崔莊煤礦四採區煤倉在最佳化設計方面採取的措施，經過對煤倉一系列的最佳化設計，降低了施工的難度，提高了施工速度。微山湖礦業集團崔莊煤礦四採區煤倉方案設計為同類型煤倉工提供豐富的實踐經驗。
關鍵詞:大坡度；傾斜巷道；應用
微山湖礦業集團崔莊煤礦位於滕南煤田南部，屬國有地方煤礦。礦井設計生產能力60萬t/a，2005年核定生產能力120萬t/a，中央並列式通風，礦井前期開採二迭系山西組3煤，其中3上煤平均厚4.09m，3下煤均厚3.51m。
1概況
崔莊煤礦四採區煤倉上口位於四採區運輸下山機頭硐室內，下口位於一水平運輸大巷，煤倉整體佈置3下煤層底板岩石中。根據四採區地質和煤層賦存情況，採煤工作面採用綜採、綜採放頂煤工藝開採。為了滿足四採區的'生產系統，提高煤質管理，實現煤、矸分裝、分運，並作為四採區煤、矸的臨時儲存，四採區煤倉採用雙倉佈置，2個煤倉間距800mm，單倉直徑6m，煤倉深度27.3m，單倉容量965.6t。煤倉為雙倉，單倉倉身斷面形狀為圓形。煤倉倉身深度為21.3m，二次錨網噴支護噴厚為200mm。荒徑為6.4m，淨徑為6m,斷面積：S荒=30.144m2，S淨=28.26m2。
2最佳化設計
2.1存在問題
（1）煤倉使用混凝土澆築支護，工序複雜，勞動強度大，施工進度慢。
（2）下鎖口結構複雜，工藝繁瑣，施工難度大，要求精度高，不易掌握，效率低，工期長。
（3）2個煤倉中間牆體寬度大，勞動強度大，施工進度慢。
2.2最佳化設計
針對以上問題，根據現場實際條件及現有施工技術，對原設計煤倉作了最佳化。
（1）根據現場揭露的岩層，煤倉位於中粗粒分界砂岩和砂頁岩內，硬度4～6。岩層比較穩定，決定將澆注混凝土支護改為錨噴支護。採用φ20mm×3000mm左旋螺紋鋼錨杆，間排距800mm×800mm,允許偏差±100mm,錨固長度1000mm；錨索型號為SKP17.8×1/1860，錨索長度為6m，間排距1600mm×1600mm，允許偏差±100mm，錨固長度1500mm，鎖具外錨索外露部分應散開與二層網連線；金屬網使用6號鋼筋經緯網；噴漿混凝土強度C20，厚度200mm。
（2）下鎖口為一長方形倒臺漏斗結構。漏斗側面傾角為60。初噴混凝土的強度等級不得小於C20，以封閉圍巖為準。採用初噴臨時支護時，噴射範圍必須覆蓋掘進區域，不得有岩石裸露。原設計內側面鋪設鋼板作為耐磨層，現改為鋪設鋼砂為耐磨層。
（3）原設計2個煤倉中心距7m，為減少工程量和施工難度，煤倉中心距調整為6.5m中間牆體最窄處由原來的1.2m調整為0.8m，減少了施工難度和工程量。
施工順序：
（1）四採區煤倉上鎖口→煤倉倉身→煤倉下鎖口→煤倉中間牆體。
（2）煤倉掘進採用鑽爆方法施工，每茬炮的迴圈進尺為0.8m；採取分次爆破；四採區煤倉巖性較軟，應加強煤倉幫部管理，施工前，先按由上向下的順序對未錨網支護段進行檢查，若有危矸活巖，必須及時找掉，確認安全後，方可下一步施工，煤倉採用光爆錨噴向下掘進，根據圍巖硬度周邊眼距定為400～500mm，周邊眼全部予留爆層，眼痕率達到60%以上，掘進過程中要確保巷道質量滿足生產技術的要求。
（3）單倉掘進分2次爆破，單倉掘進下部預留有0.8~1.1m的高度不掛網，一次永久支護到2排網後，下部的矸石不清理，登渣進行上部2排網的二次永久支護。按上面施工工序進行迴圈施工。合理安排各施工工序，儘量做到交叉及平行作業。
3支護設計
3.1臨時支護
（1）初噴混凝土的強度等級不得小於C20，以封閉圍巖為準。（2）採用初噴臨時支護時，噴射範圍必須覆蓋掘進區域，不得有岩石裸露。
3.2永久支護
3.2.1倉身採用二次錨網噴+錨索的支護形式
當岩石硬度f≥5時，倉身永久支護為錨網噴支護；當岩石硬度f＜5時，倉身永久支護為錨網噴+錨索聯合支護；採用二次支護形式。一次掛網支護並復噴完畢後再次復網噴漿進行第二次支護，保證支護密度均勻。二次永久支護可待一次支護完畢後統一進行。初始安注錨杆應保持錨杆貼巖壁外露200mm，第一次錨杆支護完畢並噴漿後，錨杆頭可外露，以便於二次錨杆支護。（1）第一次支護：採用φ20mm×3000mm左旋螺紋鋼錨杆，間排距800mm×800mm,允許偏差±100mm,錨固長1000mm；錨索型號為SKP17.8×1/1860，錨索長6m，間排距1600mm×1600mm，允許偏差±100mm，錨固長1500mm，鎖具外錨索外露部分應散開與二層網連線；金屬網使用6號鋼筋經緯網；噴漿混凝土強度C20，厚度200mm。（2）倉身每迴圈施工深度為800mm，初噴後及時錨網支護。第二次支護在第一次錨網噴的基礎上統一進行再次掛網並復噴成巷，防止開裂的噴層墜落傷人。金屬網為6號鋼筋經緯網，網間壓茬不少於100mm。
3.2.2兩煤倉中間隔離牆兩側支護
採用φ20mm×3000mm左旋螺紋鋼錨杆，間排距400mm×400mm,允許偏差±100mm,錨固長1500mm，錨杆外露700mm,用於後期隔離牆鋼筋綁紮。在掘進過程中，隔離牆兩側自煤倉上口地坪面往下每間隔5148mm施工隔離牆牆窩，牆窩規格：淨高×淨深×淨寬=2000mm×2500mm×1000mm，牆窩頂部呈傾斜狀，隔離牆牆窩頂及兩幫支護錨杆採用φ20mm×1600mm左旋螺紋鋼錨杆，牆窩裡側掛設金屬網並初噴，防止岩石風化脫落傷人。
4安全技術措施
（1）工作面嚴禁空幫作業。靠近工作面上端範圍內的支護在爆破前必須檢查加固。施工中要嚴格執行“五前二後”敲幫制度，“五前”是指“開工前，鑽眼前，支護前，裝藥前，連線前”、“二後”是指“放炮後，接班後”，“五前二後”各工序前後要及時敲幫問頂，找掉危巖活矸。
（2）掘進中，施工人員應及時找掉開裂的噴層，施工人員選好站位點，觀察施工現場倉壁噴層片落情況，特別是在打眼定炮、安注錨杆過程中應及時清除危巖、排除隱患。
（3）每次爆破後，迎頭工作人員要等迎頭炮煙被吹散視線清楚後，由爆破工、瓦斯檢查工和班組長首先巡視爆破地點，檢查通風、瓦斯、煤塵、拒爆、殘爆等情況，並由上向下檢查倉壁、錨杆等情況。
5結束語
經過對煤倉一系列的最佳化設計，降低了施工的難度，提高了施工速度，實際施工工期比原設計預計工期縮短2個月，節省施工材料約300萬元。四採區煤倉於2017年5月建成投入使用，監測表明，使用效果良好，滿足了生產的需要，提高了單產。同時，安全上並未收到影響。崔莊煤礦四採區煤倉最佳化設計為同類型煤倉施工提供豐富的實踐經驗。
參考文獻：
[1]煤礦安全規程.
[2]煤礦安全技術操作規程.
[3]採礦工程設計手冊.