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深部大型煤仓的反井钻机法施工技术

2015-01-26李剑峰

凿岩机械气动工具 2015年2期
关键词:给煤机煤仓钻机

济宁矿业集团公司安居煤矿副井井筒深度1008 m,井底煤仓净直径 9 m、深 25 m,设计容量约1200 m3。煤仓整体采用锚网索喷加钢筋混凝土复合支护。 煤仓所处地层为二叠系上统上石盒子组,岩层倾角 3°~8°,平均 5°。 岩石硬度系数f=5~7,局部发育FX48 断层次生断层,岩石破碎,局部顶板有淋水现象。 这个深部大型井底煤仓地质条件复杂、断面大、水平深,周围硐室立体交叉,施工难度大。 他们在山东科技大学的协助下, 采用ZFYD1200 型反井钻机钻孔进行排矸、锚网索喷+钢筋混凝土和素混凝土联合支护、自上而下掘进支护、浇筑的工艺,使得井底煤仓得以安全高效快速施工。

⑴施工方案

煤仓施工采取反井钻机法施工, 将反井钻机安装在煤仓上水平, 由上而下先钻进1 个Φ200 mm 导孔至给煤机硐室, 再由给煤机硐室自下而上钻出Φ1.5 m 钻孔至煤仓上口, 然后按设计规格由上而下刷大,仓壁随掘随砌。爆破后,矸石通过钻孔自溜至给煤机硐室, 使用P-60B型耙矸机装入1 t 矿车, 经联络斜巷运输至井底车场升井。

煤仓主体施工时,煤仓上锁口3 m 掘进完毕后,留设1 m 厚矸石,对仓体上锁口2 m 段进行扎筋、立模、浇注,底部预留接茬筋及斜茬,采用细沙填埋。 上锁口预留溜煤口及预留孔。 仓体掘进自上而下施工,“两掘一砌”循环作业方式。 掘进4 m 并留设1 m 厚浮矸后, 对仓壁进行浇筑2模(3 m)直至施工到给煤机硐室底板。 给煤机硐室两侧直墙整体扎筋、立模、浇注,然后进行煤仓下口两端拱部及仓底环梁和仓底梁板结构扎筋、立模、浇注,混凝土终凝后依次从上向下拆除梁板结构模板和撑木,最后浇筑仓底上部2 个棱锥形分煤器漏斗。

⑴施工工艺

①工序流程。 安全检查、施工准备→拉煤仓中线→画轮廓线、点炮眼眼位→打眼→扫眼→拆除仓内设施→装药、连线→放炮、排烟→安全检查→安装仓内设施→出矸→锚网喷→钢筋绑扎→稳碹立模→浇筑→清理→养护→拆模→工程验收。

②凿岩方式。 采用YT-27 型气动凿岩机打眼,1.5m、2m 和2.5 m 长六棱方钢钎子配Φ30 mm和Φ28 mm 柱齿形钻头打眼。

③爆破作业。 掘进采用光面反向爆破技术,使用二级煤矿许用乳化炸药,药卷直径Φ27mm,毫秒延期电雷管,FD-200 型发爆器,串联联线方式,反向装药结构。 仓体掘进采用4~6 台气动凿岩机同时钻眼,循环进尺1.5 m。首先将一、二、三圈眼一次打出,同时装药起爆,再将四圈眼、五圈眼、周边眼分别打出,分别装药,分别起爆。

④支护方式。 煤仓采用锚网索喷+混凝土/钢筋混凝土复合支护,Φ20×2200 mm 等强锚杆,间排距 800 mm×800 mm, 锚索 Φ17.8×4200 mm,间排距3200 mm×3200 mm,喷射 C20 混凝土,喷厚100 mm,钢筋型号纵筋Φ20 mm,横筋Φ22 mm,混凝土厚600 mm,混凝土标号C40。

⑤钢筋制作和绑扎。 施工中按照施工顺序、编号下放,统一管理。绑扎时,绑扎钢筋间排距控制在设计范围内,搭接绑扎、搭接长度按照规范规定。 用16# 铁丝绑扎,钢筋混凝土保护层厚度均要以环筋的中心线为准, 当绑扎高度较大时,钢筋必须与帮部的固定锚杆连接牢固, 固定锚杆采用 Φ20×2200mm 等强锚杆,间排距 4.0m×3.0m,钢筋固定在固定锚杆上, 防止发生偏移和倾斜,绑扎完毕,经验收符合要求后,方可进行浇筑混凝土。

⑥搭脚撑木、稳碹股和立模板。采用150mm×120 mm 方木及300 mm×50 mm 木板搭设工作平台,平台高度1.5~2 m 一层,平台上铺满木板并用扒钉钉牢。 煤仓每层6 架碹胎组装,碹胎下铺设不小于200 mm 厚黄沙, 上下碹胎间用方木连接。 每架碹胎在地面气割2 个孔,架设碹胎时使用Φ20×2200 mm 等强锚杆固定。 煤仓壁竖向支设 1500 mm×300 mm×50 mm 钢模板, 模板与钢筋、墙面间用撑木或垫块支撑,浇筑至撑木位置时将撑木撤走。给煤机硐室及煤仓下锁口梁板层稳碹胎和立模板时,工作面找平→按照设计要求钢筋绑扎→安装碹胎→撑木固定牢固→用撑子把碹胎连接成整体→浇筑混凝土至适宜位置→搭50 mm 厚大板固定在碹胎的支撑上,浇筑拱部混凝土→下一循环→养护。

⑦浇筑混凝土。煤仓仓体浇筑混凝土时采用1500 mm×300 mm×50 mm 组装金属模板,通过搭设好的工作平台进行浇筑施工。浇筑下锁口底梁时,先稳梁底模板,绑扎梁钢筋,稳梁两侧模板、稳楼板层模板、绑扎钢筋、打支撑、将2 个溜煤眼处模板与梁板层之间的模板稳好,形成整体。 煤仓上锁口段及仓体2~6 m 段采用JZC350 型搅拌机搅拌, 通过HBMD-12/4-22S 型矿用混凝土输送泵进行浇筑,其余仓体段、煤仓下锁口及给煤机硐室采用JZC350 型搅拌机搅拌, 通过溜灰管自溜浇筑。

⑵体会

①煤仓施工采用反井钻机先钻出溜矸孔,改善了工人的劳动条件,提高了安全系数和工作效率,提高了光爆效果。

②通过使用ZFYD1200 型反井钻机、JZC350型搅拌机、HBMD-12/4-22S 型矿用混凝土输送泵等机械设备,施工速度快,劳动强度低,保证了质量。

③在围岩稳定性较差的地质条件下,深部大型煤仓采用锚网索喷+钢筋混凝土/素混凝土联合支护,有效控制了围岩变形,支护效果良好,技术可行。

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