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1概況
結合皖北煤電集團祁東煤礦二采區(qū)822機巷溜煤眼施工案例,對溜煤眼施工工藝進行優(yōu)化,822機巷溜煤眼是為該工作面掘進和回采期間出煤需要而施工的,該溜煤眼設計深度7m,凈直徑3m,倉體采用錨網(wǎng)噴+注漿支護,鎖口采用混凝土澆筑,溜煤眼所處位置為獨頭巷道,如圖1所示。
2施工方案選擇
方案1:采用反孔鉆機施工法[1],先由上向下施工導向孔,再自下向上反孔刷大,然后人工自上向下炮掘法施工刷大至設計斷面。采用這種施工方法需要安裝反孔鉆機,需要的操作空間大,施工速度快,但施工成本高。適用于垂深較高、凈徑較大的溜煤眼工程。方案2:絞車吊桶施工法,該施工方法需安裝1部絞車,利用吊桶進行人工出矸,施工速度慢,且存在垂直運輸安全隱患。方案3:斜槽式施工法,該方法是根據(jù)“三角形原理”,結合溜煤眼設計參數(shù),采用斜巷掘進的方法進行施工,該方法采用原巷道施工使用的工具和設備,不需要刷大溜煤眼上口巷道高度,施工成本較低,而且施工速度較快,同時減少了人員登高作業(yè)環(huán)節(jié),提高了施工安全性。溜煤眼所處巷道為獨頭巷道,無獨立通風系統(tǒng),采用此種施工方法可以利用出矸坑道預埋管路形成通風系統(tǒng),節(jié)約部分巷道工程。方案選擇:經(jīng)過綜合比較最終選用方案3。
3施工工藝優(yōu)化
(1)通過分析研究822機巷溜煤眼施工的難點與隱患點,本著安全、高效、節(jié)約成本的原則,采用斜槽式施工法,自上向下施工。采用耙矸機配合礦車進行排矸,耙矸機安裝在距溜煤眼約18m處,在距溜煤眼13m施工耙矸機出矸坑道,耙矸機坑道與溜煤眼同時施工放炮,溜煤眼采用垂直向下打眼施工,一次全斷面爆破,出矸坑道隨倉體逐步向下施工。根據(jù)計算,當坑道坡度達到約-23°時,倉體最后剩下1.5m,最后一次爆破溜煤眼貫通。采用此施工方法,充分利用了原有巷道施工的工具和設備,減少了設備的安裝時間,縮短了施工工期,具體工具、設備如表1所示。(2)優(yōu)化施工工藝。先施工溜煤眼倉體,再施工上口控制硐室,利用掘進硐室的矸石回填耙矸機出貨坑道,減少排矸量,同時為確保回填矸石的密實度,采用注漿進行充填[2]。(3)優(yōu)化出矸系統(tǒng)。耙矸機出矸坑道兼做人員上下通道,溜煤眼從上向下施工過程中,溜煤眼及耙矸機繩道內(nèi)嚴禁有人,溜煤眼及耙矸機出矸坑道超過1m深時,周圈設置護欄,護欄高度不低于1.2m。護欄采用鋼筋網(wǎng)配合細鋼絲繩及底板錨桿進行固定,出矸坑道內(nèi)一幫設置臨時扶手,人員從坑道出入倉體。(4)優(yōu)化支護方式。根據(jù)弱圍巖情況及時變更支護參數(shù)。溜煤眼倉體采用錨網(wǎng)噴加注漿支護[3],上下鎖口采用混凝土澆注,出矸坑道缺口采用鋼筋混凝土進行澆筑,澆筑厚度不低于500mm,坑道缺口鋼筋混凝土支護的倉壁與錨網(wǎng)噴支護的倉壁,采用φ20mm×2400mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿連接,錨桿錨入倉壁1.5~1.8m,外露0.9~0.6m作為鋼筋混凝土的扎筋,鋼筋混凝土鋼筋直徑20mm,網(wǎng)幅0.3m×0.3m。(5)優(yōu)化通風形式,完善通風系統(tǒng)。考慮到溜煤眼上口為獨頭巷道,通常是靠局扇進行通風,為避免局扇通風的麻煩,結合斜槽式施工法施工工藝,采用預埋通風管路的方式解決通風問題,不僅解決了該巷道的長期通風問題,而且將該通風管路澆筑到耙矸機出矸坑道里面,一定程度上增加了倉壁的抗壓能力。
4施工工序簡介
施工圓柱形倉體→與下口巷道貫通→預埋通風管道→澆筑下鎖口→澆注耙矸機出矸坑道與倉體交接處→回填耙矸機耙貨出矸坑道→澆筑上鎖口→上口硐室施工→利用硐室施工的矸石回填耙矸機出矸坑道→注漿加固出矸坑道。
5施工安全管理
(1)加強安全管理,嚴格執(zhí)行敲幫問頂制度,施工人員每次進入施工地點,都要仔細觀察溜煤眼安全情況,發(fā)現(xiàn)活矸危巖及時用長度不少2m的釬子找落。溜煤眼下口處理活矸時人員應站在眼口下方偏上的安全位置,防止矸石滾落傷人。(2)溜煤眼從上向下施工過程中,炮眼深度不超過1.2m,幫部錨桿及時打設,夠一排支護一排,耙矸機坑道內(nèi)深度超過1.6m的地方,必須從上向下進行掛網(wǎng)、打錨桿支護,防止片幫傷人。(3)溜煤眼施工至漏斗上端面設計位置,裝好起重梁,繼續(xù)向下施工過程中,溜煤眼內(nèi)施工人員必須佩戴安全帶,安全帶在起重梁上必須生根牢固。(4)耙矸機出貨時,溜煤眼及坑道內(nèi)嚴禁有人,耙矸機不用時,必須確保停電閉鎖并掛停電牌。(5)溜煤眼下口刷大或澆灌時,上下口巷道前后20m范圍拉設警戒,嚴禁閑雜人員進入,如需行人,必須和工作面人員聯(lián)系好,待停止施工并確認無任何安全威脅后方可通過。
6結論
(1)采用斜槽式施工法,減少了垂直運輸環(huán)節(jié)和人員登高作業(yè)危險,大大提高了施工安全性。(2)采用斜槽式施工法,施工工期比原計劃提前15d,節(jié)約成本近10萬元,提高了勞動效率。(3)合理利用巷道掘進矸石回填坑道,減少了矸石的排放量,減輕了職工的勞動強度,降低了施工成本,提高了施工進度,同時提高了煤炭質(zhì)量。(4)采用斜槽式施工法,回避了安裝局扇通風環(huán)節(jié),利用出矸通道預埋鋼管作為通風孔,節(jié)約部分巷道工程,為煤礦類似溜煤眼施工提供了經(jīng)驗。(5)采用斜槽式施工法,822機巷溜煤眼實現(xiàn)了快速安全施工,取得了很好的安全及經(jīng)濟效益,為類似工程提供了經(jīng)驗,具有推廣應用價值。
作者:李康 王安超 單位:皖北煤電集團 祁東煤礦 山西煤銷集團