井下煤倉快速加固措施的應用
摘要:本文闡述了井下煤倉破壞的主要原因及危害性,詳細介紹了煤倉快速加固的施工方法、支護材料以及工藝流程和安全措施。結果表明,該項技術取得了良好效果,具有重要的推廣應用價值。
關鍵詞:井下煤倉 快速加固;措施;應用
0 引言
煤倉是井下運輸系統(tǒng)中的關鍵環(huán)節(jié),是特殊硐室,受地質條件和采動影響很大,尤其是布置在高地應力軟弱巖層及含、滲水巖層中,煤倉壁更易變形破壞,而煤倉的特殊結構和用途,使其具有易壞難修和影響生產時間長、頻率高等特點。所以研究探索一種快速適用的煤倉加固措施是各個礦井的共同難題。
1 基本概況
徐礦集團龐莊煤礦是年產二百多萬噸的大型礦井,近年來隨著礦井可采資源的枯竭,采區(qū)范圍不斷在收縮,采區(qū)煤倉受采動和浸水影響破壞很大。修護工區(qū)負責全礦井的井巷工程的維修工作,在長期的施工中形成了一套成熟的煤倉加固技術,F以龐莊井-520水平西翼采區(qū)煤倉為例,簡要介紹煤倉的快速加固施工工藝及注意事項。
該倉為垂直式圓筒煤倉,直徑 5 m,垂深20m,采用錨網噴聯合支護。擔負著 -520 水平西翼采區(qū)煤炭生產運輸緩沖任務,其上口為-520水平西翼采區(qū)運輸上下山,下口為-520水平機軌合一運輸大巷。倉壁漿體從上口向下5~13米范圍開裂脫落,局部形成槽溝形成加速破壞趨勢,加之采區(qū)涌水從脫落處滲入倉內,經常造成竄樓堵樓,給安全生產帶來重大隱患。
2 破壞原因分析
2.1 地質構造的影響 煤倉位于向斜軸部,受構造應力的作用,次生裂隙比較發(fā)育,導水性強。倉體圍巖受裂隙切割和浸水后,倉壁支護體處于塑性變形區(qū),巖體強度和自承能力顯著下降。
2.2 回采動壓作用 煤倉附近向斜兩翼工作面已回采,倉體圍巖受工作面開采形成移動支承壓力多次疊合作用導致倉體出現嚴重變形破壞。
2.3 設計支護強度低、施工工程質量差 設計上選用錨桿強度、長度和直徑較小,錨桿間排距較大,金屬網鋼筋直徑較小;施工中存在網壓茬聯結不牢、錨桿安裝角度不規(guī)范、噴漿厚度不夠等問題。
3 加固措施
3.1 施工方法 在倉壁開裂片幫及開槽溝處按從上往下的順序重新全斷面打錨桿、掛金屬網、壓鋼筋梯子梁、托盤支護,再全斷面套25U型鋼棚聯合支護,棚子用鐵橛子外壓卡蘭固定,然后在開槽溝較深處支模板澆注砼,后在棚、網外噴砼形成一個支護整體。
3.2 支護材料及技術參數
3.2.1 錨桿:Φ22mm,L=2400mm左旋無縱筋等強螺紋鋼錨桿。間排距800×800mm,每圈18根,錨桿與倉壁垂直,錨桿外露10-40mm。錨固劑為CK2350型樹脂藥卷,每孔一卷。托盤規(guī)格為:長×寬×厚=140×140×10(mm)碟形托板。
3.2.2 金屬網采用Φ12mm鋼筋電焊而成,規(guī)格:長×寬=2500×900mm,網孔@100×100mm,網沿井壁橫向壓茬鋪設,網與網之間壓茬100mm,并每隔200mm用10#鐵絲聯結牢固。
3.2.3 鋼筋梯子梁:采用Φ12mm圓鋼,寬為60mm,長3500mm(5個眼孔),眼距中-中800mm。
3.2.4 鋼棚選用25U型槽鋼,每棚5節(jié),每節(jié)長L=3230 mm,曲率半徑R=2250 mm,相互搭茬0. 4m,每個搭茬處用2副卡蘭卡牢,棚距0.8m。固定鐵橛子為直徑Ф=25mm,末端帶絲扣的A3圓鋼,樹脂錨固劑全長錨固,兩根一組外套卡蘭卡緊25U型鋼梁,每根梁兩組。
3.2.5 鐵橛子用Φ25mm,L=1400mm的A3圓鋼加工,末端帶有絲扣、螺母。用CK2350型樹脂藥卷全長錨固。
3.2.6 噴砼:料配比為水泥:沙子:石子=1:2:2,水灰比0.4-0.45,速凝劑摻量為水泥重量的5%,水泥采用硅酸鹽水泥,標號不低于425#,砂子、石子必須清洗。噴厚不超過100mm,砼強度不低于C20。
3.3 施工工藝 施工工藝為:找掉開幫變形脫落的漿體→打錨桿眼→注樹脂錨桿、掛鋼筋網、壓鋼筋梯子梁、上托盤螺母→打鐵橛子眼→用樹脂錨固劑錨固鐵橛子→安裝 U型圈梁→用卡蘭螺母將其固定→在開槽溝處澆灌砼→整體噴漿。
3.4 特殊施工安全措施
3.4.1 施工前把煤倉周圍 5m范圍內的浮矸、浮煤等雜物清理干凈,找凈巷道頂幫的活矸危巖,加固巷道支護。
3.4.2 煤倉上口用厚 80 mm的木板封嚴 ,板與板用鈀釘聯成整體,板與鎖口梁用8#鐵絲雙股捆扎牢固,上口僅留出供人員上下的通道,通道內安設鋼絲繩軟梯,并設專人警戒。
3.4.3 施工前,將倉內煤炭放至需要修護的高度,在煤炭上鋪50mm厚的木板,人員站在木板上施工,木板隨施工進展煤倉放煤下移。
3.4.4 人員在倉內施工或通過軟梯上下時,必須系好個人專用保險繩、戴好保險帶,保險繩用直徑不小于Φ15.5mm棕繩,保險帶牢固系在保險繩上,保險繩牢固地系在煤倉上口鋼梁上,煤倉上口設專人用保險繩牽引工作人員上下。
3.4.5 施工時,用11KW局扇向倉內供風,并有專職瓦斯檢查員檢查倉內有害氣體和氧氣濃度。
3.4.6 施工時,煤倉上口皮帶運輸機開關斷電、閉鎖;下口放煤用電話聯系控制,放煤時倉內不得有人。
4 結語
本次煤倉修護利用礦井集中檢修時間,不影響礦井的正常生產;礦井檢修停產前,將所有材料運至現場附近備用,共修護長度10米,僅用了兩天時間,比計劃提前3天;修護后至采區(qū)結束近兩年時間里此煤倉一直保持正常使用,未發(fā)生影響生產和安全的事故;此施工方案在其它采區(qū)煤倉也進行了成功應用。此煤倉快速加固措施是成功的,并可以推廣應用。