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井下煤仓反井钻机施工

1 工程概况

某矿主斜井延深后的煤仓,其上口位于12#层集中皮带巷暗斜井上机头硐室内,煤仓下口位于主斜井延深至12#层主井皮带下给煤机硐室。

该煤仓上口设计标高为945.000 m,下口设计标高为910.017 m,煤仓高度为34.983 m。整个煤仓由上口、仓帽、仓体和漏煤斗四部分组成。煤仓上口直径设计为3 m,仓体直径设计为6 m,壁厚为150 mm,混凝土标号为C20。

2 地质条件

煤仓所揭露的岩层主要为砂岩,泥岩穿过11#,12#煤层,岩层层理、节理较发育(f=4-6),围岩较稳定,11#层煤厚为0.8 m ~1.2 m,12#层煤厚为2.3 m ~2.8 m,煤层较硬,有瓦斯,局部有淋水。

井下煤仓反井钻机施工

3 煤仓施工

3.1 利用LM—120型反井钻机施工煤仓导硐孔

在对该煤仓进行施工前,其下部主斜井已经延深至12#煤层,并且主副井联巷已贯通,其上部12#层集中皮带巷机头硐室施工完毕。所以,根据该煤仓的技术特征及地层条件,第一,选用LM—120型反井钻机施工,首先在12#层集中皮带机头硐室内安装该钻机,经调试运转后,然后找出该煤仓的十字中心线。第二,利用LM—120型反井钻机由上而下钻一个d 244 mm的导向孔,钻至给煤机硐室,使煤仓上下贯通,找准位置,然后将反井钻机小钻头卸掉,换上d 1.2 m的大钻头,再由下而上扩孔至煤仓上口,在钻孔过程中的矸石由下部耙岩机装到矿车上,通过主副井联巷运至副斜井底,后运至地面。该孔则可作为煤仓刷大过程中通风、排矸、排水。

3.2 煤仓的刷砌施工

(1)当该煤仓利用LM—120型反井钻机钻通后,再由上向下采用光面爆破的方法刷大至设计段面。每次刷高为1.5 m,并及时打锚杆(d 18 mm×1.7 m的钢筋树脂锚杆),喷混凝土进行支护,防止片帮。间排距为1.0 m×1.0 m,喷厚150 mm,当过11#、12#煤层时,加挂金属网(金属网规格为1 m×1 m,网格为100 mm×100 mm,由d 6 mm的钢筋焊接而成),搭接长度100 mm,混凝土喷厚为200 mm,标号为C20。

(2)在完成煤仓上口和仓帽部分的刷砌施工过程中,严格按施工图纸设计施工,并在其上面安装1个封口盘,盘面上设有提升、风管、水管、喷浆管及人行梯等孔口,同时在煤仓上口机头硐室内安装一台回柱绞车。通过预埋在机头硐室的两根18号工字钢架上安设的天轮提升1 m3吊桶上下机具和材料,人员则沿钢丝绳软梯上下,一切就绪后,开始施工煤仓仓体及下口部分。

(3)在整个煤仓的扩刷过程中,打眼前采用1个自制的d 2 m铁箅子盖严d 1.2 m煤仓导硐孔,并铺设厚50 mm的木板,确保人员安全。放炮前,由回柱绞车将铁箅子提高到安全位置上,待放炮后,大部分矸石经d 1.2 m导硐孔自溜到煤仓下部主斜井底,下放铁箅子,将d 1.2 m导硐孔盖住,人工将未溜进的矸石攉入导硐孔溜下,通过煤仓下口稳装的耙岩机装到矿车内运走。打眼时,必须严格按堆积中的爆破说明书打眼装药、放炮,严防大块矸石挤堵导硐孔。另外,在打眼时,必须掌握好眼深,防止炮后工作面不平,增大下一循环打眼时的难度,造成不安全隐患。煤仓施工中的淋水和水管漏水可通过导硐孔流入主井底,通过临时排水设备排至副斜井底水仓。由于d 1.2 m导硐孔处于畅通状态,所以不需要安装专门的通风设备。

(4)喷混凝土时,可将喷浆机稳在煤仓上口机头硐室内,通过输料钢管运到工作面,进行喷浆作业。

4 经济技术效益

(1)某矿主井煤仓原计划施工工期为30天,由于采用了LM—120型反井钻机施工,与原先的正向掘进和反打煤仓相比,提高了机械化程度,掘进工效提高了2倍,实际施工工期为18天,比原计划提前了12天,加快了煤仓施工速度。

(2)煤仓施工采用LM—120型反井钻机先钻d 1.2 m钻孔进行溜矸泄水,然后再由上向下刷大,与普通钻爆法相比,降低了施工难度,提高了爆破效率,节约了大量的辅助时间和设备,节省资金15%,降低成本约26%。

(3)由于采用LM—120型反井钻机对煤仓进行施工,先钻导硐孔,增大了爆破自由面,减少了爆破时对围岩的振动和破坏,很好地解决了通风、排水、排矸这些煤仓施工中的难题,有利于煤仓壁的永久支护和以后的正常使用。 

5 经验总结

(1)由于莫井为高瓦斯盘区,在施工中,先钻导硐孔,彻底解决了煤仓施工中局部通风难度大的问题,保证了安全生产。

(2)由于采区煤仓施工选用LM—120型反井钻机施工1个d 1.2 m导硐孔与主斜井贯通,从而减少了采区煤仓刷砌施工中排水、排矸、通风等设施和环节,加快了煤仓的施工速度,降低了工程成本。

(3)由于施工了导硐孔,从而增加了煤仓扩刷时光面爆破的自由面,大大提高了光爆效果,提高了工程质量,降低了成本。

(4)利用反井钻机施工煤仓,改善了工作面的作业环境,提高了机械化程度,提高了工作效率,从而缩短了煤仓施工期。

(5)通过这次施工,认识到利用反井钻机施工煤仓具有机械化程度高、劳动强度低等优点,特别是技术上可行,经济上合理,在同等条件下,可优先选用该法施工。


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