大直径斜煤立眼的优化设计与施工

大直径斜煤立眼的优化设计与施工

双阳矿斜井1#煤层位于项目三采区。位于2#煤层，主要运输道路和2#煤层储存系统位于2#煤层。原设计煤由溜煤斜巷溜至2号煤层中,工程量为360m,倾角为35°,工程量大,施工难度大。为此,改为溜煤立眼,以减少工程量。1#煤层厚度为2.5m,距下部2#煤层间距为97.5m,垂距为98m。立眼下部到2#煤仓上口处,垂直高度为76m。斜溜眼为6m,倾角为75°,与2#煤仓肩部相贯通。此方案减少了工程量,也可缩短工期,但施工难度大。立眼由厚350mm的料石砌筑,每隔10m打一个混凝土壁座,净直径为1.8m。最下部斜溜眼为铁支架打混凝土支护,并且铺设铁轨。此项工程总计82m。2细砂砂岩带此立眼全部在岩层中施工,上部为泥质页岩,厚度11m,砂页岩20m,中砂岩含水层8m,细砂岩15m,泥质砂页岩10～12m;下部为细砂岩层。岩层硬度系数f=1～1.5,所要通过的含水层水量较大。3施工中心3.1绞车及钢管的施工(1)施工顺序为自上向下进行。在1#煤层上部硐室(净宽3.2m,净高3.1m)中,设置天轮,天轮架用11号矿用工字钢焊制,将天轮固定其上部;(2)在距立眼中心8m处,安设绞车(25kW),作为提升之用。焊制直径0.6m,高0.7m吊桶,以运送物料及矸石;(3)打疏水孔:为了准确定向贯通和在施工中疏水,在施工前,沿设计立眼中心打直径为110mm的钻孔,一直打到2#煤仓上肩部。钻杆拔出后立即下设Φ75mm的钢管,以防止围岩缩孔堵塞。并在钢管中套设Φ50mm钢管.套管管壁上打许多小孔,使水在任何时候都能进入此管中。套设的套管是为了防止水带泥砂堵塞管路,当水进入管中,稍大粒砂即留在了两层管壁之间,水在套管中流下。在下部煤仓上口硐室中开掘宽1.6m、高1.6m的小洞,找到下设的钻孔钢管,破管后使水从此巷道中流出。3.2平台及上跨端掘进由于1#立眼上部巷道高度小,人员上下不安全,易造成绞车提升过卷事故,且施工立眼必须有两层平台,以防止各种物品坠入,故采取了先施工立眼上下人硐室、两层平台和上部封口盘的施工方案。在1#层上部巷道中,沿立眼中心人力掘出宽3.0m、高3.0m、深3.2m的方坑,四壁用混凝土浇注(200mm厚)。在底板中心留出800×800mm方口,周围用混凝土浇注(300mm厚)。制作铁板盖门将方口盖住。在方口边缘留出两个对称的小孔,以通过吊桶稳绳。这样就形成了二层平台和上下人硐室。方坑的顶部(1#巷道的底板)铺设铁道通过立眼中心。在中心留出800×800mm方口,与二层平台方口相对应,周围铺设11号矿用工字钢,支模浇注300mm厚混凝土,成为一层下料平台。在此平台上放置封口盘。封口盘是用一吨矿车底盘,上部平焊工字钢,铺设40mm厚木板制作而成,放在一层平台的轨道上。不提升时盖住方口;当吊桶通过时移开。在一层平台的一角留出上下人员通道,设置铁梯。人员由二层平台上下立眼。在平台的另一角,留出风筒孔,以便施工时通风。待所有下部立眼完工后,再在二层平台向一层平台套砌料石,按立眼的中心和净直径砌筑,同时破除二层平台在立眼中的部分并拆除盖门。立眼主体施工:当钻孔设置完钢管,上下人硐室及平台施工完毕后,即开始立眼主体施工。立眼净直径为1.80m,壁厚350mm,料石砌筑。施工工序是先在立眼中心按1.6m直径向下掘进,掘进深度为1.70m。然后,回头从底部向周围逐步扩大,所扩深度为0.45m。随扩大随砌筑料石,浇注150号砂浆,直到完成高度1.7m为一个循环。掘进时采用4节槽钢圆形铁支架支护岩帮,即每掘进1.7m深,架设三道铁支架,后背木板。每道铁支架之间设置吊钩相互连接悬挂。扩大岩帮时,随扩随拆临时铁支架。掘进没有按设计全断面直径2.5m进行,而是预留0.45m厚的岩帮,以便对前段所砌料石起支撑作用,防止上个循环料石塌落。掘进时,随掘随割除下设的钻孔钢管,使工作面的水及时流出。3.3壁座施工的基本过程壁座对立眼料石墙壁起支撑悬吊作用。每隔10m施工一个壁座,共计7个。壁座净直径为1.8m,外径为3.3m,即伸向岩壁中0.4m。壁座外部边缘高为0.4m,里侧(指在立眼)高为0.6m。在正常立眼施工高度完成10m后,即到达壁座位置时,开始施工壁座。首先按1.6m直径断面向下掘进0.6m,然后逐步向一侧边缘扩大,扩大深度0.85m,宽度为1.0m。在所扩的边缘内,每隔0.2m摆放一根长0.8m的18kg/m铁轨(或工字钢),在铁轨上横摆14mm钢筋,与铁轨绑扎在一起,浇注250号混凝土。以此工序循环完成一个壁座的施工。其余以此类推。3.4矿监管架和支架安装斜溜眼长度为6m,倾角75°。此段是溜煤时承受冲击力和摩擦最大的地方。为此,施工采取了先掘进,然后架设11号矿用工字钢铁支架,间距为0.5m一道。支架之间用Φ20mm圆钢制成吊钩相互吊挂,使之成为一体。然后在支架的里表面全部铺设密集铁轨,与铁支架锁在一起,再浇注钢筋混凝土,完成此段的施工。4施工质量及效果(1)此项工程工期只用4个月,比原设计工期大大缩短,减少了工程量,节省了投资;(2)溜煤立眼采用料石支护,在该矿建矿以来的软岩层中施工尚属首例,料石应用于溜煤眼的支护上与网筋混凝土相比,抗冲击力大,耐磨性强,抗岩层的剪切力效果好;(3)立眼料石支护与混凝土相比,施工中减少了支模工序,从而节省了大量人力,物料,加快了工程进度。取得了优良的施工效果。尤其是保证了安全施工,施工期间没出现任何工伤。安全效果突出;(4)此项工程经验收被评为优质工程;(5)虽然工程