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[摘 要]硫磺沟煤矿(4-5)06皮带顺槽煤仓设计垂深为14m,直径4m。由于(4-5)06皮带顺槽煤流运输系统需经过煤仓施工位置,煤仓施工期间(4-5)06皮带顺槽将暂停掘进,对矿井接续造成影响。因此,煤仓快速安全掘进技术研究对硫磺沟煤矿安全高效生产具有重大意义。
[关键词]采区煤仓 施工技术 研究应用
中图分类号:TM591 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)10-0345-01
1.工程概况
(4-5)06皮带顺槽煤仓深度14m,直径4.0m,上口采用锚网+混凝土浇筑,煤仓仓体采用锚网+锚喷支护,下口采用锚网+钢筋混凝土联合支护,是矿井的采区煤仓。
2.煤仓施工
煤仓掘进包括仓体小断面反井施工和仓体刷大施工。
(一)反井施工
反井施工前在煤仓下口位置施工3个钻机导孔,然后人工使用钻爆法施工,反井直径1.2m,反井作为煤仓刷大期间通风、排水、排矸用。反井施工期间搭建“井”字形木垛,施工人员在木垛掩体内作业,确保了施工安全。
(二)煤仓刷大施工
煤仓刷大施工过程中,通过调整爆破参数达到最佳爆破效果,以提高循环进尺。同时加强行人、运输等关键环节的管理,对施工中存在主要安全隐患采取有效的预防措施,确保施工安全。
①施工工艺。煤仓仓体刷大施工按自上而下的顺序施工,采用钻爆法施工。打眼前先敲帮,在确保安全的条件下进行打眼工作。放炮后及时清除煤仓内矸石,确保卸矸孔畅通,以便形成通风系统。为了确保安全施工,爆破的矸石清理完成后,使用规格为长×宽×厚=2m×0.4m×0.05m的木板将排矸孔封严,木板上铺设钢筋网以确保人员行走及作业安全。同时找掉仓体活矸危岩,检查断面规格是否满足设计要气,然后进行锚喷支护。
为了提高掘进效率,控制仓体成型,根据仓体岩层硬度及爆破效果,将炮眼深度控制在1.5m,周边眼间距不大于0.3m,装药量为300g;其他炮眼控制在不大于0.6m,装药量不大于600g,。采用全断面一次起爆,循环进尺为1.2~1.5m。
②行人、运输安全管理。施工期间,为了便于行人上下煤仓,需在煤仓内安设梯子,梯子为使用φ18.5mm的钢丝绳和φ22mm螺纹钢加工的软体,随煤仓深度增加延展梯子长度,梯子在煤仓上口使用φ22×2200mm锚杆生根固定。人员上下时使用安全带,每班安排专人对梯子及固定情况进行检查,发现问题及时处理。
运输物料时,首先在仓顶硐室内吊装锚索上固定5t滑轮,使用直径不低于20mm的麻绳做提升绳,麻绳的一端穿过滑轮固定到仓顶硐室专用锚杆上,另一端输送施工用料,下料时必须确认物料固定是否牢固,下放前通知仓内人员躲到仓内掩体下方,等料下到施工位置后,施工人员方可进入作业地点卸料,每班必须安排专人检查滑轮固定情况和提升麻绳磨损情况,发现问题及时处理。在下运混凝土过程中,仓上下人员应时刻保持联系,防止堵管,发现堵管立即停止下料,处理堵管。
③防坠安全技术措施。施工前,先清理煤仓上口周围不小于1m范围内的浮矸,防止施工时调入煤仓,并在煤仓四周不小于2m处设置栅栏,禁止非施工人员进入。施工时,煤仓上口辅助人员及仓内施工人员必须佩带好保险带,保险带生根在φ18.5mm的专用钢丝绳上,钢丝绳固定在帮部锚杆上。
3.煤仓支护
煤仓支护主要包括临时支护及永久支护。采用初喷浆作为临时支护,既保证了施工安全,又使锚网支护与仓壁岩层达到最佳耦合,增强了支护效果。由于煤仓仓体所处岩层为砂岩,仓体壁使用锚喷支护可满足支护要求,考虑煤仓服务周期较长,仓体刷大段采用錨网喷二次支护方式,即打锚杆挂网→喷浆→打锚杆挂网→复喷浆。仓体支护方式的优化,解决了传统锚网喷+钢筋钢筋混凝土联合支护方式施工难度大,安全系数低的缺点。
(一)临时支护煤仓仓体以初喷作为临时支护。放炮后,首先对仓壁进行敲帮,清除活矸危岩,然后进行初喷浆,通过对仓壁进行初喷浆,使仓壁围岩得意及时封闭,阻止了围岩碎胀变形,保持了围岩稳定性,增强了支护效果和安全系数。
(二)永久支护。永久支护主要包括煤仓主体及煤仓收口支护。根据围岩稳定性及仓体各部位承重、受力状态,对主体和收口支护方式进行优化改进,提高了施工效率。
①煤仓主体。煤仓主体采用锚网喷二次支护,支护厚度200mm,锚杆采用φ22×2200mm的金属锚杆,每根锚杆使用两支MSCK2350锚固剂,锚杆间排距500mm×500mm,网片采用采用φ6钢筋焊接3000×1000mm经纬网,使用双股14#铁丝双排链接。一次支护喷浆厚度为100mm,二次支护喷浆厚度100mm,喷浆混凝土标号为C20。
②煤仓收口。煤仓收口(漏斗口)采用锚网喷+钢筋混凝土浇筑联合支护,支护厚度为300mm,浇筑混凝土标号为C30。砌筑混凝土时将下锁扣钢梁(1500×1250mm)砌入。
4.煤仓施工劳动组织管理
施工中必须抓住占用时间较多的关键工序,合理配置人员及设备,缩短施工时间,提高施工效率。因煤仓断面较大,炮眼达到60个以上,打眼时间占了一个循环的50%以上,因此必须根据作业空间合理安排作业人员和打眼机具,减少循环时间,达到快速施工的目的。
施工中严格按正规循环作业,认真分析各工序间相互衔接关系,在确保安全的前提下,实现工序间的平行作业,从而缩短循环作业时间,提高工作效率。
5.经济效益
(4-5)06工作面煤仓与(4-5)04工作面煤仓施工条件相似,工作面相同,(4-5)06工作面煤仓施工时间为20天,(4-5)06工作面煤仓施工时间为40天,施工人数均为40人。20天人均人工费为7000元(含社保),合计节约人工费支出为40×7000元=28万元。
6.结语
通过对施工工艺、支护工艺及劳动组织的优化调整,施工效率提高了30%以上,杜绝了安全事故发生,达到了快速施工的目的。该快速安全施工技术值得我矿推广应用。
参考文献
[1] 《煤矿安全规程》(2016版).
[2] 张乾,采区煤仓快速施工技术[J],煤矿现代化,2004(3):15-15.
[3] 李阳,深部矿井采区煤仓安全快速施工新技术[J],科技视界, 2013(12):157-157.
[关键词]采区煤仓 施工技术 研究应用
中图分类号:TM591 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)10-0345-01
1.工程概况
(4-5)06皮带顺槽煤仓深度14m,直径4.0m,上口采用锚网+混凝土浇筑,煤仓仓体采用锚网+锚喷支护,下口采用锚网+钢筋混凝土联合支护,是矿井的采区煤仓。
2.煤仓施工
煤仓掘进包括仓体小断面反井施工和仓体刷大施工。
(一)反井施工
反井施工前在煤仓下口位置施工3个钻机导孔,然后人工使用钻爆法施工,反井直径1.2m,反井作为煤仓刷大期间通风、排水、排矸用。反井施工期间搭建“井”字形木垛,施工人员在木垛掩体内作业,确保了施工安全。
(二)煤仓刷大施工
煤仓刷大施工过程中,通过调整爆破参数达到最佳爆破效果,以提高循环进尺。同时加强行人、运输等关键环节的管理,对施工中存在主要安全隐患采取有效的预防措施,确保施工安全。
①施工工艺。煤仓仓体刷大施工按自上而下的顺序施工,采用钻爆法施工。打眼前先敲帮,在确保安全的条件下进行打眼工作。放炮后及时清除煤仓内矸石,确保卸矸孔畅通,以便形成通风系统。为了确保安全施工,爆破的矸石清理完成后,使用规格为长×宽×厚=2m×0.4m×0.05m的木板将排矸孔封严,木板上铺设钢筋网以确保人员行走及作业安全。同时找掉仓体活矸危岩,检查断面规格是否满足设计要气,然后进行锚喷支护。
为了提高掘进效率,控制仓体成型,根据仓体岩层硬度及爆破效果,将炮眼深度控制在1.5m,周边眼间距不大于0.3m,装药量为300g;其他炮眼控制在不大于0.6m,装药量不大于600g,。采用全断面一次起爆,循环进尺为1.2~1.5m。
②行人、运输安全管理。施工期间,为了便于行人上下煤仓,需在煤仓内安设梯子,梯子为使用φ18.5mm的钢丝绳和φ22mm螺纹钢加工的软体,随煤仓深度增加延展梯子长度,梯子在煤仓上口使用φ22×2200mm锚杆生根固定。人员上下时使用安全带,每班安排专人对梯子及固定情况进行检查,发现问题及时处理。
运输物料时,首先在仓顶硐室内吊装锚索上固定5t滑轮,使用直径不低于20mm的麻绳做提升绳,麻绳的一端穿过滑轮固定到仓顶硐室专用锚杆上,另一端输送施工用料,下料时必须确认物料固定是否牢固,下放前通知仓内人员躲到仓内掩体下方,等料下到施工位置后,施工人员方可进入作业地点卸料,每班必须安排专人检查滑轮固定情况和提升麻绳磨损情况,发现问题及时处理。在下运混凝土过程中,仓上下人员应时刻保持联系,防止堵管,发现堵管立即停止下料,处理堵管。
③防坠安全技术措施。施工前,先清理煤仓上口周围不小于1m范围内的浮矸,防止施工时调入煤仓,并在煤仓四周不小于2m处设置栅栏,禁止非施工人员进入。施工时,煤仓上口辅助人员及仓内施工人员必须佩带好保险带,保险带生根在φ18.5mm的专用钢丝绳上,钢丝绳固定在帮部锚杆上。
3.煤仓支护
煤仓支护主要包括临时支护及永久支护。采用初喷浆作为临时支护,既保证了施工安全,又使锚网支护与仓壁岩层达到最佳耦合,增强了支护效果。由于煤仓仓体所处岩层为砂岩,仓体壁使用锚喷支护可满足支护要求,考虑煤仓服务周期较长,仓体刷大段采用錨网喷二次支护方式,即打锚杆挂网→喷浆→打锚杆挂网→复喷浆。仓体支护方式的优化,解决了传统锚网喷+钢筋钢筋混凝土联合支护方式施工难度大,安全系数低的缺点。
(一)临时支护煤仓仓体以初喷作为临时支护。放炮后,首先对仓壁进行敲帮,清除活矸危岩,然后进行初喷浆,通过对仓壁进行初喷浆,使仓壁围岩得意及时封闭,阻止了围岩碎胀变形,保持了围岩稳定性,增强了支护效果和安全系数。
(二)永久支护。永久支护主要包括煤仓主体及煤仓收口支护。根据围岩稳定性及仓体各部位承重、受力状态,对主体和收口支护方式进行优化改进,提高了施工效率。
①煤仓主体。煤仓主体采用锚网喷二次支护,支护厚度200mm,锚杆采用φ22×2200mm的金属锚杆,每根锚杆使用两支MSCK2350锚固剂,锚杆间排距500mm×500mm,网片采用采用φ6钢筋焊接3000×1000mm经纬网,使用双股14#铁丝双排链接。一次支护喷浆厚度为100mm,二次支护喷浆厚度100mm,喷浆混凝土标号为C20。
②煤仓收口。煤仓收口(漏斗口)采用锚网喷+钢筋混凝土浇筑联合支护,支护厚度为300mm,浇筑混凝土标号为C30。砌筑混凝土时将下锁扣钢梁(1500×1250mm)砌入。
4.煤仓施工劳动组织管理
施工中必须抓住占用时间较多的关键工序,合理配置人员及设备,缩短施工时间,提高施工效率。因煤仓断面较大,炮眼达到60个以上,打眼时间占了一个循环的50%以上,因此必须根据作业空间合理安排作业人员和打眼机具,减少循环时间,达到快速施工的目的。
施工中严格按正规循环作业,认真分析各工序间相互衔接关系,在确保安全的前提下,实现工序间的平行作业,从而缩短循环作业时间,提高工作效率。
5.经济效益
(4-5)06工作面煤仓与(4-5)04工作面煤仓施工条件相似,工作面相同,(4-5)06工作面煤仓施工时间为20天,(4-5)06工作面煤仓施工时间为40天,施工人数均为40人。20天人均人工费为7000元(含社保),合计节约人工费支出为40×7000元=28万元。
6.结语
通过对施工工艺、支护工艺及劳动组织的优化调整,施工效率提高了30%以上,杜绝了安全事故发生,达到了快速施工的目的。该快速安全施工技术值得我矿推广应用。
参考文献
[1] 《煤矿安全规程》(2016版).
[2] 张乾,采区煤仓快速施工技术[J],煤矿现代化,2004(3):15-15.
[3] 李阳,深部矿井采区煤仓安全快速施工新技术[J],科技视界, 2013(12):157-157.