张集煤矿东一B组煤采区接力仓施工难点分析与应对措施王涛

张集煤矿东一B组煤采区接力仓施工难点分析与应对措施王涛

王涛

淮南矿业集团张集煤矿安徽淮南232174

摘要：张集煤矿东一B组煤接力仓在施工过程中受到了仓体深度大、过厚煤层、过厚层硬岩、溜矸眼堵眼等因素的影响，施工进度缓慢，经分析后，采用新工艺、改进方法、科学管理，在保证工程质量的情况下，大大提高了施工进度，取得了显著的成绩和经济效益。

关键词：接力仓；施工难点；应对措施；质量；进度

1工程概述

为缓解运输环节高峰生产时的压力，充分释放生产能力，实现矸石流与煤流分离，建设高产高效矿井，张集煤矿近年来开展了一次“补仓”行动，从井底到采区连续施工了多个煤仓、矸石仓，东一B组煤接力仓也是系统优化的一个重点工程。该仓位于张集矿东一B组煤采区，直径5m，深75m，设有中间水平，上部为矸石仓，下部为煤仓，可实现“一仓两用”。该仓是淮南矿区首次设计并施工的接力仓，本文就是通过分析施工过程中遇到的对工程进度和质量有影响的因素，制定相应的处理措施和解决办法，以期对以后同类工程的施工提供借鉴和参考。

2施工地质条件

该仓自上而下始于9-1煤终于6煤底板一层厚9.4m的泥岩，共计穿过煤（岩）33层。

2.1煤层

自上而下依次穿过9-1煤、8煤、7-2煤、7-1煤、7-1煤底板2层煤线、6煤，煤层总厚度14.92m，其中8煤、6煤分别厚4.33m、3.98m。

2.2岩层

仓体共穿过炭质泥岩、泥岩10层，总厚度16.43m，其中下部煤仓的上锁口生根在7-1煤及其底板煤线、泥岩中，下锁口及装载硐室位于单层厚度达9.4m的泥岩中。穿过砂质泥岩、砂岩16层，总厚度43.56m，其中有两层砂岩单层厚度达8.3m、12m。

2.3构造

根据邻近巷道实际揭示资料以及周边钻孔勘探资料，该区地层大致呈东西走向，南北倾向，煤（岩）层倾角8~10°，北高南低。邻近采掘活动未见明显断层能够影响仓体施工，构造条件较好。

3施工中遇到的问题与分析，以及采取的措施

3.1施工方法的选择

淮南矿区以前施工井下煤（矸石）仓，均是采用“先临时支护刷挖到底，再自下而上套壁永久支护”的方法施工的，这种方法在井帮防片、工作盘防坠等方面安全威胁大，且工艺复杂、施工进度缓慢、浪费临时支护材料。在编制作业规程前，组织相关专业技术人员和施工人员结合施工现场实际情况，讨论施工方案，最终确定采用“短掘短砌立井工艺施工法”，这是张集煤矿在相继施工多个煤（矸石）仓以后，逐步掌握并形成了一种施工方法。这种方法采用整体液压金属大模板、集控绞车群、全封闭封口盘、小吊桶上下、可接续溜灰管等工艺施工直立式煤仓，该施工方法具有工艺简单、安全可靠、防坠防片、一次快速成巷、无需临时支护等优点，从本质上解决了煤仓施工的安全问题，工程质量得到提高，简化了施工工艺，施工速度大大加快，大幅度提高工程效益。

3.2过软岩、硬岩施工

岩石的的硬度对煤矿井巷工程掘进有很大的影响，软岩中易掘进但支护及顶板管理难度大，硬岩中支护简单但掘进速度慢。在这个仓施工过程中，相继要穿过厚4.33m、3.98m的8煤、6煤，煤体松软，存在片帮威胁，且煤块易片落到混凝土中，影响混凝土支护强度。为防止过厚煤层施工期间井帮片落、抽帮，在过煤段井帮进行锚网喷临时支护，采用φ22*2500mm锚杆，间距700*700mm，配合φ6@135*125金属网进行支护，喷射混凝土强度C20。并在井帮施工一圈间距1m的锚杆，锚杆外露100mm~300mm，以增加现浇混凝土与井帮的咬合力，防止井壁位移下沉。且过煤段混凝土强度由C30提高到C40等级。

下部煤仓的上锁口生根在一组由7-1煤及其底板泥岩、煤线组成的软岩中，厚度为5m，在刷挖时候，就出现片帮现象。为此，在施工锁口时，增加临时支护的同时，每一段高增加8个壁爪，即在井帮荒径以外刷挖8个0.5m*0.5m*0.5m规格的孔洞，同井壁整体浇筑，使井壁嵌入围岩，有效防止了井壁下沉。

施工过程中遇到单层厚度达12m、8.3m的两层砂岩，岩石实测硬度普氏系数达9，炮眼施工难度大，循环进尺少，严重制约了仓体的施工进度。为此，技术科室与施工单位研讨应对办法，最后确定调整炮眼封孔工艺，使用黄沙配水替代黏土进行座底和封孔。经几次实验后，每循环进尺由1m左右提高到1.5m，大大提高了掘进速度。

3.3溜矸眼易堵眼的问题

在刷挖仓体之前，先在仓中施工一个φ1.4m的反井钻孔作为溜矸眼使用，掌子面矸石通过溜矸眼溜到下口巷道，然后通过耙矸机上皮带，进入矸石系统。在施工过程中出现溜矸眼被堵现象，原因有两个，一是下口出矸不及时，巷道内积矸已经堆至溜矸眼下口，导致矸石堵在溜矸眼内不能自行下溜，长时间就会固结堵眼；二是在爆破瞬间，大量矸石通过溜矸眼，可能伴有大块矸石卡在溜矸眼内，造成堵眼。堵眼处理起来非常困难，费时费力，影响施工进度，为此，要求每次爆破前必须将溜矸眼下口矸石出完，并根据岩性及时调整爆破参数，减少大块矸石产生。在经历一次堵眼后，制定了处理堵眼专项措施，主要措施是：在溜矸眼中预留两根φ15.5mm钢丝绳，溜矸眼上口通过回头滑子固定在金属模板上，下口固定在巷道帮部，钢丝绳预留一定长度，并且在钢丝绳上使用绳卡固定3个400mm长的矿用11#工字钢，间距1m，形成锯齿状，发生堵眼后，将预留的钢丝绳固定在溜矸眼下口耙矸机的主副绳上，利用耙矸机来回拉动，达到疏通溜矸眼的效果。

3.4长距离运输，吊桶摆动的问题

本次施工接力仓使用1.5m³吊桶作为人员上下和运送物料的辅助运输，吊桶在提升和下降过程中会发生摆动，运输离越长摆动幅度就越大，人员乘坐吊桶或运输物料就有坠落威胁，危险性大，《煤矿安全规程》中规定“吊桶必须沿钢丝绳罐道升降，无罐道段吊桶升降距离不得超过40m”。因此，在施工接力仓下部煤仓时就必须安装罐道。张集煤矿以前施工的煤（矸石）仓深度都不超过40m，也是首次遇到这一问题。采取的措施是：在吊桶两侧增加两根钢丝绳（φ18.5mm）罐道，罐道上端固定在矸石仓上口巷道顶板（施工两组锚杆用于钢丝绳生根），下端固定在下部煤仓封口盘工字钢梁上，保证钢丝绳罐道的竖直度；吊桶伞帽两侧增加两个孔洞用于穿过钢丝绳罐道，使吊桶通过伞帽沿罐道升降，这样就能够有效保证吊桶的运行安全。

3.5防坠问题

防坠一直是立井施工的重中之重，掌子面空间狭小、人员集中，稍有疏忽就会造成人身伤害事故。本次施工过程中主要采取的措施有：①封口盘实现全封闭，井盖门实现自动开、关，封口盘周围设置警戒栅栏，并设专人负责封口盘上浮矸、杂物清扫，保证封口盘干净；②溜灰管、风筒、风水管等管线使用专用绞车配合钢丝绳悬吊，续接的溜灰管必须进行二次保护；③使用吊桶运送物料严禁超长、超宽，严禁超定员运送人员，人员乘坐吊桶必须佩带保险带；④在金属模板刃脚处固定一圈钢丝绳，掌子面所有作业人员必须佩带保险带并生根在钢丝绳上；⑤加工篦子网，用于封堵溜矸眼，严禁溜矸眼敞口出矸。

4结论

通过提前预想和施工过程中对遇到的问题及时进行分析，制定相应的处理措施，张集煤矿东一B组煤采区接力仓施工顺利，工程进度、质量、安全都得到了很好的保证。根据井下不同的现场施工条件和水文地质条件，遇到的问题也会不尽相同，本文仅就单个工程施工进行粗浅阐述，其认识还有待完善，希望能为同类工程的施工提供参考。

参考文献

[1]袁亮等.煤矿总工程师技术手册.北京：煤炭工业出版社，2010.

[2]崔云龙等.简明建井工程手册.北京：煤炭工业出版社，2003.

[3]路耀华等.中国煤矿建井技术.徐州：中国矿业大学出版社，1995.

[4]GB50511-2010.煤矿井巷工程施工规范.北京：中国计划出版社，2011.

[5]GB50666-2011.混凝土结构工程施工规范.北京：中国计划出版社，2011.

[6]煤矿安全规程.北京：煤炭工业出版社，2016.