下石节煤矿煤仓快速维修技术的应用与实践.doc

下石节煤矿煤仓快速维修技术的应用与实践白永筱 方亚杰 霍小泉摘要：煤仓仓壁变形破坏是制约矿井生产的重要环节，通过锚网喷、注在煤仓维修过程中的应用与实践，为今后的煤仓维修处理提供参考依据。关键词：煤仓仓壁；锚网喷注维修；应用与实践煤仓是煤矿安全生产过程中极其重要的一个环节，它通过一定的方式和矿井运输相联系，其基本功能是储存原煤，并使各个运输环节能力相匹配，真正起到缓冲的作用，从而保证矿井持续稳定生产。但由于受技术条件、施工条件、地质因素等影响，煤仓在正常使用过程中难免出现损坏、变形影响矿井正常生产。就煤仓损坏后如何处理，是我们急需解决的一个重要问题。随着科学技术的快速发展以及科学技术在煤矿安全生产中广泛应用，原有的支护工艺已不能满足现阶段煤矿安全生产的要求。此文谨结合下石节煤矿煤仓维修处理的实际，谈一谈锚注支护在煤仓维修处理应用的一些体会和想法。一、问题的提出： 下石节煤矿二号煤仓全长55.4m,以副风井通道分为上下两段，围岩以泥岩、根土岩、炭质泥岩、花斑泥岩及粉砂岩为主，团块状结构，极为破碎，遇水易膨胀，易垮落。1997年10月，矿曾采用钢筋混凝土浇灌的方法对2煤仓进行了加固维修，但由于围岩极不稳定，且受煤体冲刷影响，仓壁多次、多段出现（钢筋混凝土浇灌）受压变形破坏，最大垮落深度达1.5m，垮落长度达到8m以上，岩石裸露。通过对煤仓仓壁垮塌原因分析，主要原因是由于煤仓围岩不稳定，煤体冲刷及仓壁渗水及原支护仓壁混凝土强度不够所致，这就给矿井的正常安全生产造成一定影响，严重制约矿井的均衡、持续生产。二、问题的解决： （一）方案的提出：2005年经多方考察研究，并借鉴锚注支护的成功经验，确定2煤仓采用锚注支护进行维修处理，即采用由上向下随仓内放煤在垮落仓壁上打螺纹钢锚杆（锚杆规格为202250mm、间排距600600mm）、注浆锚杆（注浆锚杆规格为41500mm、间排距15001500mm）挂金属网，用鼓形托板螺母固定在仓壁上；同时，在第一排锚杆间另打一排锚杆（锚杆间排距600600mm），锚杆外露长度600mm，并在锚杆末端经纬缠绕废旧钢丝绳，且须用铁丝绑扎，循环进度1.5m，然后喷射混凝土600mm,混凝土标号为200，配合比为1：2：2。在喷体上打锚杆（间排距600600mm），在锚杆末端经纬缠绕废旧钢丝绳，并喷射混凝土600mm，以此方法施工直至与原仓壁平。待混凝土凝固后采用单浆水泥液进行注浆补强，依次循环随仓内放煤进行，直至垮落段施工完毕。采用该技术施工，有效的控制了煤仓反复变形破坏，取得了较为明显的经济技术效益。（二）支护方案及技术参数的确定：1、支护方案及技术参数的确定：（1）支护方案的确定：对我矿以前维修处理煤仓的经验进行了总结分析，并借鉴锚注支护的成功经验，并充分考虑2煤仓围岩类别，结合煤仓断面形状及利用率，确定采用在垮落段裸露围岩上现初喷3050mm，以控制围岩的垮落，然后安装202250mm螺纹钢树脂锚杆（锚杆间排拒700*），铺设金属网，安装钢带，鼓型铁托板（8120120mm），紧固螺母。再安装螺纹钢树脂外露锚杆（外露长度600mm），后进行喷射C20混凝土，依次方法施工直至与原仓壁平。（2）支护机理分析：其支护机理是以锚杆为主体构件的锚网喷支护、形成一个坚固的组合梁结构，具有较强的承载能力。喷射混凝土的作用主要是封闭围岩，通过锚网喷钢筋混凝土结构与充分粘结，提高围岩的自身承载能力。根据锚杆支护的理论依据，即悬吊作用，使松动的围岩相互连结再松动区外的完整坚固岩体上。组合梁作用是通过锚杆将层状岩体各层间进行了连结，使多层岩体结合成类似铆钉加固的组合梁，提高岩体的整体抗弯能力，而且在相同作用下，组合梁比未组合的板梁的挠度和内应力都大为减少。（3）、施工方法及步骤： 1、施工方法： 段：随仓内放煤，采用由上向下喷射混泥土的方法进行覆盖，直至与原仓壁平。每次放煤高度不得超过2m。 段：对二号仓通道口上下8m范围内 。 段：随仓内放煤进行铺网打锚杆，安装鼓形托板、螺帽、喷射混凝土直至与原仓壁平，每次放煤高度不得超高2m。 2、施工步骤: 由上向下依次分段施工，即段、段、段依次施工，施工时，必须先处理仓壁四周浮煤、活矸打锚杆、挂网、打外露锚杆、挂钢丝绳喷浆600mm(喷浆采用分次喷射的方法进行，每次喷射厚度150mm，间隔时间不小于4小时，防止喷体因自重而脱皮掉落)在喷体上打外露锚杆，挂钢丝绳喷浆600mm再在喷体上打外露锚杆挂钢丝绳、喷浆，以此方法施工直至与原仓壁平。（4）、保证施工质量的措施：1、锚绳（网）喷支护要求： 锚杆布置方式均为矩形布置,间排距600600mm,其规格为202250mm螺纹钢锚杆，托板为8120120mm的鼓形铁托板（每根锚杆使用两节Z3530型树脂）。 钢丝绳用废旧钢丝绳，要求经纬缠绕，且与锚杆间用铁丝扎牢绑紧。 铁丝网为菱形铁丝网，要求必须铺平拉紧，逢孔必联。 喷射混凝土标号为200，配合比为1:2:2，速凝剂用量为水泥用量的35，喷体表面必须保证圆弧一致，表面光滑平整。 各种材料的规格质量必须符合要求，砂石要经过筛选，不得使用失效的速凝剂。 严格按比例配料，实行按重量比计算。 喷射混凝土必须挂线施工，保证与原仓壁平，喷射时遇有淋水时，应先采取防水措施，遇有泥岩时，应先挖掉泥岩松散风化部分，然后喷浆。 对于没有淋水的仓壁段，喷后24小时应做洒水养护，防止喷体干缩、龟裂，喷水养护时间不得小于7昼夜，并保持混凝土表面湿润。 上下段接茬施工时，应先用风镐铲除上段井壁根部表面疏松的回弹堆积物，用水清洗茬面，而后喷射接茬，封闭岩层。 为了防止石子与砂浆离析，尽量采用强度高、容重和粒度小的粗骨料（粒度不大于810mm）并采用粗砂，水灰比为0.45。四、施工组织管理：1、成立以矿主要领导为组长、分管领导为副组长、业务骨干为成员的领导小组，设立专门机构负责现场管理工作。 2、每班配备维修施工人员10人，辅助人员15人，负责施工期间的安全质量管理及其它辅助工作。3、提前做好施工准备工作，全面落实责任，包括安装调试施工所需设备、材料准备，煤仓上下口安全设施，吊桶试验、瓦斯检查等，保证施工安全顺利进行。 五、施工设备、机具配备：1、PCZ-5喷浆机一台2、YT-24风钻两台3、风镐两台4、煤电钻一台5、5.5kw风机一台6、自制吊桶1个7、40棕绳一条（80m）8、QZB-50/6注浆泵一台。六、经济效益评价：依照该方案处理煤仓仓壁垮塌变形，安全、快捷、施工简单、劳动强度低。本次维修处理2#煤仓计划3天完成，实际两天即完成该项工程，比计划提前一天完成。通过多年观察未出现变形破坏，避免了反复维修的恶性循环，从长远分析各项费用明显降低，同时也为煤仓变形处理提供了新的途径和方法。七、几点体会：1、在煤仓仓壁垮塌处理时、采用锚网喷支护形式，将围岩与钢筋混凝土充分粘结，有力的提高利了围岩的自身承载能力，使煤仓仓壁整体保持稳定而不易产生破坏。2、利用多层锚杆可形成有效的组合拱，极大提高了煤仓仓壁的整体性，从而提高仓壁的整体承载能力。3、通过喷射混凝土有效的防止了煤仓