短掘短砌立井工艺在井底煤仓施工中的应用

短掘短砌立井工艺在井底煤仓施工中的应用

侯昭英

淮南矿业集团张集煤矿安徽淮南232174

摘要：为提高井底煤仓施工的安全性和进度，取消临时支护，降低工程造价，根据淮南张集煤矿东二13-1采区煤仓工程实际情况，采用立井井筒短掘短砌的施工方法施工井底煤仓，前期采用反井法施工溜矸眼，后期从上向下爆破刷扩至煤仓设计断面，施工够一个段高后，利用整体液压金属大模板配合可接续溜灰管向下滑模浇筑施工，眼口采用全封闭封口盘、小吊桶上下人员等井筒工艺，再根据井下多变的施工环境，使两者有效结合，简化了工艺工序，从本质上解决了直立式煤仓施工的危险作业环境，取消了一次支护，降低工程造价，一次成巷到底，不需要二次搭设脚手架浇筑混凝土。

关键词：井底煤仓;立井工艺;短掘短砌;液压金属大模板

1工程概况

淮南张集煤矿东二13-1采区煤仓是张集煤矿东二、东三采区13槽煤层未来20年最重要的中转枢纽。该煤仓上口位于东二13-1采区底板胶带机巷下山机头联巷（巷道底板标高：-573.400m），下口位于-600m水平东翼胶带机大巷（巷道底板标高-609.970m），煤仓净深32.17m，其中仓帽高度2.311m，上锁口净直径5.0m；仓筒净直径7.2m，施工高度24.003m；下锁口斜面5.856m，锁口断面1.306×1.552m；装载硐室规格：长×宽×高=8.2m×5.4m×4.4m。

2施工方法

东二13-1采区煤仓采用立井井筒的施工方法，前期先施工溜矸眼，再利用钻爆法向下短掘短砌的施工方法。溜矸眼采用φ244mm的钻头先向下导孔，然后采用φ1.4m的反井钻头扩孔，扩孔结束后按照设计施工仓帽，仓帽段采用大开挖的方式，开挖时锚网临时支护，待钢筋扎好后支模板进行整体浇筑（本工程设计要求仓帽部门与胶带机驱动基础整体浇筑），浇筑时预留4个φ89的孔并用钢管套壁，作为模板提升钢丝绳的通道，仓帽浇筑结束后，向下采用钻爆法施工至一个段高（模板高度1.5m），即可组装整体金属模板，校核后进行第一模浇筑，此后每掘进一个段高即可下滑液压整体模板并浇筑，直至下锁口斜面。

2.1提升系统

施工中采用小吊桶上下人员并运送物料，吊桶采用JSDB-19提升绞车，不旋转钢丝绳，提升绞车为天轮悬吊；钢模板采用四台JH-14绞车提升，围绕仓口均匀布置，模板通过地辊悬吊，绞车采用集中控制，保持模板下放过程中绞车同步；施工使用的风水管路、溜矸眼篦子网、可持续溜灰管各采用一台JH-14型绞车控制，均采用天轮选吊。

提升系统布置如图2。

主要施工设备如表1.

2.2爆破参数

采用YT-28型风锤，配φ22mm的六棱钢钎，φ32mm合金钢钻头打眼。设计辅助眼和周边眼。一圈辅助眼垂直深度为1.8m，直径为32mm，配用27mm的药卷（φ27mm×430mm×300g）,每眼装药3卷，其他眼直径为32mm，配用27mm的药卷（φ27mm×430mm×300g）,每眼装药2.5卷。各炮眼准确打在点好的眼位上，上下、左右误差控制在50mm以内，周边眼误差尽量减少，眼底落在掘进断面轮廓线上。这样保证了较好的爆破速率，而且也保证了较高的钻眼速度。所有炮眼采用轴向不耦合装药，正向装药结构，装药到底后连续装填炮泥至孔口。接着装若干个水炮泥，再用炮泥封实。爆破网络采用串并联网路，采用1～5段毫秒延期电雷管(不超多130ms)起爆，从一圈辅助眼向外逐圈顺序起爆。

2.3支护参数

东二13-1采区煤仓上锁口采用锚网喷临时支护，后期采用钢筋（竖筋φ16@352，环筋φ22@250）+C30砼永久浇筑支护的形式；仓筒上段2.0m支护与仓帽段相同，其余采用C30素混凝土浇筑直至下锁口斜面，浇筑厚度400mm；下锁口与装载硐室相贯，由上到下由净直径7.2m呈漏斗状渐变为1.306×1.552m的仓口，该段支护形式为钢筋铁钢砂CF60金刚砂砼，支护参数为：竖筋φ16@250，环筋φ22@250；装载硐室支护形式为锚网喷+浇筑钢筋+C30砼，锚杆规格为：φ22×2500mm的高强锚杆，间排距800×800mm，配合φ6@135×125mm金属网进行墙体支护，浇筑钢筋砼厚度400mm，强度C40，钢筋为竖筋φ22@250mm，水平筋φ22@250mm，内外层钢筋网使用φ8@500mm的钢筋交错连接。

2.4浇筑施工

1、模板组装

（1）木质模板组装

煤仓仓帽、漏斗及装载硐室施工时采用木制模板进行浇筑，采用70mm×200mm大板做碹骨，30mm×200mm木板做模板，并配合使用脚手架进行固定链接，碹骨与碹胎之间采用铁钉连接。

（2）整体金属模板组装

模板在下井前需在地面进行组装调试，经查验后合格方可入井使用。模板间用M20×75mm的高强螺栓连接，并在模板两侧加3mm厚的垫圈，连接螺栓需紧固，不得有缺失遗漏现象。每浇筑完一套模板后，首先将上沿的混凝土清除干净，中心线进行校正。每个段高的模板稳模时用中心线及水平管进行校正，确定无误后升起支撑油缸固定。

3结论

在淮南张集煤矿东二13-1采区煤仓施工过程中，采用立井井筒的施工方法施工井底煤仓，利用整体液压金属大模板配合可接续溜灰管向下滑模浇筑施工，简化了工艺工序，从本质上解决了直立式煤仓施工的危险作业环境，取消了一次支护，一次成巷到底，不需要二次搭设脚手架浇筑混凝土，降低工程造价。该煤仓净深32.17m，用时80天，大大缩短了施工工期。

短掘短砌立井工法在东二13-1采区煤仓施工过程中的应用，主要存在以下几点优势：

（1）利用整体金属大模板浇筑混凝土，模板通过封口盘上的绞车悬吊稳固。掘出一个段高，就浇筑一个段高，直至煤仓底部。解决了煤仓施工不能一次成仓的难题。

（2）混凝土是浇筑通过悬吊在封口盘上的金属管路，金属管路分段连接，溜进下方一段胶质软管，软管可以四周移动再将混凝土均匀输送至模板内。减少了工人的劳动强度，提高了混凝土的搅拌质量。

（3）风水、篦子网也通过绞车悬吊在煤仓上口巷顶，放炮前，将风水、篦子网提升到封口盘上，打眼、出矸时再下放到迎头。简化了施工环节，提高施工效率。

（4）煤仓上口的模板绞车、提升绞车、混凝土搅拌站等设备的布置原则是：提升绞车与搅拌站分别在仓口两侧布置，模板绞车围绕仓口均匀布置，其中提升绞车为天轮悬吊，模板通过地辊悬吊。搅拌站一边的巷道应有足够的土产材料堆放地。解决了井底场地空间狭小难题，实现集成布置，优化了机电设备和搅拌场地的布置。

参考文献

[1]李寻欢.立井井筒施工技术:中国凿井技术50年论文集[C].煤炭工业出版社,1999.9.

[2]史海刚.大直径井底煤仓采用反井钻导洞法施工技术[J].河北煤炭,2010(4).

[3]马景讯.利用立井凿井设施施工井底煤仓[J].山东煤炭科技,2011((1).