濟寧礦業(yè)集團公司安居煤礦副井井筒深度1008 m,井底煤倉凈直徑 9 m、深 25 m,設計容量約1200 m3。煤倉整體采用錨網(wǎng)索噴加鋼筋混凝土復合支護。 煤倉所處地層為二疊系上統(tǒng)上石盒子組,巖層傾角 3°~8°,平均 5°。 巖石硬度系數(shù)f=5~7,局部發(fā)育FX48 斷層次生斷層,巖石破碎,局部頂板有淋水現(xiàn)象。 這個深部大型井底煤倉地質(zhì)條件復雜、斷面大、水平深,周圍硐室立體交叉,施工難度大。 他們在山東科技大學的協(xié)助下, 采用ZFYD1200 型反井鉆機鉆孔進行排矸、錨網(wǎng)索噴+鋼筋混凝土和素混凝土聯(lián)合支護、自上而下掘進支護、澆筑的工藝,使得井底煤倉得以安全高效快速施工。
⑴施工方案
煤倉施工采取反井鉆機法施工, 將反井鉆機安裝在煤倉上水平, 由上而下先鉆進1 個Φ200 mm 導孔至給煤機硐室, 再由給煤機硐室自下而上鉆出Φ1.5 m 鉆孔至煤倉上口, 然后按設計規(guī)格由上而下刷大,倉壁隨掘隨砌。爆破后,矸石通過鉆孔自溜至給煤機硐室, 使用P-60B型耙矸機裝入1 t 礦車, 經(jīng)聯(lián)絡斜巷運輸至井底車場升井。
煤倉主體施工時,煤倉上鎖口3 m 掘進完畢后,留設1 m 厚矸石,對倉體上鎖口2 m 段進行扎筋、立模、澆注,底部預留接茬筋及斜茬,采用細沙填埋。 上鎖口預留溜煤口及預留孔。 倉體掘進自上而下施工,“兩掘一砌”循環(huán)作業(yè)方式。 掘進4 m 并留設1 m 厚浮矸后, 對倉壁進行澆筑2模(3 m)直至施工到給煤機硐室底板。 給煤機硐室兩側(cè)直墻整體扎筋、立模、澆注,然后進行煤倉下口兩端拱部及倉底環(huán)梁和倉底梁板結(jié)構(gòu)扎筋、立模、澆注,混凝土終凝后依次從上向下拆除梁板結(jié)構(gòu)模板和撐木,最后澆筑倉底上部2 個棱錐形分煤器漏斗。
⑴施工工藝
①工序流程。 安全檢查、施工準備→拉煤倉中線→畫輪廓線、點炮眼眼位→打眼→掃眼→拆除倉內(nèi)設施→裝藥、連線→放炮、排煙→安全檢查→安裝倉內(nèi)設施→出矸→錨網(wǎng)噴→鋼筋綁扎→穩(wěn)碹立模→澆筑→清理→養(yǎng)護→拆?!こ舔炇?。
②鑿巖方式。 采用YT-27 型氣動鑿巖機打眼,1.5m、2m 和2.5 m 長六棱方鋼釬子配Φ30 mm和Φ28 mm 柱齒形鉆頭打眼。
③爆破作業(yè)。 掘進采用光面反向爆破技術(shù),使用二級煤礦許用乳化炸藥,藥卷直徑Φ27mm,毫秒延期電雷管,F(xiàn)D-200 型發(fā)爆器,串聯(lián)聯(lián)線方式,反向裝藥結(jié)構(gòu)。 倉體掘進采用4~6 臺氣動鑿巖機同時鉆眼,循環(huán)進尺1.5 m。首先將一、二、三圈眼一次打出,同時裝藥起爆,再將四圈眼、五圈眼、周邊眼分別打出,分別裝藥,分別起爆。
④支護方式。 煤倉采用錨網(wǎng)索噴+混凝土/鋼筋混凝土復合支護,Φ20×2200 mm 等強錨桿,間排距 800 mm×800 mm, 錨索 Φ17.8×4200 mm,間排距3200 mm×3200 mm,噴射 C20 混凝土,噴厚100 mm,鋼筋型號縱筋Φ20 mm,橫筋Φ22 mm,混凝土厚600 mm,混凝土標號C40。
⑤鋼筋制作和綁扎。 施工中按照施工順序、編號下放,統(tǒng)一管理。綁扎時,綁扎鋼筋間排距控制在設計范圍內(nèi),搭接綁扎、搭接長度按照規(guī)范規(guī)定。 用16# 鐵絲綁扎,鋼筋混凝土保護層厚度均要以環(huán)筋的中心線為準, 當綁扎高度較大時,鋼筋必須與幫部的固定錨桿連接牢固, 固定錨桿采用 Φ20×2200mm 等強錨桿,間排距 4.0m×3.0m,鋼筋固定在固定錨桿上, 防止發(fā)生偏移和傾斜,綁扎完畢,經(jīng)驗收符合要求后,方可進行澆筑混凝土。
⑥搭腳撐木、穩(wěn)碹股和立模板。采用150mm×120 mm 方木及300 mm×50 mm 木板搭設工作平臺,平臺高度1.5~2 m 一層,平臺上鋪滿木板并用扒釘釘牢。 煤倉每層6 架碹胎組裝,碹胎下鋪設不小于200 mm 厚黃沙, 上下碹胎間用方木連接。 每架碹胎在地面氣割2 個孔,架設碹胎時使用Φ20×2200 mm 等強錨桿固定。 煤倉壁豎向支設 1500 mm×300 mm×50 mm 鋼模板, 模板與鋼筋、墻面間用撐木或墊塊支撐,澆筑至撐木位置時將撐木撤走。給煤機硐室及煤倉下鎖口梁板層穩(wěn)碹胎和立模板時,工作面找平→按照設計要求鋼筋綁扎→安裝碹胎→撐木固定牢固→用撐子把碹胎連接成整體→澆筑混凝土至適宜位置→搭50 mm 厚大板固定在碹胎的支撐上,澆筑拱部混凝土→下一循環(huán)→養(yǎng)護。
⑦澆筑混凝土。煤倉倉體澆筑混凝土時采用1500 mm×300 mm×50 mm 組裝金屬模板,通過搭設好的工作平臺進行澆筑施工。澆筑下鎖口底梁時,先穩(wěn)梁底模板,綁扎梁鋼筋,穩(wěn)梁兩側(cè)模板、穩(wěn)樓板層模板、綁扎鋼筋、打支撐、將2 個溜煤眼處模板與梁板層之間的模板穩(wěn)好,形成整體。 煤倉上鎖口段及倉體2~6 m 段采用JZC350 型攪拌機攪拌, 通過HBMD-12/4-22S 型礦用混凝土輸送泵進行澆筑,其余倉體段、煤倉下鎖口及給煤機硐室采用JZC350 型攪拌機攪拌, 通過溜灰管自溜澆筑。
⑵體會
①煤倉施工采用反井鉆機先鉆出溜矸孔,改善了工人的勞動條件,提高了安全系數(shù)和工作效率,提高了光爆效果。
②通過使用ZFYD1200 型反井鉆機、JZC350型攪拌機、HBMD-12/4-22S 型礦用混凝土輸送泵等機械設備,施工速度快,勞動強度低,保證了質(zhì)量。
③在圍巖穩(wěn)定性較差的地質(zhì)條件下,深部大型煤倉采用錨網(wǎng)索噴+鋼筋混凝土/素混凝土聯(lián)合支護,有效控制了圍巖變形,支護效果良好,技術(shù)可行。